¿Cómo se distribuyen las alas de un avión de combate? ¿Qué estilos tienes?

Ala de caza

La función principal de un ala de caza es generar sustentación para soportar el avión que vuela en el aire. También juega un cierto papel en la estabilidad y la controlabilidad. Según la forma plana del ala, hay ala rectangular, ala trapezoidal, ala delta, ala delta doble, ala de flecha, ala de borde, etc.

Según la posición delantera y trasera y el papel de las alas en el fuselaje, se pueden dividir en alas principales, alas de cola (cola horizontal y cola vertical o cola oblicua) y alas delanteras (también llamadas canards). ). Dependiendo del ángulo entre el ala principal y el fuselaje, existen alas en flecha hacia adelante, alas en flecha y alas en flecha variable.

Los aviones modernos son generalmente monoplanos, pero los biplanos (con dos alas superpuestas hacia arriba y hacia abajo), los triplanos y los multiplanos también fueron populares en la historia. Según la posición de conexión entre el ala y el fuselaje del monoplano, se puede dividir en monoplano inferior, avión de ala media, monoplano superior y monoplano superior tipo paraguas (es decir, el ala está por encima del fuselaje y el ala está en contacto con el fuselaje. El cuerpo está conectado por un juego de tirantes).

Echemos un vistazo a varios tipos de alas comúnmente utilizadas en aviones de combate desde diferentes perspectivas.

Cola

La cola es un dispositivo instalado en la parte trasera del avión para proporcionar estabilidad y control. La cola generalmente se divide en cola vertical y cola horizontal. La cola vertical consta de un estabilizador vertical fijo y un timón móvil, que desempeña principalmente el papel de estabilidad direccional y control direccional en la aeronave. La cola vertical es la abreviatura de cola vertical o cola vertical. Según el número de colas verticales, los aviones se pueden dividir en aviones de cola vertical simple, cola vertical doble, tres colas verticales y cuatro colas verticales.

En la actualidad, algunos aviones de combate de doble cola vertical adoptan un diseño en forma de V, como el caza estadounidense F-22 de cuarta generación. La cola horizontal consta de un estabilizador horizontal fijo y un elevador móvil, que desempeña la función de estabilidad longitudinal y control de cabeceo en la aeronave. La cola horizontal se puede llamar simplemente cola horizontal. Para mejorar la eficiencia del control de cabeceo, algunos aviones utilizan una cola horizontal completamente móvil, es decir, la cola horizontal no tiene estabilizador horizontal y todo el ala puede desviarse.

Hay una cola especial en forma de V que puede funcionar como cola vertical y como cola horizontal. La cola horizontal suele estar situada detrás del ala principal. Pero algunos aviones colocan la "cola plana" delante del ala. Este tipo de avión se llama bulo. En este momento, la "cola horizontal" al frente se llama "ala delantera" o "canard", y un avión sin cola horizontal (o incluso cola vertical) se llama avión sin cola. El control de cabeceo, el control direccional y el control de balanceo de esta aeronave están controlados por el perfil aerodinámico móvil en el borde de salida del ala o la boquilla de vectorización de empuje del motor.

Rumores

Disposición de Canard: Hay dos alas triangulares más pequeñas (barridas) a cada lado de la cabina y un ala triangular más grande detrás de ella. Por ejemplo, el J-10, el J-20 de China y el EF2000 de Europa adoptan un diseño canard, que es un diseño aerodinámico que es muy adecuado para el combate aéreo supersónico.

Ya antes de la Segunda Guerra Mundial, la antigua Unión Soviética había descubierto que si la cola horizontal se movía a ambos lados del morro delante del ala principal, se podía lograr la misma eficiencia de control con un superficie del ala más pequeña, y el ala delantera y el avión. Las alas pueden producir sustentación al mismo tiempo, a diferencia de las colas horizontales que producen sustentación negativa en la mayoría de los casos.

El primer diseño de pato volaba como un pato, de ahí el nombre "diseño de pato". El alerón delantero de un avión con diseño canard se llama "canard". Hay dos tipos de bulos en los aviones de combate. Uno es incontrolable. Su función es fortalecer el vórtice del borde de ataque del ala cuando el avión tiene un ángulo de ataque alto, mejorar el rendimiento del avión en ángulos de ataque altos y es. también propicio para el despegue y aterrizaje de la aeronave en momentos breves.

Actualmente están el J-10 de China, el EF-2000 de Europa, el Rafale de Francia y el JAS-39 de Suecia. Los bulos de estos aviones no sólo se utilizan para generar vórtices, sino también para mejorar el problema de la caída repentina de la estabilidad durante las velocidades transónicas. También pueden reducir la resistencia al equilibrio, lo que es beneficioso para el combate aéreo supersónico. Al aterrizar, los canards también pueden desviarse en un gran ángulo negativo y actuar como frenos de velocidad.

Ala en flecha

Se denomina ala trasera a un ala cuya sección se desplaza hacia atrás a lo largo de la luz. La forma de esta ala se caracteriza por bordes de ataque y salida en flecha. El ángulo de barrido del ala se expresa como ángulo de barrido.

En comparación con las alas rectas, las características aerodinámicas de las alas en flecha pueden aumentar el número de Mach crítico del ala y reducir la resistencia durante el vuelo supersónico. Durante el vuelo, cuando la velocidad del flujo de aire perpendicular al borde de ataque del ala se acerca a la velocidad del sonido, el flujo de aire en ciertas áreas de la superficie superior del ala se verá afectado por el perfil aerodinámico convexo y su velocidad excederá la velocidad. del sonido, lo que resulta en ondas de choque locales, lo que aumentará en gran medida la resistencia al vuelo.

Dado que las alas en flecha pueden hacer que el componente de velocidad perpendicular al borde de ataque del ala sea menor que la velocidad de vuelo, en comparación con las alas rectas, las ondas de choque solo aparecerán a velocidades de vuelo más altas (es decir, el número de Mach crítico aumentará ), retrasando así la generación de ondas de choque en la superficie del ala. Incluso si se produce una onda de choque, ayudará a debilitar la intensidad de la onda de choque y reducir la resistencia al vuelo. Las desventajas del ángulo de barrido son una escasa rigidez torsional, una baja pendiente de la línea de sustentación, una fácil separación del flujo de aire de las puntas de las alas y una gran resistencia inducida durante el vuelo subsónico.

Ala delta

El ala delta de Mirage 2000

El ala triangular se llama ala delta. Similares a esto son el ala delta doble y el ala delta tangente. Actualmente, lo más utilizado es un ala delta con un ángulo ligeramente cortado. Los aviones de ala delta aparecieron en la década de 1950. Los modelos representativos incluyen el F-102 estadounidense, el MiG-21 de la antigua Unión Soviética y el Mirage III francés.

El ala delta de gran ángulo de barrido tiene las ventajas de una pequeña resistencia supersónica, un pequeño cambio de enfoque con el número m y una buena rigidez estructural, y es adecuada para vuelos supersónicos y vuelos de maniobra. La desventaja del ala delta es que cuando se vuela a velocidades subsónicas, la pendiente de la línea de sustentación del ala es baja, la resistencia inducida es grande y la resistencia a la sustentación es pequeña, lo que afecta el alcance de la aeronave y el rendimiento de despegue y aterrizaje.

Ala de barrido variable

Un ala cuyo ángulo de barrido se puede cambiar durante el vuelo se denomina ala de barrido variable. En el diseño de aviones, existe una contradicción insuperable: para aumentar el número M de vuelo, se debe seleccionar un ala con un gran ángulo de barrido y una relación de aspecto pequeña para reducir la resistencia al impacto del avión. levanta e induce Alta resistencia y baja eficiencia subsónica. Desde un punto de vista aerodinámico, para cumplir simultáneamente con los requisitos de vuelo supersónico, crucero subsónico y despegue y aterrizaje cortos, es mejor hacer que el ángulo de barrido del ala se adapte a diferentes condiciones de vuelo con diferentes ángulos de barrido.

La investigación sobre las alas de barrido variable comenzó en la década de 1940, pero no fue hasta la década de 1960 que se diseñó un avión práctico de ala de barrido variable. En términos generales, la sección del ala interior de un ala de barrido variable es fija y el ala exterior está conectada al ala interior a través de un eje de bisagra. El refuerzo hidráulico se utiliza para controlar la rotación delantera y trasera del ala exterior, cambiando el ángulo de barrido de la sección del ala exterior y la relación de aspecto de toda el ala. Las desventajas de las alas de barrido variable son que la estructura y el sistema de control son complejos, el peso es elevado y no son adecuadas para aviones ligeros. El avión de combate estadounidense F-14 es un tipo de avión representativo con alas de barrido variable.

Ala lateral

El ala de cinturón es un nuevo tipo de ala que apareció a mediados de los años 50. Algunos aviones de combate de alta movilidad de tercera generación adoptan este tipo de ala, como el F-18 estadounidense y el Xiaolong del Instituto Conjunto de Investigación China-Pakistán.

Se instala un ala delgada con un ángulo de barrido grande (ángulo de barrido de 65 a 85 grados) en el borde de ataque de la raíz del ala de un avión con un ángulo de barrido medio (ángulo de barrido de aproximadamente 25 a 45 grados), que Se llama ala lateral. En un ala de traca, el ala en flecha original se llama ala básica, y la porción adicional delgada del ala delantera se llama traca.

Las características aerodinámicas del ala de franja de borde son que en los rangos de velocidad subsónica y transónica, cuando el ángulo de ataque no es grande, el flujo de aire se separa del borde de ataque de la franja de borde, formando un vórtice de separación de borde de ataque estable. Bajo la inducción del vórtice de separación del borde de ataque, no sólo se puede aumentar considerablemente la sustentación de la sección interior del ala básica, sino que también se puede controlar el flujo de aire de la sección exterior del ala de modo que no se produzca una separación irregular dentro de un cierto tiempo. ángulo de rango de ataque, mejorando así la criticidad del ala. El ángulo de ataque y los límites de buffet garantizan que el avión tenga. A velocidades supersónicas, debido a la adición de tiras laterales, el espesor relativo de la sección interior del ala disminuye y el ángulo de barrido del ala equivalente aumenta, lo que puede reducir significativamente la resistencia al impacto.

Además, la existencia de las franjas laterales también puede reducir el desplazamiento hacia atrás de todo el centro de gravedad del avión cuando vuela a velocidades transónicas y supersónicas, reduciendo así la resistencia al trimado del avión. Por tanto, esta ala también tiene buenas características aerodinámicas supersónicas. La desventaja del ala con franjas laterales es que dentro de un rango de ángulo de ataque pequeño, sus características de sustentación y resistencia no son tan buenas como las de un ala básica sin franjas laterales, sus características de torque no son ideales y la curva de torque tiene una curva de torque; relación no lineal con el ángulo de ataque.

Descargo de responsabilidad:

Los diseñadores tridimensionales fomentan un comportamiento original. No se puede encontrar al autor original de este artículo debido a numerosas reimpresiones.

Si tiene alguna objeción o conoce al autor original, ¡contacte o informe a este editor!