четверг, 18 октября 2012 г.

Спорные вопросы аэродинамики истребителей

Ударная волна вокруг сверхзвукового самолета имеет форму конуса. 
 
Это создаёт проблемы для типичных дозвуковых компоновок с большим размахом крыльев, и на истребителях их сильно укорачивают и сдвигают назад. Тяжелый нос самолета нужно как то удерживать при этом от "клевка". Для этого начали отчаянно возиться со схемами "бесхвостка", "триплан" и "утка" (ни разу не понятно откуда это дурацкое название - утки как и все остальные птицы имеют так сказать "самолетную схему"). Больше всего надежд вселяло использование корневых наплывов для образования вихрей над несущими поверхностями.
Если б ещё комфорные топливные баки не так мешали вихреобразованию...

На форуме у Паралая нашлась публикация Павла Булата в которой было написано:"Таким  образом, близко расположенное ПГО в этом смысле эквивалентно  наплыву  крыла.  Также  за счет  создания  совместной  вихревой структуры   оно  может использоваться  для  увеличения  Сymax основного крыла на больших углах атаки." Понятное дело Булат просто озвучил принятую большинством спецов по аэродинамике версию. Разумеется Павел совершенно прав и наверняка имеет кучу доводов с картинками и расчётами. Однако в реале аэродинамика не терпит допущений и математических ограничений, а главное вполне внятно визуализируется при полетах во влажном воздухе на тропических авиашоу. И чтоб равнять Переднее Горизонтальное Оперение с корневыми наплывами нет ни причин ни поводов.
Ну не создаёт Переднее Горизонтальное Оперение внятных вихрей (на фото французкий "Рафаль") ни у самолетов со схемой "утка" ни у трипланов.
 Больше того на Су-30МКМ вихри образованные корневыми наплывами переходят на Переднее Горизонтальное Оперение и не касаются основного крыла.
 Взаимодействие вихрей с цельноповоротными аэродинамическими плоскостями - это та ещё проблема, на Су-27КУБ в 2000 году  левое  Переднее Горизонтальное Оперение в полете было оторвано и спровоцировало более серьезныне повреждения.
На Су-34 смогли перенаправить вихри от корневого наплыва мимо Переднего Горизонтального Оперения.
   Но сами вихри получились мелковатыми, даже по сравнению с вихрями на Еврофайтере, образованными более компактными аэродинамическими элементами.
На Су-34 вихри могли бы быть и по мощнее, если бы в работу включился в качестве части наплыва утконосый "клюв" самолета, но для этого нужно ещё больше увеличить угол атаки потому, что нос загнут вниз... На F-22, например, скулы на носу начинают работать как вихрегенерирующие наплывы тлько на очень больших углах атаки, это же обстоятельство увеличивает вероятность перекидывания самолета через хвост...


Ещё одним способом приподнять нос самолета стало использование двойных воздухозаборников, как на МиГ-29. С помощью клина перекрывался основной воздухозаборник, а воздух поступал через верхний.
 Благодаря такому распределению воздушных потоков МиГ-29 может, стоя на месте, сделать вот так!
Разумеется это сделано не для того чтобы просто попрыгать на передней стойке шасси. Всё было ради маневренности + небольшой профит в качестве защиты от попадания мусора в воздухозаборник на взлете. На более поздних версиях от этого отказались в пользу схемы Т-10 с изменяемым вектором тяги. Но более странно отсутствие схемы с двойным воздухозаборником на других изделиях фирмы МиГ. Например реально тяжелому МиГ-31 явно не помешала бы система улучшения маневренности, тем более это не требовало значительных переделок.
Правда аналогичная система с двойными воздухозаборниками чудным образом проявилась на самолете другой российской фирмы.
К сожалению Як-130 получился коротковатым (поэтому такой высокий киль) и двойные воздухозаборники изза близости к центру тяжести практически не увеличили маневренность, а только немного прибавили самолету в подъёмной силе. У итальянских и китайских родичей Яка таких систем не замечено.