Асимметричный самолет - Asymmetrical aircraft

Асимметричный самолет имеют левую и правую части, которые не являются точным зеркальным отображением друг друга. Хотя большинство самолетов симметричны, нет фундаментальной причины, по которой они должны быть симметричными, а цели проектирования иногда могут быть лучше всего достигнуты с помощью асимметричных самолетов.

Типы асимметрии

Асимметрия возникает из-за ряда дизайнерских решений. Одни присущи типу самолетов, другие вводятся сознательно.

Крутящий момент двигателя

На мощном винтовом самолете двигатель крутящий момент привод гребного винта создает равный и противоположный крутящий момент на самом двигателе. Поскольку двигатель прикреплен к корпусу самолета, этот реактивный крутящий момент передается на самолет, вызывая тенденцию к крену в направлении, противоположном воздушному винту.

На некоторых ранних типах, особенно в первые годы, один двигатель приводил в движение сдвоенные пропеллеры, а привод был устроен так, чтобы вращать пропеллеры в противоположных направлениях, чтобы нейтрализовать их крутящий момент. Примеры включают Райт Флаер и ранние разработки J.W. Dunne.

В роторный двигатель Как правило, во время Первой мировой войны весь блок картера и цилиндра вращается вместе с гребным винтом. Это дает ему особенно мощную реакцию крутящего момента. Некоторые самолеты, такие как Сопвит Кэмел с его относительно тяжелым Clerget 9B Двигатель, отличался более быстрым поворотом в одну сторону, чем в другую, что влияло на тактику ведения боя как с ним, так и против него. Напротив, противовращающийся Сименс-Хальске двигатели были более сбалансированы.

На некоторых однодвигательных типах с более обычными двигателями, например на итальянских Ансальдо СВА Крутящий момент двигателя был нейтрализован за счет удлинения одного крыла для создания дополнительной подъемной силы с этой стороны, обеспечивая противодействие.

Поскольку двигатели стали более мощными к концу Второй мировой войны, некоторые одномоторные истребители использовали пропеллеры встречного вращения как для обработки большой мощности без увеличения диаметра, так и для уменьшения асимметрии крутящего момента.

Двухмоторные самолеты с вращающимися в одном направлении винтами также асимметричны. Пропеллеры встречного вращения Избегайте этого, либо создавая пары двигателей, которые вращают их коленчатые валы в противоположных направлениях, либо используя реверсивную передачу в одной из редукторов гребного винта. Ручные двигатели использовались редко из-за стоимости, но иногда использовались для военно-морских самолетов, таких как Морской шершень, чтобы упростить работу с ними на узкой несущей палубе.

След от воздушного винта приобретает угловой момент, который может создавать асимметричный эффект на рулевых поверхностях хвостового оперения, особенно во время взлета, когда мощность двигателя максимальна, а скорость самолета низкая. Это не влияет на симметрию или что-то другое самого летательного аппарата.

Асимметричная тяга

Хотя у большинства самолетов есть центральная линия тяги, иногда может быть полезно нарушить симметрию. Например, один передний пропеллер трактора может обеспечивать достаточную тягу вместе с установленной в носовой части кабиной пилота для хорошей видимости пилота. В таких случаях линия тяги двигателя смещена в одну сторону, создавая крутящий момент. Этому моменту обычно противодействуют, заставляя хвостовой стабилизатор работать как крыло, повернутое вбок, создавая подъем вбок, чтобы обеспечить равную и противоположную силу поворота.

Наклонное крыло

Механизм для изменение угла из стреловидное крыло сложно, тяжело и дорого. Две половины должны быть выровнены друг с другом, и каждая должна поддерживаться одним концом. Одиночное наклонное крыло может поддерживаться посередине и без связующего механизма. Идея была успешно опробована на НАСА AD-1.

История

Пионерские годы

Первый самолет, который полетел, Райт Флаер имел несимметричное расположение пилота и двигателя. Оба должны были находиться близко к центру тяжести над передней частью крыла, поэтому каждый был перемещен в одну сторону, чтобы освободить место для другой. Винты располагались симметрично, поэтому одна приводная цепь двигателя была длиннее другой. Более длинный приводной ремень по левому борту также был перекручен, так что пропеллеры вращались в противоположных направлениях.

Первая Мировая Война

Во время Первой мировой войны родился в Швейцарии Ганс Буркхард спроектировано несколько несимметричных самолетов. 22 сентября 1915 года Буркхард получил на свой дизайн немецкий патент № 300 676. Гота G.VI впервые полетел в 1918 году, но не поступил в производство до окончания войны.^[1]^[2]

Вторая Мировая Война

Во время Второй мировой войны немецкий дизайнер Ричард Фогт экспериментировал с несколькими асимметричными самолетами, в том числе:

Blohm & Voss BV 141 самолет наблюдения, 1938 г.
Blohm & Voss BV 237 штурм Штука
Blohm & Voss P 178 штурмовик с реактивным двигателем Штука
Blohm & Voss P.194 штурмовик и легкий бомбардировщик смешанной мощности
Blohm & Voss P 202 косое крыло реактивный истребитель, 1942 г.

BV 141 был провозглашен немцами первым асимметричным самолетом.^[1] была произведена оценочная партия, но в серийное производство она так и не была заказана. Штурмовик BV 237 был заказан, но позже аннулирован.

Другие проекты и дизайн-исследования того периода включали:

Мессершмитт P.1109 косое крыло струя
Истребитель-бомбардировщик Isacson, оснащенный двумя Napier Sabers.^[3]

Современный самолет

В НАСА AD-1 включает косые крылья, и летел в 1979-1982 гг.
В Рутан Бумеранг представляет собой двухмоторный легкий самолет с двигателем «аутригер» и стрелой рядом с обычным фюзеляжем с двигателем в передней части.
В АРЕС был прототипом штурмовика с одним воздухозаборником на левой стороне самолета, в то время как пушка Гатлинга была установлена на правой стороне. Это позволило избежать попадания дымовых газов из пушки в воздухозаборник.