Летательные аппараты с треугольным крылом

В англо-американской научной литературе летательные аппараты с треугольным крылом получили обобщающее название «аппараты с дельтавидным крылом» из-за того, что форма таких крыльев напоминает одноименную греческую букву. К этому классу летательных аппаратов обычно относят две принципиально различные группы летательных аппаратов - боевые самолеты военного назначения и некоторые типы гражданских летательных аппаратов (в том числе балансирные планеры - дельтапланы и ультралегкие летательные аппараты).

Применение треугольных крыльев вошло в практику авиастроения примерно с 1950-х гг. для самолетов с высокими летно-техническими характеристиками и примерно с 1980-х гг. для планеров и ультралегких летательных аппаратов. И в той, и в другой области для развития техники создания летательных аппаратов с треугольным крылом потребовалось решить ряд проблем.Самолет с треугольным крылом в принципе можно рассматривать как летательный аппарат схемы «бесхвостка» с крылом большой (более 45°) стреловидности по передней кромке, у которого площадь перед прямой линией, соединяющей задние кромки законцовок крыла, заполнена конструкцией. Это существенно увеличивает площадь крыла по отношению к его размаху и дает малое значение удлинения крыла (отношения размаха крыла к САХ — средней аэродинамической хорде). Для летательных аппаратов с треугольным крылом это отношение близко к 2. В случае крыльев сложных форм, для которых трудно определить величину САХ, удлинение обычно рассчитывается как частное от деления квадрата размаха на площадь крыла. Для крыльев этого типа необходимая площадь крыла может быть получена при существенно меньшем размахе, чем на крыльях другого типа. Одна из отличительных особенностей современных скоростных летательных аппаратов с треугольным крылом состоит в том, что практически все они являются реактивными. Летательные аппараты этого типа оснащались винтовыми двигателями только до середины 1940-х гг., а затем винтовые двигатели использовались на самолетах этого типа лишь в экспериментальных целях.

ДОСТОИНСТВА

Основным достоинством треугольных крыльев считается возможность существенно уменьшить размах и обеспечить увеличение жесткости и снижение массы крыла. Более того, так как крылья этого типа обыкновенно имеют корневые хорды большой длины, физическая толщина крыла в корневом сечении при заданной из аэродинамических соображений относительной толщине профиля оказывается достаточно большой, что позволяет размещать в крыле дополнительную часть полезной нагрузки (топливо и оборудование) и, таким образом, существенно снизить аэродинамическое сопротивление за счет уменьшения размеров фюзеляжа. По этой схеме обычно строились тяжелые самолеты типа бомбардировщиков. С другой стороны, некоторые одноместные истребители с крылом такого типа имеют фюзеляжи достаточно больших размеров по сравнению с размерами крыла, что свидетельствует о стремлении проектировщиков использовать преимущества малого размаха крыла при обеспечении заданной площади.

НЕДОСТАТКИ

Чем меньше размах крыла, тем ниже его способность парировать тенденцию самолета совершать вращательное движение в направлении, противоположном направлению вращения воздушного винта силовой установки. Примером этого может служить самолет XFY-1 фирмы «Конвэр» — винтовой самолет с мощностью турбовинтового двигателя, достаточной для обеспечения вертикального взлета. Самолет, имеющий столь высокую тяговооруженность и одиночный воздушный винт, при работе силовой установки на максимальных оборотах практически должен вращаться вокруг продольной оси. Для того чтобы избежать этого, проектировщики использовали соосные винты противоположного вращения. Этот пример показывает компромиссный характер процесса выбора конструктивно-компоновочной и аэродинамической схемы самолета, особенно в тех случаях, когда конструкторы пытаются наиболее полно использовать некоторое преимущество той или иной схемы.

Еще одним присущим всем треугольным крыльям недостатком является то, что в большинстве практических применений традиционная механизация задней кромки такого крыла не может быть эффективно использована в целях уменьшения посадочной скорости. Величина максимального плеча этих поверхностей механизации или управления относительно центра масс самолета такова, что они действуют больше как рули высоты, чем как органы взлетно-посадочной механизации. Этот недостаток несколько компенсируется тем, что летательные аппараты с треугольным крылом могут совершать полет при значительно большем угле атаки, чем самолеты с традиционными крыльями, создавая при этом большую подъемную силу, что позволяет выполнять посадку при меньших скоростях. Кроме того, для остановки самолета после выполнения достаточно скоростной посадки обычно используются тормозные парашюты. За исключением сверхзвуковых пассажирских самолетов, созданных в 1970-е гг., все скоростные самолеты с треугольным крылом являются военными.