Или, на языке профессионалов-авиаторов, KFm.
Бывает так: делает человек какую-нибудь безделушку, и внезапно замечает, что она демонстрирует какое-то непонятное поведение или свойство. В результате чего рождается целая теория с весьма соблазнительными перспективами практического применения.
В нашем случае было примерно так: где-то в начале 60-х годов прошлого века некий американский господин по имени Ричард Кляйн развлекался тем, что делал из бумаги самолётики и запускал их как можно дальше. Он поставил себе задачу создать такую модель, которая бы могла выдерживать сильный ветер, высоко подниматься, самостоятельно выравниваться, а затем входить в длительное скольжение вниз.
Как говорится, кто ищет, тот всегда найдёт - испробовав массу вариантов, Кляйн таки нашёл оптимальную конструкцию, которая летала дальше всех. И подарил её своему другу Флойду Фогельману.
Но то ли потому, что всё происходило в США, то ли по причине наличия у мужчин правильных фамилий, то ли просто в силу их гениальности, но в результате оба стали авторами патентов США № 3,706,430 и № 4,046,338 на ступенчатый профиль крыла. Ибо чего же добру пропадать, ведь если бумажный самолётик так классно летает, то, глядишь, и компании БОИНГ можно за идею пару миллиардов продать.
Окрылённые в прямом и переносном смысле этого слова, друзья разработали целое семейство профилей, известных как KF airfoil и KFm airfoils (само собой, KF - это Kline - Foglman). Причём ступенчатость предполагалась как верхняя, так и нижняя.
Кому-то может показаться, что лучше всего должно летать максимально гладкое и ровное крыло. Оказывается - не всё так однозначно, и тут играет роль скорость передвижения. Для высоких скоростей - одно, для малых - совсем другое. Потому что наличие ступенчатого профиля позволяет части вытесненного воздуха попасть в карман за ступенькой и стать частью формы профиля в виде захваченного вихря. А это, в свою очередь, поддерживает поток воздуха над поверхностью профиля.
Изобретение друзей заинтересовало профессионалов из НАСА, и там решили в 1974 году провести серию экспериментов "по-взрослому", в аэродинамической трубе. Естественно, не в бумажном исполнении.
К сожалению, оказалось, что для малых форм АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОФИЛЬ КЛЯЙНА - ФОГЕЛЬМАНА вполне пригоден, но вот если попробовать масштабировать его, то, увы, отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению по сравнению с классическим профилем крыла будет тем хуже, чем больше его размеры.
Поэтому максимум, чего добился Кляйн - написал книгу под названием "Идеальный бумажный самолетик", которую он опубликовал для любителей складывать модели из бумаги. И тут никто ему не мог слова сказать поперёк, ибо его модели KFm летали невероятно далеко (рекорд - 122 метра и 33 см).
Кому интересно содержание книги - вам сюда.
К этой теме вернулись ещё раз уже в 90-е годы, когда истёк 20-летний срок действия патентов Кляйна и Фогельмана. Специалисты из Университета Миссури протестировали ряд ступенчатых модификаций крыла, опять прогнали их через аэродинамическую трубу, и оказалось, что всё не так уж плохо. По крайней мере, отдельные профили показывали очень даже любопытные результаты.
Но в итоге и здесь тоже пришли к выводу: единой для всех возможных углов атаки конфигурации не существует, а во время одного маневра могут потребоваться совершенно разные конфигурации.
То есть, если бы появилась возможность менять не только кривизну крыла, но и ступенчатость, в зависимости от разных условий, вот тогда бы вышел толк. А пока остаётся только запускать бумажные самолётики. На спор, кто дальше.
По крайней мере, на сегодняшний день аэродинамический профиль KFm не используется ни на одном полноразмерном самолете. А вот в мире радиоуправляемых моделей самолетов, изготовленных из пенопласта, их можно встретить. Возможно, как раз потому, что скорость их перемещения и размеры сравнительно небольшие.
...К сожалению, и здесь тоже ни о Ричарде Кляйне, ни о Флойде Фогельмане ничего не известно. Поправьте меня, если я ошибаюсь.
P.S. Семейство профилей Кляйна - Фогельмана:
Толщина профиля 7-9%. Ступенька на 40% хорды.
Низкая скорость сваливания, очень стабильный полет, неплохая подъемная сила, простота изготовления. Хороший профиль для большинства моделей, хотя немного уступает КФм-2.
Толщина 7-9%. Ступенька на 50%.
Большая подъемная сила, низкая скорость сваливания, стабильный центр давления. Очень прост в изготовлении, отлично подходит для большинства малых и среднеразмерных пенолетов (до 1,2-1,5м)
Толщина 9-12%. Ступеньки на 50% и 75% хорды.
Более сложен в изготовлении, но обладает высокими летными характеристиками - высокой подъемной силой, низкой скоростью сваливания и механической прочностью. Отличный профиль для тяжелых моделей и планеров.
Толщина 6-9%. Ступеньки на 50% хорды.
Простой в изготовлении, быстрый и маневренный профиль обладает более высокой скоростью сваливания по сравнению с другими профилями КФм. Отличный выбор для пилотажных моделей. Очень практичен на летающих крыльях – позволяет летать на них медленно.
Ступенька на 40-50% хорды.
Добавление ступеньки на выпукло-вогнутых профилях повышает подъемную силу и в тоже время повышает жесткость крыла. Применим на высокопланах.
Толщина 9-12%. Ступеньки на 25% и 50%.
Прост в изготовлении. Обладает хорошими летными характеристиками на низких скоростях, в тоже время быстр и маневренен. Невысокая скорость сваливания. Отлично подходит для летающих крыльев любых размеров. Хорош для «вторых» моделей, после тренера.
Источник - https://www.parkflyer.ru/ru/blogs/view_entry/9841/
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!
