Si no se hicieran concesiones a baja velocidad, ¿cómo sería un ala Mach-3 ideal?

Cosas como el Concorde y el Tu-144 y muchas otras naves supersónicas necesitan un ala que tenga un buen rendimiento a alta y baja velocidad . Después de todo, necesita poder despegar y aterrizar. Se logra un buen rendimiento a baja velocidad con cosas como flaps, slats y la forma del ala misma.

Pero digamos, hipotéticamente, que no necesita un buen rendimiento a baja velocidad en absoluto. Así que no hay tales compromisos en la forma del ala. ¿Cómo sería un ala Mach-3 ideal?

El objetivo es tener un ala con la mayor relación sustentación-resistencia a Mach 3.

Elegí Mach-3 porque ese parece ser el límite de los aviones a reacción que se han puesto en producción (MiG-31, SR-71) (que no cuenta los aviones experimentales).

Estoy interesado en diseños convencionales, no en cosas como el Blended-Wing-Body. Entonces, presumiblemente, este avión ideal sería similar al Concorde o al Tu-144.

Algunas cosas que he notado a lo largo de los años:

  • El X-15 tenía un estabilizador vertical en forma de "cuña" con una parte trasera plana . Puedes verlo en fotos. Dijeron que era porque la parte posterior plana produce más estabilidad con menos arrastre a alta mach. ¿Un ala mach-3 también tendría un borde de fuga grueso y plano?

  • Ogival Delta parece muy popular para grandes aviones supersónicos sofisticados. Nunca entendí por qué es eso exactamente, ya que el triángulo delta puro es más fácil de fabricar y soportar cargas más fáciles.

  • El XB-70 Valkyrie tenía alas plegables para darle anédrico, supuestamente para capturar la onda de choque y así ser un jinete de olas, que es más eficiente. He notado que el Concorde también tiene alas ligeramente caídas cerca de las puntas.

Nota: no necesito un modelo 3D completo de la forma del ala. Estoy más interesado en cosas como qué forma de plano tiene, qué anédrico/diédrico, si lo hay, etc.

No soy ingeniero aerodinámico, pero sospecho que no hay un solo ala "ideal". Incluso si hizo la velocidad aerodinámica, hay otros parámetros entre los que debe negociar. ¿Quiere maniobrabilidad, eficiencia de combustible, carga útil...
@yshavit Ah, no necesito maniobrabilidad. Estaba pensando simplemente en obtener la relación máxima de elevación a arrastre. editará.
Creo que esta es una pregunta válida; sabemos que para el vuelo subsónico el ala ideal es infinitamente larga y estrecha, entonces, ¿cómo se vería para el vuelo supersónico?
Mirar más allá del diseño de aeronaves al diseño de grandes misiles puede dar una buena indicación de cómo podría ser una nave de este tipo. Después de todo, esos son vehículos diseñados para tales velocidades, alcanzadas después de una fase de impulso muy corta después del lanzamiento, que generalmente se realiza durante el vuelo balístico en lugar de controlarlo.

Respuestas (1)

Un diseño de Mach 3 que no se preocupó por las características de baja velocidad fue el dron de reconocimiento Lockheed Q-12/D-21 , que utilizaba un estatorreactor Marquardt RJ-43 para la propulsión y tenía un número de Mach de vuelo de hasta 3,5. Inicialmente fue lanzado desde el aire desde la parte trasera de un A-12 /M-21 y se estrelló cuando se acabó el combustible. El propósito era una penetración profunda en el espacio aéreo hostil para realizar un reconocimiento fotográfico en los días previos a los satélites. Cuando más tarde el avión de lanzamiento se cambió al B-52, el D-21 necesitó un enorme impulsor para llevarlo a su velocidad de crucero de Mach 3,35.

Esto debería ser lo más cercano a un diseño Mach 3+ intransigente; sin embargo, se basó en gran medida en el trabajo aerodinámico con el A-12 / SR-71, por lo que probablemente el espacio de la solución estuvo restringido desde el principio.

D-21 vista de tres lados

D-21 vista de tres lados ( fuente de la imagen ). Se necesitaba el anhedral para compensar el momento de balanceo de la cola alta en deslizamiento lateral. Un diseño aún más intransigente habría utilizado una vertical más pequeña y una aleta igual en el lado inferior y sin anédrico. La aleta lateral inferior, sin embargo, habría hecho imposible el lanzamiento aéreo desde la parte trasera del A-12.

Todas las superficies tenían bordes de salida afilados. Una sección transversal en forma de cuña como la cola del X-15 solo comienza a tener sentido a velocidades superiores a Mach 5 cuando usar la resistencia para la estabilidad direccional es más efectivo que agregar más superficie de cola.

Wow, eso es todo un dron. Techo de vuelo 29 km, velocidad Mach 3,35, alcance 5.550 km. Mi única preocupación es que la forma sigilosa puede haber necesitado algún compromiso en la forma del ala. Leí el artículo de wiki pero todo lo que tenía que decir eraThe Q-12...used key technology from the A-12 project, including...radar cross-section reduction design features.
je, ¡así que este ridículo juguete de mi infancia no era tan ridículo! 3djoes.com/uploads/1/3/3/9/13396852/5617750_orig.jpg
Si no se hicieran concesiones a baja velocidad, ¿cómo sería un ala Mach-3 ideal?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v