Крыло летательного аппарата с прямой и обратной стреловидностью
AIRCRAFT WING WITH FORWARD AND REVERSE SWEEP

Описание изобретения
Существуют различные типы крыльев летательных аппаратов, отличающиеся друг от друга не только геометрией, но и конструктивными особенностями. В основном это крылья с прямой стреловидностью, позволяющие снизить лобовое сопротивление летательного аппарата и создать условия для достижения более высоких скоростей.
Недостатком этих крыльев является то обстоятельство, что в случае отказа двигателя такие аппараты переходят в крутое пикирование и быстро сваливаются в штопор. Чтобы избавиться от этого недостатка, в последнее время стали появляться летательные аппараты с крылом обратной стреловидности. Однако такие летательные аппараты имеют несколько большее лобовое сопротивление и более строги в пилотировании. Кроме того, крыло с обратной стреловидностью при больших скоростях полета имеет тенденцию к скручиванию, что может привести к его разрушению.
Существуют также летательные аппараты с крылом, имеющим одновременно прямую и обратную стреловидность. К ним относится, например истребитель пятого поколения Су-47 «Беркут».
Этот тип летательного аппарата имеет два крыла: переднее и заднее. Переднее крыло (оно меньшего размера) имеет прямую стреловидность, а заднее крыло (оно большего размера) имеет обратную стреловидность. Подобная компоновка из двух крыльев позволяет избавиться от многих недостатков, свойственных летательным аппаратам с только прямой или только обратной стреловидностью.
Недостатком этой конструкции является утяжеление крыла за счет увеличения материалоемкости (используются два крыла вместо одного). Кроме того сохранились и некоторые трудности, связанные с пилотированием в ручном режиме, свойственные практически всем летательным аппаратам с крыльями обратной стреловидности. Никуда не делся и общий недостаток, свойственный большинству современных летательных аппаратов, а именно - нарушение центровки при отклонении элеронов.
Возможно именно поэтому что СУ-47 и не был принят на вооружение.
Изменение центровки происходит главным образом за счет смещения аэродинамического фокуса летательного аппарата относительно его центра тяжести.
Аэродинамический фокус АФ (см. фиг. 1) находится, как правило, в срединной части крыла, а элероны расположены на его задней кромке. Поэтому при отклонении элеронов происходит смещение аэродинамического фокуса к хвостовой части крыла. Положение центра тяжести ЦТ летательного аппарата при этом остается практически неизменным при любых эволюциях крыла, что приводит к увеличению расстояния L между центром тяжести и аэродинамическим фокусом, то есть к нарушению центровки летательного аппарата. Этот недостаток в той или иной степени свойственен практически всем летательным аппаратам.
Предлагаемая конструкция крыла (см. фиг. 1) свободна от вышеперечисленных недостатков. Как и в случае с СУ-47, оно имеет прямую и обратную стреловидность, однако состоит не из двух, а из одного крыла, что позволяет снизить его вес за счет уменьшения материалоемкости.
Во-вторых, при отклонении элеронов не происходит смещения аэродинамического фокуса относительно центра тяжести летательного аппарата. Это объясняется тем, что за счет обратной стреловидности крыла у его корня прямая стреловидность крыла в его концевой части, где расположены элероны, вынесена вперед таким образом, что элероны попадают в зону горизонтали А-А, проходящей через аэродинамический фокус. Это обстоятельство позволяет сохранить положение аэродинамического фокуса неизменным при любых отклонениях элеронов. Для этого необходимо лишь правильно подобрать соотношение между прямой и обратной стреловидностью.
Подобные крылья имеют птицы из семейства ястребиных, а также чайки, часами летающие над водой, что позволяет им развивать не только большие скорости полета, но и с очень высокой точностью выходить на цель.
Предложенная конструкция крыла будет особенно полезна для летательных аппаратов, имеющим крылья с большим относительным удлинением и небольшой хордой, например самолетам типа «Антонов», которые особенно строги в центровке.
Хочется отметить, что в последнее время несколько снизились требования к эродинамике крыла, так как появились мощные авиационные моторы с изменяемым вектором тяги. А с хорошим мотором, как известно, можно летать и на доске!..