Необычные летательные аппараты. Сколько крыльев нужно для полёта?

Аватар пользователя DmitryO

Сначала - какое самое может быть малое количество несущих поверхностей? Например, лопастей у вертолёта. Ответ - одна лопасть.

В 1914 году французы Альфонс Папин и Дидье Роильи построили именно такой летательный аппарат .

Монокоптер назывался Chrysalis, и должен был летать подобно кленовому семени. 9 метровая лопасть вращалась вокруг "фюзеляжа", где находился пилот.

Chrysalis на испытаниях. 

Для того, чтобы уравновесить лопасть, с противоположной стороны располагался двигатель. Он подавал сжатый воздух вместе с выхлопными газами в лопасть. Воздух вытекал через сопло на конце лопасти, заставляя её вращаться.

Пилот должен был управлять полётом и обеспечивал движение аппарата вперёд с помощью изогнутого сопла, в который тоже подавался сжатый воздух.

Испытания начались в 1915 году, но аппарат оказался перетяжелённым, а вместо стосильного двигателя пришлось использовать восьмидесятисильный. В результате скорость оборотов лопасти не достигала необходимой для взлёта величины. В 1919 году Chrysalis была продана на слом.

А через год был построен самый большой самолёт с количеством крыльев больше двух.

Мировая война закончилась. Разогнавшееся производство самолётов ударилось об стену мгновенного падения спроса со стороны военных. Нужно было срочно найти новую нишу. Итальянская фирма Капрони, выпускавшая  замахнулась на трансатлантические пассажирские линии. Решено было построить 150-и местный лайнер, а сначала опробовать его схему на несколько меньшей машине.

Итальянцы построили летающую лодку огромных для того времени размеров, а чтобы поднять её в воздух использовали три комплекта крыла от самых крупных своих бомбардировщиков-трипланов.

Для подъема этого сооружение использовались 8 двигателей, в летающем доме можно было разместить до 100 пассажиров.

"А теперь со всей этой фигнёй мы попробуем взлететь... "

В те времена конструкторы ещё не имели представление о теории индуктивного сопротивления крыла. Испытания закончились закономерно - самолёт, набрав высоту 18 метров упал и разломился от удара об воду.

Капрони собрал обломки и заявил, что намерен восстановить самолёт. Однако той же ночью обломки сгорели.

Видимо, кто-то из посмотревших первый полёт (или участвовавших в нём) не захотел больше рисковать.

Впрочем, девять крыльев - далеко не предел.

Английский конструктор Горацио Филлипс начал заниматься авиацией раньше Можайского, причём сразу решил, что чем больше крыльев, тем лучше самолет будет летать.

В 1893 году Филлипс , раньше Лэнгли, построил беспилотный самолёт, у которого было 50 крыльев. Испытания проводились на кольцевом треке, самолёт, как лошадь, был привязан к колышку в центре круга.

Аппарат пролетел 610 метров. Это был второй случай в истории, когда аппарат совершил взлёт с помощью собственного двигателя (первый был "Эол" Адера). Но Эол пролетел только 50 метров и был неустойчив, в отличие от самолёта Филлипса.

Филлипс продолжал экспериментировать с самолётами, то увеличивая, то уменьшая количество крыльев. В большинстве своём эти опыты не были удачными.

Тем временем в США полетели Райты, во Франции — Сантос–Дюмонт. Наконец в 1907 году Филлипс осуществил первый успешный полет в Англии. Самолёт с двумястами крыльями пролетел 150 метров. Вот как выглядел первый совершивший полёт британский самолёт.

Последний самолёт, который построил Филлипс в 1911 году имел "всего" 110 крыльев.

Возможно, если бы Филлипс не был так привержен идее множества крыльев, его конструкции были бы более успешными. Но он был уверен, что это он прав, а все эти конструкторы бипланов и монопланов - ошибаются.

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя Скиталец
Скиталец(10 лет 4 месяца)

Спасибо, интересно.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(10 лет 2 месяца)

Тема просто замечательная! Как раз по моему профилю авиационного инжинера.)

Аватар пользователя пpп
пpп(9 месяцев 5 дней)

профилю авиационного инжинера

Ды ладна smile3.gif Мля опасно даж к самолёту подходить, када инжИнеры не могут пральна написать "свой профиль".

Аватар пользователя юрчён
юрчён(13 лет 4 месяца)

Чеченские авиаконструкторы испытывают заниженный самолëт с единственным большим антикрылом в задний части самолëта, выпуск планируется с разработанной для него дагестанской компанией тонировки, под шифром разработки "Вбункер".

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(12 лет 10 месяцев)

Испытания самолёта с треском провалились, так как он не смог преодолеть высоту дорожной разметки.

Аватар пользователя юрчён
юрчён(13 лет 4 месяца)

Это поклëп и наговоры конкурентов! 

Он летает! 

Но нызенько нызенько, а так даже безопасней, вот. 

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(12 лет 10 месяцев)

Оп! Виноват. Отбой тревоги.

Аватар пользователя юрчён
юрчён(13 лет 4 месяца)

Теперь они летают на трассах! шарахайтесь смотрите на всех дорогах Москвы! 

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(12 лет 10 месяцев)

От же-ж, лётчики-залётчики, чтоб им... ни гвоздя, ни жезла!

Аватар пользователя Amber_Stallion
Amber_Stallion(10 лет 5 месяцев)

А тарелочки? Забыли про тарелочки!

Аватар пользователя Внук Ким Чен Ына

9 метровая лопасть вращалась вокруг "фюзеляжа", где находился пилот.

Так себе идея.

А вот когда лопасть стоит на месте, а вращается фюзеляж с питом, это да...

Аватар пользователя mastak
mastak(13 лет 3 месяца)

вращается фюзеляж с питом

Найдете в парке развлечений сколько угодно ! 

Аватар пользователя Внук Ким Чен Ына

На аттракционах скорость вращения низкая и не создаёт подъёмной силы.smile1.gif

Аватар пользователя VBB
VBB(2 года 8 месяцев)

В целом "монолопасть" вполне себе возможна, но по обычной вертолетной схеме. Одна лопасть, с противоположной стороны уравновешена балансировочным грузом. Лететь будет, вопрос - наху.. зачем? Но обычно таким вопросом разные "гениальные" изобретатели не сильно заморачиваются.

Аватар пользователя averig
averig(13 лет 8 месяцев)

Лететь будет, вопрос - наху.. зачем?

В принципе, вполне здравая идея. Позволяет уменьшить лобовое сопротивление лопасти вдвое, за счет этого можно увеличить диаметр и ометаемую(заметаемую) площадь и сделать винт более эффективным уменьшая относительное индуктивное сопротивление. Другое дело, что в таких конструкциях это выглядит очень уж криво и неэффективно по развесовке.smile23.gif

По молодости делали рекордные скоростные кордовые модели и винт в них был однолопастным (с балансиром).

Аватар пользователя Flugkater
Flugkater(3 года 11 месяцев)

smile9.gif с точки зрения чистой аэродинамики одна лопасть оптимальный вариант. Все эти 2, 3, 4, 6-ти лопастные винты результат компромисов

Аватар пользователя m.kozh
m.kozh(6 лет 1 день)

Вот говорят "сумрачные тевтонский гений", но британский то куда сумрачнее будет.

Аватар пользователя VBB
VBB(2 года 8 месяцев)

Что всегда удивляло в этих чокнутых изобретателях, что они свои дикие идеи испытывали сразу на полноразмерных аппаратах. Казалось бы, пришла тебе в голову идея, что надо поставить на самолет десяток плоскостей, так может быть стоит сначала сделать дешевую модель, и на ней убедиться что идея то глупая, а не строить сразу большой и дорогой самолет, и испытывать его потом с риском для жизни.

Аватар пользователя DmitryO
DmitryO(9 лет 5 месяцев)

Вот как раз к Филлипса это меньше всего относится. Он как раз пытался всё моделировать, например, построил первую аэродинамическую трубу, разработалти продул в трубе целый ряд аэродинамических профилей и т.д.

Он попался на той же проблеме, как и спустя несколько десятков лет создатели триплана КОМТА, когда продували модель в ЦАГИ. Расстояния между концами крыльев модели и стенкой аэродинамической трубы были минимальными, заполнялись погранслоем стенок трубы, и перетекания на крыльях не было. Всё равно, как бесконечное крыло. Так что на модели все было хорошо, а на натурном аппарате - не очень. Если бы Филлипс испытывал свою схему у Эйфеля на его башне-приборе, то он, наверное, увидел бы проблему.

Аватар пользователя VBB
VBB(2 года 8 месяцев)

Так можно же было намного дешевле испытать, без трубы. Сделать самолетик из бумаги и реек, в духе пионеров-авиамоделистов, с резиномотором, и посмотреть как он летать будет. Стоимость - копейки, сложность - ребенок справится.

Аватар пользователя Кабан
Кабан(13 лет 7 месяцев)

Ходят слухи, что однолопастные вертолёты даже летали. У немцев был Во-103. Но в чём смысл - категорически не понятно. 

Комментарий администрации:  
*** Современная Россия - червяк в навозе (с) ***
Аватар пользователя VBB
VBB(2 года 8 месяцев)

Единственное что приходит в голову - ради компактности, какой-либо вертолет на подводной лодке, где жесткий дефицит места и "лишняя" лопасть будет сильно мешаться. 

Аватар пользователя Кабан
Кабан(13 лет 7 месяцев)

Проще быстросъёмные лопасти делать. 

Комментарий администрации:  
*** Современная Россия - червяк в навозе (с) ***
Аватар пользователя VBB
VBB(2 года 8 месяцев)

Не проще. Любая съемная часть конструкции, эту конструкцию существенно усложняет, особенно в такой ответственной части, как лопасть воздушного винта, от которой по факту зависит все.

Разъемы придется делать с большим запасом прочности, при этом они должны быть достаточно легкими в использовании, какие-либо болтовые крепления не подойдут (лодке срочно погружаться надо, а техники копаются откручивая болты на лопастях), а это тоже усложнение конструкции и увеличение веса. Вес лопасти, это параметр критичный, она вращается с большой угловой скоростью, и каждый грамм добавляет огромные силы, стремящиеся ее разорвать, что в свою очередь требует упрочнения, что увеличивает вес..

В общем делать лопасти съемными это решение, но не проще и удобнее чем одна лопасть. 

Аватар пользователя Bobrikpp
Bobrikpp(8 лет 4 месяца)

А когда одна лопасть, но центром вращения посередине  - это считается за одну лопасть?

А складная, как у божьей коровки?

Аватар пользователя averig
averig(13 лет 8 месяцев)

В те времена конструкторы ещё не имели представление о теории индуктивного сопротивления крыла. Испытания закончились закономерно - самолёт, набрав высоту 18 метров упал и разломился от удара об воду.

Непонятна проводимая связь индуктивного сопротивления с аварией?

Ну неэффективен он аэродинамически. Ну не взлетел или взлетел еле-еле. Авария то тут никак ни при чем. Разломился то он от кривого конструктива. smile23.gif

Аватар пользователя Василий Кроликов

Каждое доп. крыло повышает лобовое сопротивление.

Аватар пользователя Zulu307
Zulu307(1 год 6 месяцев)

По библии, у серафимов шесть крыльев. Нужно исходит из того, что это и есть оптимальное число. 

Но используют они их нерационально: двумя прикрывают ноги, двумя лицо, и только двумя летают. Может, запасные.

Аватар пользователя moo-dark
moo-dark(11 лет 3 месяца)

Если сильно разнести крылья друг от друга по высоте во избежании влияния то тандемный триплан вполне себе эффективный ЛА.

Аватар пользователя DmitryO
DmitryO(9 лет 5 месяцев)

Как раз наоборот. При разнесении крыльев по вертикали суммарное эффективное удлинение будет равно отношению квадрата размаха к суммарной площади. Т.е. как если бы мы все крылья расположили без зазоров в ряд друг за другом. Очень маленькое удлинение. А ещё и тандемом - то 6 крыльев.

При сближении крыльев по вертикали возникает интерференция между ними. Условно говоря, высокое давление под верхним крылом препятствует в какой-то мере перетеканию воздуха из под нижнего крыла в промежуток между крыльями. Или другая иллюстрация - вихри на верхнем и нижнем крыле направлены одинаково (например, против часовой стрелки) и взаимно друг друга ослабляют.

Так что сближение крыльев (до разумного предела, конечно) индуктивное сопротивление снижает. Но, в любом случае оно будет больше, чем если мы возьмём одно крыло из всей этой этажерки.

Аватар пользователя PIPL
PIPL(12 лет 3 месяца)

Спасибо!