Гибкое крыло

[AndyM]

Подскажите пожалуйста, гибкость крыла в 787 - это запланированная и нужная фича или просто по-другому не получается, поскольку используются композиты ? Я где-то читал, что гибкое крыло сильнее смягчает турбулентность. Насколько это правда ?

 

[Kwispel]

AndyM, так крыло у всех самолетов же гнется?

 

[Артём]

Да, но видимо такой вопрос из-за того, что у 787 крыло из позиции static может прогнуться на 26 футов. Некисло он ими машет.

 

[AndyM]

Kwispel, это да, но у 787 оно значительно сильнее гнется Просто услышал версию, что изначально Боинг не рассчитывал такое крыло получить (конструкции из композитов такого размера просто никто не делал никогда). Вот интересно - правда ли это...

 

[backfire]

AndyM, рассказывали нам как-то что онструкции из композитов тем и хороши что не только рассчитывается гибкость - но и можно сделать конструкцию с заранее заданными свойствами.

 

[denokan]

Гибкое крыло более легкое, чем жесткое.

 

[Ranger_avv]

Осталось только научиться таким крылом махать.

 

[goldenval]

Для сравнения: окончание крыла самолёта ИЛ-96 запрограммировано отклоняться на метр (в сумме) от нейтрального положения.

 

[Fox511]

Гибкое крыло - это хорошо.
Оно легче
Оно демпфирует колебания от болтанки
Оно снижает индуктивное сопротивление, прогибаясь.

На 787 его смогли сделать таким гибким из-за использования композитов, так как у них несколько попрще с долговременной прочностью, чем у металла.

Крыло 787 в полете прогибается примерно на 10 футов
На предельной нагрузке в 2.5G - на 18 футов
На расчетной нагрузке - на 26 футов

 

[AndyM]

goldenval, на А-320 колебания крыла в пределах 2 метров.

Fox511, а нужно именно 26 футов ? Если меньше, то это хорошо или плохо ?

 

[Seagull_JL]

Гибкое крыло - это хорошо.

Гибкое крыло будет жутко пугать пассажиров.

 

пиарщики обяснят что это правильно и даже круто - пройдёт время - и пугать пасажиров будет уже жёсткое крыло.

 

[Fox511]

Fox511, а нужно именно 26 футов ? Если меньше, то это хорошо или плохо ?

Нужно, чтобы крыло выдерживало без последстивий эксплуатационную перегрузку 2,5G и ломалось на перегрузке не менее чем 1,5*2,5G.

Конечно аэроупругость и нормы жесткости никто не отменял, я вот правда бегло АП-25 пробежал глазами, там вот только когда говорят о деформациях:

Раздел С
25.305. Прочность и деформация
(а) Конструкция должна выдерживать эксплуатационные нагрузки без появления опасных остаточных деформаций. При всех нагрузках, вплоть до эксплуатационных, деформации конструкции не должны влиять на безопасность эксплуатации.
(b) Конструкция должна выдерживать расчетные нагрузки без разрушения в течение не менее трех секунд. Однако, когда прочность конструкции подтверждена динамическими испытаниями, имитирующими реальные условия нагружения, требование о трех секундах не применяется.
Статические испытания, проводимые до расчетной нагрузки, должны включать в себя перемещения и деформации от действия этой нагрузки. Если применяются аналитические методы подтверждения соответствия требованиям прочности под действием расчетной нагрузки, следует показать, что:
(1) Влияние деформации незначительно;
(2) Возникающие деформации полностью учитываются при расчете или
(3) Применяемые методы и допущения достаточны для учета влияния этих деформаций.
(c) Когда упругость конструкции такова, что возможный в эксплуатации темп приложения нагрузок может вызвать напряжения выше соответствующих этим нагрузкам статических напряжений, должно быть учтено влияние такого темпа приложения нагрузок.

и вот тут вот параграф есть:

Раздел D
25.629 Требования к аэроупругой устойчивости.

(a) Общие положения.
Под оценками аэроупругой устойчивости, которые требуются в данном параграфе, понимаются исследования флаттера, дивергенции, реверса органов управления, динамики аэроупругого взаимодействия самолета с системой управления, а также любой нежелательной потери устойчивости и управления из-за деформаций конструкции. При исследовании явлений аэроупругой устойчивости должны учитываться степени свободы, связанные с воздушными винтами или другими вращающимися элементами, которые создают значительные динамические силы. Соответствие этому параграфу должно быть показано с помощью расчетов, испытаний в аэродинамических трубах, наземных частотных и жесткостных испытаний, летными испытаниями или другими способами, которые Компетентный орган сочтет необходимыми.
(b) Область аэроупругой устойчивости.
Самолет должен быть спроектирован таким образом, чтобы для всех его конфигураций и при всех расчетных условиях как при исходном варианте конструкции, так и при возможном изменении определяющих явление параметров не возникало аэроупругой неустойчивости внутри области, определяемой следующим образом:
(1) Для нормальных состояний, без повреждений, отказов или ухудшений характеристик - все комбинации скорости и высоты, граница которых получается увеличением на 20% индикаторной скорости (как при постоянном числе Маха, так и при постоянной высоте) в каждой точке зависимости VD/MD от высоты. При этом надлежащие запасы устойчивости должны существовать на всех скоростях вплоть до VD/MD и не должно быть большого или резкого падения устойчивости при приближении к VD/MD. Если MD меньше 1,0 на всех расчетных высотах, то увеличение скорости можно ограничить числом Маха равным 1,0.

Гибкое крыло будет жутко пугать пассажиров.

Не спорю. Будет не по себе, пока не привыкнут. Самого впечатляет. Главное ведь считал детали крыла 787, казалось бы, мне то чего удивляться, но меня это зрелище равнодушным не оставляет вообще ни разу

 

[Barrsuk]

Попробую задать чайниковский вопрос.
Уж не знаю, можно ли на него коротко ответить.

Исходим из постулата, что очень гибкое крыло - хорошо.
Не ломается, легкое и т.п.

А что у нас с аэродинамикой?
Точнее - с постоянством аэродинамических свойств.

Логично предположить, что 787 сразу после взлета из Сингапура и перед посадкой в Нью-Йорке (или куда уж он там долетит) - это две большие разницы. "Изогнутость" крыла, по идее, сильно отличается. Или нет?

Как обеспечивается "оптимальность" аэродинамических параметров?
Выбирается нечто среднее? (На уровне чайника различаю понятия геометрическая и аэродинамическая крутка.)
Или же техника дошла до того, что все оптимально на каждом этапе полета?
Или же неоптимальные этапы полета пренебрежимо малы?

Т.е., по простому:
"очень гибкое крыло" - это сплошное благо или же последствия использования новых материалов, с которыми по сути приходится (успешно) бороться?

Или еще более для чайников:
если бы был выбор из двух материалов с одинаковой массой, прочностью и т.п. При этом один - "очень гибкий", как на 787, а другой - "обычно гибкий", как на "обычных самолетах" (Ту5, например). Какой бы выбрали конструкторы?

Надеюсь, не сильно завернул

 

[backfire]

Barrsuk, я там попытался высказаться
гибкое крыло - если тупо - это плохо ибо аэроупругость и прочия (устойчивость уменьшается и т.п.)
но - композиты позволяют делать крыло с управляемыми упругими свойствами - то есть все параметры, куда и как ему гнуться, выбираются в процессе проектирования. Потому оно может вообще оптимально подстраиваться под изменение веса, например.

 

[MikVolg]

оно может вообще оптимально подстраиваться под изменение веса

Так может, или подстраивается?

 

[backfire]

MikVolg, как именно они его спроектировали - я не в курсе.
Я про то. что композит позволяет подобными вещами управлять.
Самый простой пример - крыло обратной стреловидности. Для некомпозитного крыла увеличение нагрузки вызывает деформацию, которая приводит к росту угла атаки - т.н. дивергенция. Используя композит располагаем ось жестскости так, чтобы деформация, вызываемая увеличением перегрузки уменьшала угол атаки.
Соответственно никто не мешает спроектировать крыло так, чтобы та самая крутка крыла менялась в зависимости от нагрузки по оптимальному закону.

 

[Fireball]

Гибкое крыло будет жутко пугать пассажиров

Ага. Я когда первый раз увидел, как на Б-747 крыло во время турбулентности махало, чуть не родил от страха.