Крыло с обратной стреловидностью.

Для крыльев с обратной стреловидностью более не­сущей является корневая часть крыла. Там при увеличении углов атаки местное значение раньше достигает значений , поэтому срыв начинается раньше в корневой части кры­ла. Такой срыв не приводит к потере поперечной управляемости самолета, так как область срыва не захватывает элероны. Это повышает безопасность полетов и позволяет сверхзву­ковым самолетам использовать большие углы атаки, повышая их маневренные возможнос­ти. Крыло обратной стреловидности облегчает весовую компоновку самолета, смещая центр масс вперед. Однако применение таких крыльев

ограничивалось из-за их подверженности уве­личивать угол закручивания на увеличении угла атаки при изгибе крыла под действием аэродинамических сил. (рис.8б) А это приводит к еще большему увеличению подъемной силы. И так вплоть до потери статической устойчивости крыла — дивергенции и его разрушения на определенной скорости полета.

Тогда как увеличение угла для крыла прямой стреловидности (рис.8а) приводит к уменьшению угла атаки

и, следовательно, к снижению вероятности возникновения этого явления. Чтобы бороться с явлением дивергенции на крыльях обратной стреловидности, надо увеличивать жесткость крыла, а это до применения композиционных материалов было связано с таким увеличением его массы, которое не компенсировало получаемого выигрыша в маневренных возможностях самолета. Примене­ние же композиционных материалов со специальной укладкой волокон, создающей «подтягивающую» силу и моменты на уменьшение угла атаки при прогибе крыла, позволяет решить эту проблему, а также сни­зить затраты массы на обеспечение необходимой жесткости.

Для крыльев обратной стреловидности нет необходимости в гео­метрической крутке на уменьшение углов атаки концевых профилей крыла (как у крыльев прямой стреловидности ), а положительные углы крутки концов крыльев обратной стреловидности по абсолютной величине меньше, чем у крыльев прямой стреловидности, что обеспечивает им меньшее сопротивление в полете. Это объясняется тем, что для крыльев обратной стреловидности зона, где начинается срыв потока, смещается с концов крыла к корню. При этом поперечная

и путевая устойчивость сохраняются до больших углов атаки, а опасность сва­ливания на крыло уменьшается. Концевой срыв отодвигается до утла атаки, большего со­ответствующего . Применение крыльев обратной стреловидности может обеспечить устойчивость и эффективное поперечное управление до углов атаки

порядка 80°. Поэтому скоростные самолеты с крылом обратной стреловидности могут иметь более высокие,

чем самолеты с крылом прямой стреловидности, маневренные характеристики на больших углах атаки и более высокий уровень безопасности полетов.

Рис.8 Рис.9

Малая скорость захода на посадку может быть достигнута без применения сложных средств механизации. Посадочная скорость может быть уменьшена на 20...25 %. Это дела­ет перспективным применение крыльев обратной стреловидности на самолетах короткого взлета и посадки.

Применение на самолетах крыльев обратной стреловидности может дать большую свободу при разработке компо­новки самолета. Центроплан крыла обратной стреловидности находится позади центра масс самолета

и не мешает размеще­нию в фюзеляже пассажирского салона (на пассажирских самолетах) или отсека для

сбра­сываемых грузов (на самолетах военного назначения). На самолетах с крыльями обратной стреловидности легче удовлетворить требованию соблюдения правила площадей, что может обеспечить сниже­ние волнового сопротивления на околозвуковых скоростях полета и уменьшить значение потребной тяги для такого полета.

Однако малые критические скорости аэроупругой дивергенции крыльев обратной стреловидности (рис.9) сдерживали развитие работ по таким крыльям.

Требуемые дополнительные затраты массы для устранения опасности дивергенции (увеличение прочности, а главное, жест­кости металлического крыла) так велики, что сводили на нет все преимущества крыльев

обратной стреловидности.

Рис.10

На рисунке 10 показан рост массы крыла для крыльев обратной стреловидности по углу стреловидности . Как видно из рисунка 8, значение крыльев обратной стреловидности существенно меньше значения крыльев прямой стреловидности. Это объясняется тем, что при изгибе крыло обратной стреловидности закручивается на увеличение угла атаки, способствующее появлению дополнительной подъемной силы на концах крыла, увеличивающей его изгиб и еще больше увеличивающей угол атаки, вплоть до разрушения крыла при скорости полета Препятствуют развитию этого яв­ления, называемого дивергенцией, упругие силы кон­струкции крыла. В крыльях прямой стреловидности при изгибе закручивание крыла при­водит к уменьшению угла атаки, что сдерживает и отодвигает на большие скорости полета наступление дивергенции.

Применение композиционных материалов с определенной ориентацией волокон в конструкции обшивки крыльев обратной стреловидности (рис.8) вызывает закручивание крыла при его из­гибе в полете на уменьшение углов атаки, что приводит к уменьшению нагрузок (подъем­ной силы), обусловленных аэроупругой деформацией крыла, и к резкому увеличению К тому же композиционные материалы имеют более высокие удельные характеристики прочности и жест­кости, поэтому затраты массы на крыло из композиционных материалов

для крыльев обратной стреловидности значительно меньше, чем для крыла из алюминиевых сплавов (рис.9),

и почти не зависят от угла стреловиднос­ти крыльев обратной стреловидности.