Летательные аппараты нетрадиционных схем - [47]
В случае прямого крыла (имеющего постоянную по длине хорду от законцовки до корневой части) угол стреловидности обычно измеряется по передней кромке крыла. Для сужающихся крыльев угол стреловидности измеряется по линии четвертей хорд. Стреловидность треугольных крыльев определяется, как правило, по передней кромке.
Стреловидные крылья (в том числе и крылья обратной стреловидности) используются по трем основным причинам: а) для решения проблем балансировки, б) для размещения органов управления самолетом по тангажу на достаточном плече относительно центра масс; в) для затягивания начала волнового кризиса при полете с большими скоростями (более 950 км/ч).
Необходимость выполнения высокоскоростных полетов привела к появлению новой конструктивной особенности скоростных самолетов - крыла с изменяемой в полете стреловидностью. Такое крыло устанавливается под углом минимальной стреловидности для обеспечения максимальной подъемной силы в процессе взлета и посадки, а при полете с большими скоростями крыло переводится в положение максимальной стреловидности для получения высоких характеристик сверхзвукового полета.
Возникающие при проектировании и постройке самолетов с крылом изменяемой стреловидности проблемы очень сложны; использование такой схемы приводит к существенному увеличению массы и стоимости самолета. К числу возникающих обычно при создании таких самолетов проектных проблем следует отнести аэродинамические проблемы балансировки, связанные с изменением положения крыла, и необходимость применения достаточно мощного и надежного поворотного узла, способного нести всю нагрузку, приходящую с консоли крыла. Кроме того, значительные конструктивные трудности возникают из-за необходимости придания грузам, размещаемым под поворотными консолями крыла, направления, параллельного направлению полета независимо от угла стреловидности крыла.
Следует сказать еще несколько слов о влиянии крыла изменяемой стреловидности па летно-технические характеристики самолета. При изменении конфигурации крыла от минимальной стреловидности к максимальной размах крыла и относительная толщина профиля уменьшаются, вследствие чего изменяются характеристики крыла. Так как консоль крыла представляет собой жесткую конструкцию, очевидно, что физически толщина крыла не меняется, но изменяется отношение толщины профиля к величине хорды, построенной по направлению воздушного потока (см. рис. 6.11).
Рис. 6.11.Относительная толщина профиля крыла (поточная) уменьшается по мере увеличения стреловидности. Физически толщина крыла остается неизменной (Т>1 = Т>2), но происходит увеличение поточной длины хорды крыла (С>2 > C>1).
• «Юнкерс» Ju.287
Первым крупным самолетом, в котором использовались аэродинамические преимущества стреловидного крыла, стал созданный во времена второй мировой войны в Германии экспериментальный самолет Ju.287. Это был по-настоящему новаторский проект. На этом четырехдвигательном реактивном бомбардировщике, кроме стреловидного крыла (причем обратной стреловидности, а не прямой), применена весьма нетрадиционная схема размещения двигателей (в отдельных гондолах, установленных в носовой части фюзеляжа и под крылом). Кроме того, для сокращения взлетной дистанции на самолете применялись отделяемые после использования ракетные ускорители на твердом топливе (рис. 6.12).
Рис. 6.12.Немецкий реактивный бомбардировщик «Юнкерс» Ju.287 с крылом обратной стреловидности (1945 г.).
Самолет создавался в очень сжатые сроки, поэтому в конструкции был использован ряд агрегатов существующих самолетов — фюзеляж известного бомбардировщика «Хейнкель» 177А и хвостовое оперение самолета Ju.388. Для довольно скоростного самолета (800 км/ч) Ju.287 имел неадекватное шасси. Конечно же, такое решение было связано с экспериментальными задачами разработанного самолета. Первый полет состоялся в феврале 1945 г. Уже на начальном этапе испытаний первый Ju.287U-1, оснащенный четырьмя двигателями «Юмо 004В» фирмы «Юнкерс» (тяга 950 даН), достиг максимальной скорости 815 км/ч, что превышало скорость любого поршневого истребителя тех времен. Взлетная масса бомбардировщика 22550 кг.
Скоро стал совершать испытательные полеты и второй экземпляр Ju.287. Оба экземпляра этого бомбардировщика достались наступающим войскам Советской Армии.
• F-86 «Сейбр» фирмы «Норт Америкен»
После успешной демонстрации возможностей турбореактивных двигателей в Англии и Германии в начале второй мировой войны все основные авиационные фирмы включились в разработку реактивных боевых самолетов. Первым реактивным самолетом, поступившим на вооружение, был немецкий «Мессершмитт» Ме-262, имевший небольшую стреловидность крыла. Все прочие реактивные истребители, созданные до конца войны, оснащались прямыми крыльями, причем некоторые из них строились серийно.
Результаты германских исследований стреловидных крыльев подтвердили возможность существенного увеличения максимальной скорости полета при их использовании, и вскоре после войны появилось второе поколение реактивных истребителей с такими крыльями.
В США фирма «Норт Америкен» разработала для ВМС США реактивный истребитель с прямым крылом FJ-1 (F истребитель, a J-«HopT Америкен», фирма, образовавшаяся после реорганизации фирмы «Берлинер-Джойс», которая имела в вооруженных силах США идентификационный символ J). Проект этого самолета лег в основу разработки нового истребителя ВВС США ХР-86 со стреловидным крылом (стреловидность 35°) и оперением. ХР-86 (рис. 6.13), первый полет которого состоялся 1 октября 1947 г., на некоторое время установил мировой стандарт для реактивных истребителей.
