FanWing: Жаңа ұшақ конструкциясы – қанат пен көлденең осьті желдеткіштің үйлесімі. Көтеру күші мен итерарғыш күш береді. Эксперименттік дрондар сынақтан өтті.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
FanWing – бұл горизонтальді осьті көлденең ағынды желдеткішті, қанатпен тығыз байланыста қолданылатын ұшақ конструкциясы. Желдеткіш ауа ағынын қанаттың үстінен өткізу арқылы көтеру күшін және алға жылдамдатуды қамтамасыз етеді. Бұл концепция алғаш рет 1997 жылы дизайнер Патрик Пиблс жасаған, ал қазір оның FanWing Ltd. компаниясы оны дамытып жатыр. 2018 жылдың желтоқсанына дейін тек тәжірибелік дрондар ұшырылды.
The FanWing is an aircraft configuration in which a horizontal axis cross flow fan is used in close conjunction with a fixed wing. The fan forces airflow over the fixed surface to provide both lift and forward thrust. The concept was initially developed around 1997 by designer Patrick Peebles and is under development by his company FanWing Ltd. As of December 2018, only experimental drones have been flown.
Жұмыс істеу қағидаттары
Крестік желдеткіш орталық осьтен сәулеленіп шығатын және осьпен бір бағытта орналасқан қақпақтардан тұрады, бұл цилиндрлі шабу машинасының қақпақтарына ұқсас. Ол желдеткіш айналғанда бағытталған ауа ағынын тудыратын пішіндегі түтікшеде орналасқан. FanWing конструкциясында желдеткіш бекітілген қанаттың алдыңғы бөлігінің үстінде орналасып, қанаттың бүкіл ұзындығын қамтиды. Қанаттың үстіңгі беті желдеткіштің айналасын жартылай түтікшеге айналдыра жасайды. Қанаттың ені желдеткіштен шамамен сондай-ақ қашықтыққа дейін созылады, ал артқы бөлігі артқы жиекке дейін созылатын үшбұрышты қаптама түрінде болады. Желдеткіш айналғанда, жоғарғы жиегі артқа, ал төменгі жиегі алға қарай қозғалса, бекітілген жартылай түтікше ауаның артқа қарай таза ағынын құру үшін пішінделеді, нәтижесінде алға жылғақ күш пайда болады. Үстіңгі беттердегі бұл артқа қарай ағын роторлық қанат комбинациясының айналасында ауаның айналымын тудырады, соның салдарынан тік көтерілуге қол жеткізіледі. Сыртқы құйрықты қосу арқылы қанат ұшының құйылыстарынан энергия қалпына келтіріліп, жалпы тиімділік айтарлықтай арттырылады. Бұл өз кезегінде ең төменгі алға жылдамдықты одан да төмендетуге мүмкіндік береді.
A cross flow fan comprises blades radiating from a central axis and aligned with the axis, similar to those of a cylinder mower. It is contained in a duct which is shaped so that when the fan spins, it induces a directional airflow. In the FanWing, the fan is set above the leading section of a fixed wing and extends the full span of the wing. The wing upper surface is shaped around the fan to form a half duct. The wing chord extends approximately as far again back from the fan, with the rear section shaped as a wedge like fairing that extends to the trailing edge. When the fan spins with the upper edge moving backwards and the lower edge forwards, the fixed half duct is shaped to create a net backward flow of air, resulting in forward thrust. This backward flow over the upper surfaces also creates a net circulation of air around the rotor wing combination, resulting in vertical lift. Addition of an outboard tail recovers energy from the wing tip vortices to significantly increase overall efficiency. This in turn allows an even lower minimum forward speed.
Артықшылықтар
Алға жылғақ күш берумен қатар, радиалды желдеткіш қанаттың үстіңгі бетіндегі ауа ағынының жылдамдығын ұшақтың алға жылжуына тәуелсіз түрде арттырады, соның арқасында дәстүрлі қанаттың тоқтау жылдамдығынан төменгі жылдамдықтарда да қосымша көтергіш күш пайда болады.
In addition to providing forward thrust in its own right, the radial fan increases the velocity of the airflow over the wing's upper surface independently of the forward motion of the aircraft, thereby creating useful lift at forward speeds lower than the stalling speed for a conventional wing.
Тарих
Қиылыс ағынды желдеткіш он тоғызыншы ғасырдың соңынан бері белгілі болғанмен, оны айналмалы қанатты ұшақ ретінде қолдану 1997 жылға дейін зерттелмеді. Осы жылы Ұлыбританияда тұратын америкалық Патрик Пиблс оны STOL (қысқа қону және көтерілуге арналған) құрылғысы ретінде ұсынды және кейіннен FanWing Co. компаниясын құрды. Жел туннеліндегі сынақтар мен қуатты модельдердің ұшуы Ұлыбритания үкіметінің қаржылық қолдауымен жүзеге асырылды, нәтижесінде 2002 және 2003 жылдары SMART гранттары ұтып алынды. STOL қалалық бақылау нарығына бағытталған ұшқышсыз аппараттың прототипін жасау жұмыстары басталды. Даму процесінде құйрық қосудың артықшылықтары анықталды. 2018 жылдың желтоқсанына дейін тек ұшқышсыз прототиптер ғана сынақтан өтті.
Although the cross flow fan has been known since the late nineteenth century, its use as a rotary aircraft wing was not studied until 1997 when Patrick Peebles, an American based in the UK, conceived of it as a STOL device and subsequently formed the FanWing Co. Wind tunnel tests and powered model flights were supported by UK government funding, winning SMART grant awards in 2002 and 2003. Work began on a prototype drone, ostensibly aimed at the STOL urban surveillance market. The benefits of adding a tail were discovered during continued development. As of December 2018, only unmanned development prototypes have flown.