Настольная книга по проектированию парапланов
Глава 3. Форма крыла

3.1 Арочность
3.1 Влияние формы арочность
3.3 Геометрическая крутка
3.4 Секции

3.1 Арочность

Арочность позволяет крылу держать свой размах, не смотря на то что конструкция не содержит жестких элементов (например лонжерон).

Прежде всего, мы должны определить центральную линию на виде сверху XY, перпендикулярную центральной хорде и на расстоянии "d" от передней кромки. Обычно это расстояние равно 1/2 или 1/3 хорды центральной секции, но может быть и другим.

После этого мы можем определить арочность как дуговидную кривую в вертикальной плоскости XZ


Рис. 3.1 Линия арочности

Основные формы арочности:

a - Окружность радиусом R и центром O в центре основных карабинов подвески
b - Две окружности радиусом R и центрами в левом и правом карабине соответственно
c - Как часть эллипса с полуосями a и b, имеющего 2a проекционный размах и b - общая высота стропления
d - Bionic-тип арочности с несколько пониженным центропланом и отогнутыми вверх кончиками ушей
e - Любая симметричная кривая, образованная комбинацией вышеперечисленных методов, заданная аналитически функцией z = f(x), или дискретно с помощью набора координат (x, z)


Рис. 3.2 Основные типа арочности

3.2. Влияние формы арочности

Форма арочности имеет огромное значения для летных качеств параплана. Частично она также определяет натяжение ткани.

Влияние формы арочности можно рассматривать локально (на отдельных секциях) и глобально на весь купол.

В основном, большая арочность означает большее растяжение купола по размаху, а меньшая - меньшее растяжения. Крылья с большой арочностью получили название "high arc". Такие high arc арочности необходимы для обеспечения растяжения на крыльях с большим удлинением. Хотя при этом high arc крылья имеют меньшую проекционную площадь и поэтому имеют большее сопротивление, по сравнению с более плоскими крыльями. Поэтому конструкторы ищут компромисс, а также комбинируют остальные параметры, влияющие на устойчивость в полете к сложениям и на летные качества.

Оптимальная форма арочность выводится экспериментально или на основе анализа предыдущих летающих парапланов. Для этого можно изучать фотографии других куполов. Но основное правило при построении кривой арочности заключается в том, чтобы на ушах вектор h как горизонтальная проекция вектора подъемной силы (см. рисунок ниже), была направлена в стороны от купола, растягивая тем самым его по размаху.

(...еще)


Рис. 3.3. Как арочность растягивает купол по размаху

3.3 Геометрическая крутка

Чтобы скрутить крыло для обеспечения геометрической крутки, мы должны передвигать и вращать линии хорд, образующих профили в секциях.

Как минимум, необходимо определить разницу в углах между центральной и концевой хордой, а также плоскость вращения.

Разница между углами атаки между центральной секцией (на рисунке она имеет угол 0 °) называется геометрической круткой. В случае парапланов в большинстве случаев применяется положительная крутка, то есть концевые секции имеют больший угол атаки, чем центральная. Это обеспечивает дополнительное растяжение купола по размаху и помогает держать уши всегда наполненными. Дельтапланы обычно имеют отрицательную крутку, но по другим причинам - для обеспечения продольной устойчивости совсместно с прямой стреловидностью.

Величина геометрической крутки зависит от множется факторов. В том числе от величины арочности, так как при сильно загнутых вниз кончиках ушей и с учетом снижения параплана при планировании (поток дует на крыло как бы немного снизу), реальный угол атаки на ушах получается немного меньше, чем на центроплане. Что требует компенсировать это уменьшение угла атаки с помощью дополнительной положительной геометрической крутки. Обычно, на парапланах крутка составляет 4 - 5 градусов. Интерполяция угла атаки между соседними секциями может быть линейно от расстояния до центральноей секции, пропорционально длине хорд текущих секций или пропорционально текущему углу арочности. Выбор наиболее оптимального варианта в каждом конкретном случае остается за конструктором.


Fig 3.4 Положительная и отрицательная геометрическая крутка


3.4 Секции

Секции в 3D пространстве повторяют кривую арочности. Поэтому на каждой секции мы должны сделать два поворота:

1) Повернуть профиль на угол атаки (alpha) относительно точки RP на хорде (которая может совпадать или не совпадать с точкой RL на хорде, где хорда пересекается с кривой арочности, на выбор конструктора).

2) И повернуть секцию боком, чтобы она оставалась перпендикулярной кривой арочности. Хотя конструктор может назначить и несколько другой, отличный от 90 градусов угол.

На практике, для каждого профиля конструктор должен найти следующие параметры: