Кольцевое крыло

Кольцевое (овальное) крыло (также замкнутый контур крыла) — разновидность аэродинамической схемы крыла, конструкция которого имеет кольцевидную форму при виде спереди. По аэродинамическим характеристикам самолёт с кольцевым (замкнутым) крылом отличается от традиционных машин с плоскими или закруглёнными крыльями.

История

Первым в истории авиастроения самолётом с замкнутым контуром крыла стал самолёт «Блерио III», сконструированный в 1906 году и ни разу не поднявшийся в воздух. Конструкторы самолёта Луи Блерио и Габриэль Вуазен соединили полукружьями окончания крыльев обычного биплана и такую же конструкцию установил в качестве хвостового оперения. Гидроплан «Блерио III» никогда не отрывался от воды самостоятельно. Аппарат только буксировали как воздушного змея. Причина неудачи была в тяжёлом хвостовом оперении и низкой подъёмной силе из-за неверно выбранного контура крыла. В конструкцию были внесены изменения — переднее кольцевое крыло было заменено на обычное для биплана, добавлен второй двигатель и заменены пропеллеры на толкающие. Модификация получила название «Блерио IV». Самолёт, однако, всё равно не взлетал, лишь несколько раз отрывался от земли, при этом одна из посадок привела к поломке двигателя.

В 1909 году французским инженером Живоданом был построен аэроплан с двумя замкнутыми в кольцо крыльями. В ходе испытаний аэроплан так и не поднялся в воздух. Однако в 1980-х годах французский авиамоделист Эммануэль Филлон сделал модель аэроплана, которая смогла летать. Таким образом, с точки зрения аэродинамики аэроплан представлял вполне способную к полёту конструкцию. Скорее всего, оригинальной конструкции не хватило удельной мощности для полёта.

В 1944 году в нацистской Германии разрабатывался проект перехватчика вертикального взлёта и посадки Heinkel He «Lerche» (нем. Lerche — жаворонок), так и не воплотившийся в металле. После Второй мировой войны в разных странах были попытки создать кольцеплан вертикального взлёта.

Аэродинамические характеристики

В типе кольцевого крыла, в котором концы консолей соединяются верх с верхом, низ с низом и отсутствуют законцовки, чем снижена интенсивность концевых вихревых жгутов, то снижается индуктивное сопротивление. Кроме того, такое крыло создаёт дополнительную подъёмную силу ввиду того, что поток воздуха, проходя сквозь замкнутый контур, направляется вниз. Этот эффект проявляется тем сильнее, чем больше угол атаки крыла. Срыв потока происходит, когда воздушная струя при увеличении угла атаки перестаёт плавно обтекать верхнюю поверхность крыла и отрывается от неё с образованием вихрей. При этом подъёмная сила на крыле тут же пропадает, и аппарат теряет контроль. Овальное крыло допускает большой (до 50°) угол атаки крыла. Способность летать на больших углах атаки позволяет аппарату летать на малых скоростях без использования закрылков. У самолётов с кольцевым (овальным) крылом отсутствует механизация крыла. Замкнутый контур придаёт крылу дополнительную прочность.

Недостатки

Крылу замкнутой схемы присущи и определённые недостатки. С аэродинамической точки зрения это, во-первых, рост сопротивления трения за счёт не создающих подъёмную силу законцовок. Во-вторых, это взаимное влияние крыльев друг на друга, которое при определённом их взаимном размещении может вызвать ухудшение лётных характеристик: например аэродинамическое затенение заднего крыла передним на больших углах атаки, при размещении переднего крыла снизу. Так же крылу замкнутой схемы присущи большие потери на балансировку, чем классической схеме в силу меньшего плеча (в случае использования балансировочной схемы «тандем»). С прочностной точки зрения это, во-первых, статическая неопределённость системы, которая тянет за собой значительное усложнение прочностного расчёта. Во-вторых, вопрос потери устойчивости верхнего крыла под нагрузкой от нижнего крыла — что требует дополнительно упрочнять его.

См. также

• Крыло самолёта

Галерея

• AOK Spacejet at Paris Air Show 2013.jpg

  AOK Spacejet на Paris Air Show 2013

• IDINTOS project exposition at Creactivity 2013 (Pontedera, Italy).jpg

  Полномасштабный прототип сверхлёгкой амфибии IDINTOS

• Artistic view of a PrandtlPlane freighter.png

  Проект большого авиалайнера PrandtlPlane freighter

• Sunny Myx.jpg

  Немецкий самолёт Sunny

Ссылки

• [olymp.as-club.ru/publ/raboty_1_go_tura/gotovye_raboty/proshloe_nastojashhee_i_budushhee_sozdanija_samoletov_s_kolcevym_ovalnym_krylom/6-1-0-1168 Кольцевое (овальное) крыло].
• [web.archive.org/web/20071113234733/aerodyn.org/Wings/noplane.html Non-planar wing systems]

Отрывок, характеризующий Кольцевое крыло

– Хорошо же! – не робея и не отъезжая, кричал маленький офицер, – разбойничать, так я вам…
– К чог'ту марш скорым шагом, пока цел. – И Денисов повернул лошадь к офицеру.
– Хорошо, хорошо, – проговорил офицер с угрозой, и, повернув лошадь, поехал прочь рысью, трясясь на седле.
– Собака на забог'е, живая собака на забог'е, – сказал Денисов ему вслед – высшую насмешку кавалериста над верховым пехотным, и, подъехав к Ростову, расхохотался.
– Отбил у пехоты, отбил силой транспорт! – сказал он. – Что ж, не с голоду же издыхать людям?
Повозки, которые подъехали к гусарам были назначены в пехотный полк, но, известившись через Лаврушку, что этот транспорт идет один, Денисов с гусарами силой отбил его. Солдатам раздали сухарей в волю, поделились даже с другими эскадронами.
На другой день, полковой командир позвал к себе Денисова и сказал ему, закрыв раскрытыми пальцами глаза: «Я на это смотрю вот так, я ничего не знаю и дела не начну; но советую съездить в штаб и там, в провиантском ведомстве уладить это дело, и, если возможно, расписаться, что получили столько то провианту; в противном случае, требованье записано на пехотный полк: дело поднимется и может кончиться дурно».
Денисов прямо от полкового командира поехал в штаб, с искренним желанием исполнить его совет. Вечером он возвратился в свою землянку в таком положении, в котором Ростов еще никогда не видал своего друга. Денисов не мог говорить и задыхался. Когда Ростов спрашивал его, что с ним, он только хриплым и слабым голосом произносил непонятные ругательства и угрозы…
Испуганный положением Денисова, Ростов предлагал ему раздеться, выпить воды и послал за лекарем.
– Меня за г'азбой судить – ох! Дай еще воды – пускай судят, а буду, всегда буду подлецов бить, и госудаг'ю скажу. Льду дайте, – приговаривал он.
Пришедший полковой лекарь сказал, что необходимо пустить кровь. Глубокая тарелка черной крови вышла из мохнатой руки Денисова, и тогда только он был в состоянии рассказать все, что с ним было.
– Приезжаю, – рассказывал Денисов. – «Ну, где у вас тут начальник?» Показали. Подождать не угодно ли. «У меня служба, я зa 30 верст приехал, мне ждать некогда, доложи». Хорошо, выходит этот обер вор: тоже вздумал учить меня: Это разбой! – «Разбой, говорю, не тот делает, кто берет провиант, чтоб кормить своих солдат, а тот кто берет его, чтоб класть в карман!» Так не угодно ли молчать. «Хорошо». Распишитесь, говорит, у комиссионера, а дело ваше передастся по команде. Прихожу к комиссионеру. Вхожу – за столом… Кто же?! Нет, ты подумай!…Кто же нас голодом морит, – закричал Денисов, ударяя кулаком больной руки по столу, так крепко, что стол чуть не упал и стаканы поскакали на нем, – Телянин!! «Как, ты нас с голоду моришь?!» Раз, раз по морде, ловко так пришлось… «А… распротакой сякой и… начал катать. Зато натешился, могу сказать, – кричал Денисов, радостно и злобно из под черных усов оскаливая свои белые зубы. – Я бы убил его, кабы не отняли.
– Да что ж ты кричишь, успокойся, – говорил Ростов: – вот опять кровь пошла. Постой же, перебинтовать надо. Денисова перебинтовали и уложили спать. На другой день он проснулся веселый и спокойный. Но в полдень адъютант полка с серьезным и печальным лицом пришел в общую землянку Денисова и Ростова и с прискорбием показал форменную бумагу к майору Денисову от полкового командира, в которой делались запросы о вчерашнем происшествии. Адъютант сообщил, что дело должно принять весьма дурной оборот, что назначена военно судная комиссия и что при настоящей строгости касательно мародерства и своевольства войск, в счастливом случае, дело может кончиться разжалованьем.
Дело представлялось со стороны обиженных в таком виде, что, после отбития транспорта, майор Денисов, без всякого вызова, в пьяном виде явился к обер провиантмейстеру, назвал его вором, угрожал побоями и когда был выведен вон, то бросился в канцелярию, избил двух чиновников и одному вывихнул руку.
Денисов, на новые вопросы Ростова, смеясь сказал, что, кажется, тут точно другой какой то подвернулся, но что всё это вздор, пустяки, что он и не думает бояться никаких судов, и что ежели эти подлецы осмелятся задрать его, он им ответит так, что они будут помнить.
Денисов говорил пренебрежительно о всем этом деле; но Ростов знал его слишком хорошо, чтобы не заметить, что он в душе (скрывая это от других) боялся суда и мучился этим делом, которое, очевидно, должно было иметь дурные последствия. Каждый день стали приходить бумаги запросы, требования к суду, и первого мая предписано было Денисову сдать старшему по себе эскадрон и явиться в штаб девизии для объяснений по делу о буйстве в провиантской комиссии. Накануне этого дня Платов делал рекогносцировку неприятеля с двумя казачьими полками и двумя эскадронами гусар. Денисов, как всегда, выехал вперед цепи, щеголяя своей храбростью. Одна из пуль, пущенных французскими стрелками, попала ему в мякоть верхней части ноги. Может быть, в другое время Денисов с такой легкой раной не уехал бы от полка, но теперь он воспользовался этим случаем, отказался от явки в дивизию и уехал в госпиталь.