Quels sont les avantages d'une aile balayée vers l'avant par rapport à une aile balayée vers l'arrière?
Crédit image: NASA
Crédit d'image: Paul Maritz / Wikimedia
Quels sont les avantages d'une aile balayée vers l'avant par rapport à une aile balayée vers l'arrière?
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Seuls quelques avions ont été construits avec des ailes balayées vers l'avant. Le plus particulièrement était le X-29, que vous avez illustré ci-dessus. La Russie / URSS en a construit un plus récemment en 1997, le Sukhoi Su-47. L'une des plus grandes revendications quant à la supériorité ou à l'avantage d'une aile balayée vers l'avant était une maniabilité accrue. Cependant, dans le cas du X-29, comme indiqué dans l ' Évaluation des qualités de vol de l'avion de recherche X-29A ,
L'instabilité élevée de la cellule conduit à de larges prédictions de maniabilité extrême. Cette perception s'est maintenue dans les années qui ont suivi la fin des essais en vol. Les tests de la Force aérienne n'ont pas soutenu cette attente. Pour que le système de commande de vol maintienne la stabilité du système dans son ensemble, la capacité d'initier une manœuvre devait facilement être modérée. Cela a été programmé dans le système de commande de vol pour préserver la capacité d'arrêter la rotation de tangage et empêcher l'aéronef de partir hors de contrôle. En conséquence, l'ensemble du système tel que piloté (avec le système de commande de vol également dans la boucle) ne pouvait pas être caractérisé comme ayant une agilité accrue particulière. Il a été conclu que le X-29 aurait pu avoir une agilité accrue s'il avait des actionneurs de surface de contrôle plus rapides et / ou des surfaces de contrôle plus grandes.
Le Su-47 était en effet un avion très maniable, capable de tirer 9 G, cependant, son prédécesseur immédiat, le Sukhoi Su-37, était capable de tirer 10 G . Il n'est donc pas clair si une aile balayée vers l'avant a un impact positif réel sur la maniabilité.
Cependant, les caractéristiques de décrochage sont très différentes. L'air a tendance à se déplacer vers l'extrémité arrière de l'aile. Sur une configuration standard (aile arrière balayée), cela se déplace bien sûr de la racine de l'aile à l'extrémité de l'aile. Sur une aile balayée vers l'avant, cependant, cela se déplace de l'extrémité de l'aile à l'aile.
En conséquence, la dangereuse condition de décrochage de la pointe d'une conception à balayage vers l'arrière devient un blocage de racine plus sûr et plus contrôlable sur une conception à balayage vers l'avant. Cela permet un contrôle total des ailerons malgré la perte de portance, et signifie également que les fentes de bord d'attaque induisant la traînée ou d'autres dispositifs ne sont pas nécessaires. Avec l'air circulant vers l'intérieur, les tourbillons de bout d'aile et la traînée qui l'accompagne sont réduits, au lieu de cela, le fuselage agit comme une très grande clôture d'aile et, comme les ailes sont généralement plus grandes à la racine, cela améliore la portance permettant une aile plus petite. En conséquence, la maniabilité est améliorée, en particulier à des angles d'attaque élevés. Aux vitesses transsoniques, les ondes de choc s'accumulent d'abord à la racine plutôt qu'à la pointe, aidant à nouveau à assurer un contrôle efficace des ailerons.
En raison de la capacité du X-29 à avoir les pointes de son les ailes se penchent à des angles d'attaque élevés, le X-29 est resté contrôlable à un angle d'attaque de 67 degrés. Cependant, grâce aux progrès modernes de la vectorisation de la poussée, le F-22 Raptor est capable de maintenir un angle d'attaque de plus de 60 degrés.
Avec une instabilité inhérente et des problèmes avec des contraintes supplémentaires sur l'avion pour des gains d'instabilité modérés ou supposés mais non observés, il est peu probable que nous verrons des avions de combat avec des ailes balayées vers l'avant à tout moment dans un proche avenir. D'autres technologies ont permis des performances similaires ou améliorées sans avoir besoin de nouveaux concepts.
Avantages:
Cependant, ils sont directement liés à ces inconvénients:
Ces deux inconvénients l'emportent facilement sur les avantages de la plupart des conceptions. La première conception à balayage vers l'avant, les Junkers 287, nécessitait un transfert d'aile massif et forgé pour plus de rigidité. La maniabilité était excellente, mais les performances globales étaient médiocres.
Ju-287 avec des ailes tuftées et des fusées sous les moteurs d'aile. Le trépied devant la verticale tient une caméra carénée pour l'observation en vol des touffes. (image source)
Si elle est combinée avec un empennage en T, la position arrière de la racine d'une aile balayée vers l'avant garantira que l'empennage est dans le sillage de la racine de l'aile à un angle d'attaque élevé, ce qui peut entraîner un décrochage profond.
Les meilleures ailes balayées vers l'avant se trouvent dans la nature: les oiseaux balayeront leur aile pourboire s'ils veulent monter et créer beaucoup d'ascenseur. Surtout pour les atterrissages courts, l'aile en avant est idéale lorsque les jambes sont au sol au moment du décrochage de l'aile.
Pour un aperçu du manuel: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html
Notez que le Hansa Jet était en fait un avion de ligne de production en utilisant l'aile balayée vers l'avant, et 2 types de planeurs que je volais régulièrement avaient également des ailes balayées vers l'avant (pour des raisons de visibilité: Schleicher Ka7 et Ka13).
R.
De plus, la Zlin 142 a une aile balayée vers l'avant.
Pas pour des raisons aérodynamiques, mais pour placer les pilotes au centre de gravité et le longeron derrière eux.
Les planeurs Blanik L-13 et Scheibe Bergfalke avaient des ailes en avant, il semble que cela aide à ajouter de la liberté dans le réglage du centre de gravité par rapport au centre de pression et au placement des pilotes. Les avantages des ailes balayées vers l'avant peuvent être principalement dans la plage de vitesse lente, le décollage et l'atterrissage. Je ne suis pas trop sûr que le Ju-287 soit un échec, il y a des rapports selon lesquels il a atteint 1'000 km / h entre les mains des Soviétiques, c'est bien pour un bombardier, mais le développement du concept a été interrompu, ils ont peut-être rencontré de gros problèmes. Un avion américain sans queue de la fin des années 40 a utilisé cet arrangement, NASA / NACA, le dépôt de Cranfield a des documents à ce sujet, des vidéos YouTube existent également