Летательные аппараты с треугольным крылом

В англо-американской научной литературе Летательные аппараты с треугольным крылом получили обобщающее название «аппараты с дельтовидным крылом» из-за того, что форма таких крыльев напоминает одноименную греческую букву. К этому классу летательных аппаратов обычно от­носят две принципиально различные груп­пы летательных аппаратов - боевые само­леты военного назначения и некоторые ти­пы гражданских летательных аппаратов (в том числе балансирные планеры-дельта­планы и ультралегкие летательные аппа­раты).

Применение треугольных крыльев вош­ло в практику авиастроения примерно с 1950-х гг. для самолетов с высокими летно-техническими характеристиками и при­мерно с 1980-х гг. для планеров и ультра­легких летательных аппаратов. И в той, и в другой области для развития техники соз­дания летательных аппаратов с треуголь­ным крылом потребовалось решить ряд проблем.

Самолет с треугольным крылом в прин­ципе можно рассматривать как летатель­ный аппарат схемы «бесхвостка» с крылом большой (более 45°) стреловидности по передней кромке, у которого площадь пе­ред прямой линией, соединяющей задние кромки законцовок крыла, заполнена кон­струкцией. Это существенно увеличивает площадь крыла по отношению к его раз­маху и дает малое значение удлинения кры­ла (отношения размаха крыла к САХ - средней аэродинамической хорде). Для ле­тательных аппаратов с треугольным кры­лом это отношение близко к 2. В случае крыльев сложных форм, для которых труд­но определить величину САХ, удлинение обычно рассчитывается как частное от де­ления квадрата размаха на площадь крыла. Для крыльев этого типа необходимая пло­щадь крыла может быть получена при су­щественно меньшем размахе, чем на кры­льях другого типа. Одна из отличительных особенностей современных скоростных ле­тательных аппаратов с треугольным кры­лом состоит в том, что практически все они являются реактивными. Летательные аппа­раты этого типа оснащались винтовыми двигателями только до середины 1940-х гг., а затем винтовые двигатели использова­лись на самолетах этого типа лишь в экспе­риментальных целях.

ДОСТОИНСТВА

Основным достоинством треугольных крыльев считается возможность существен­но уменьшить размах и обеспечить увели­чение жесткости и снижение массы крыла. Более того, так как крылья этого типа обыкновенно имеют корневые хорды боль­шой длины, физическая толщина крыла в корневом сечении при заданной из аэроди­намических соображений относительной толщине профиля оказывается достаточно большой, что позволяет размещать в крыле дополнительную часть полезной нагрузки (топливо и оборудование) и, таким обра­зом, существенно снизить аэродинамичес­кое сопротивление за счет уменьшения раз­меров фюзеляжа. По этой схеме обычно строились тяжелые самолеты типа бомбар­дировщиков. С другой стороны, некоторые одноместные истребители с крылом такого типа имеют фюзеляжи достаточно боль­ших размеров по сравнению с размерами крыла, что свидетельствует о стремлении проектировщиков использовать преиму­щества малого размаха крыла при обеспе­чении заданной площади.

НЕДОСТАТКИ

Чем меньше размах крыла, тем ниже его способность парировать тенденцию са­молета совершать вращательное движение в направлении, противоположном направ­лению вращения воздушного винта сило­вой установки. Примером этого может служить самолет XFY-1 фирмы «Конвэр» - винтовой самолет с мощностью тур­бовинтового двигателя, достаточной для обеспечения вертикального взлета. Само­лет, имеющий столь высокую тяговооруженность и одиночный воздушный винт, при работе силовой установки на макси­мальных оборотах практически должен вращаться вокруг продольной оси. Для то­го чтобы избежать этого, проектировщики использовали соосные винты противопо­ложного вращения. Этот пример показы­вает компромиссный характер процесса выбора конструктивно-компоновочной и аэродинамической схемы самолета, особен­но в тех случаях, когда конструкторы пы­таются наиболее полно использовать неко­торое преимущество той или иной схемы.

Еще одним присущим всем треуголь­ным крыльям недостатком является то, что в большинстве практических применений традиционная механизация задней кромки такого крыла не может быть эффективно использована в целях уменьшения посадоч­ной скорости. Величина максимального плеча этих поверхностей механизации или управления относительно центра масс са­молета такова, что они действуют больше как рули высоты, чем как органы взлетно-посадочной механизации. Этот недостаток несколько компенсируется тем, что лета­тельные аппараты с треугольным крылом могут совершать полет при значительно большем угле атаки, чем самолеты с тради­ционными крыльями, создавая при этом большую подъемную силу, что позволяет выполнять посадку при меньших скорос­тях. Кроме того, для остановки самолета после выполнения достаточно скоростной посадки обычно используются тормозные парашюты. За исключением сверхзвуковых пассажирских самолетов, созданных в 1970-е гг., все скоростные самолеты с треу­гольным крылом являются военными.