جناح مجتاح

الجناح المائل هو جناح مائل إما للخلف أو أحيانًا للأمام من جذره بدلاً من أن يكون عموديًا على جسم الطائرة.
تُستخدم الأجنحة المائلة منذ أيام الطيران الرائدة. وقد تم التحقيق في انحناء الجناح بسرعات عالية لأول مرة في ألمانيا في وقت مبكر من عام 1935 بواسطة ألبرت بيتز وأدولف بوسمان ، ووجد التطبيق قبل نهاية الحرب العالمية الثانية . كان له تأثير تأخير موجات الصدمة وارتفاع السحب الديناميكي الهوائي المصاحب الناجم عن قابلية انضغاط السوائل بالقرب من سرعة الصوت ، مما يحسن الأداء. لذلك تُستخدم الأجنحة المائلة دائمًا تقريبًا في الطائرات النفاثة المصممة للطيران بهذه السرعات.
يُستخدم مصطلح "الجناح المائل" عادةً بمعنى "المائل للخلف"، ولكن المتغيرات تشمل الأجنحة المائلة للأمام والأجنحة المائلة المتغيرة والأجنحة المائلة حيث ينحني أحد الجانبين للأمام والآخر للخلف. كما أن الجناح الدلتا هو شكل من أشكال الأجنحة المائلة من الناحية الديناميكية الهوائية.
أسباب الكنس

هناك ثلاثة أسباب رئيسية لكنس الجناح: [1]
1. لترتيب مركز ثقل الطائرة والمركز الديناميكي الهوائي للجناح بحيث يتطابقان بشكل أوثق لتحقيق التوازن الطولي، على سبيل المثال Messerschmitt Me 163 Komet و Messerschmitt Me 262. على الرغم من عدم وجود جناح مائل، إلا أن ألواح الجناح على الجزء الخارجي من محركي دوغلاس دي سي-1 كانت أيضًا مائلة للخلف قليلاً لأسباب مماثلة. [2]
2. لتوفير الاستقرار الطولي للطائرات عديمة الذيل، على سبيل المثال Messerschmitt Me 163 Kometuu. [2]
3. الأكثر شيوعا لزيادة قدرة رقم ماخ عن طريق تأخير تأثيرات الانضغاط (التغيرات المفاجئة في كثافة تدفق الهواء) إلى سرعة أعلى، على سبيل المثال الطائرات المقاتلة والطائرات التجارية والطائرات النفاثة الخاصة.
وتشمل الأسباب الأخرى ما يلي:
1. تمكين وضع صندوق حمل الجناح لتحقيق حجم المقصورة المطلوب، على سبيل المثال HFB 320 Hansa Jet .
2. توفير تخفيف هوائي ثابت يقلل من لحظات الانحناء تحت الأحمال العالية وقد يسمح بهيكل جناح أخف وزناً. [3]
التصميم الهيكلي
بالنسبة لجناح ذي امتداد معين، فإن كنسه يزيد من طول العارضتين الممتدتين على طوله من الجذر إلى الطرف. وهذا يميل إلى زيادة الوزن وتقليل الصلابة. إذا ظل الوتر الأمامي الخلفي للجناح كما هو أيضًا، فإن المسافة بين الحواف الأمامية والخلفية تقل، مما يقلل من قدرته على مقاومة قوى الالتواء. لذلك يجب تقوية الجناح المكنوس ذي الامتداد والوتر المحددين وسيكون أثقل من الجناح غير المكنوس المكافئ.
الجناح المائل عادة ما ينحني للخلف من جذوره وليس للأمام. ولأن الأجنحة مصنوعة بأخف وزن ممكن، فإنها تميل إلى الانحناء تحت الحمل. وتتسبب هذه المرونة الهوائية تحت الحمل الديناميكي الهوائي في انحناء الأطراف لأعلى في الطيران العادي. ويتسبب الانحناء للخلف في تقليل الأطراف لزاوية هجومها أثناء الانحناء، مما يقلل من رفعها ويحد من التأثير. ويتسبب الانحناء للأمام في زيادة زاوية هجوم الأطراف أثناء الانحناء. وهذا يزيد من رفعها مما يتسبب في مزيد من الانحناء وبالتالي المزيد من الرفع في دورة يمكن أن تسبب فشلًا هيكليًا جامحًا. ولهذا السبب فإن الانحناء للأمام نادر ويجب أن يكون الجناح صلبًا بشكل غير عادي.
هناك زاويتان مهمتان للمسح، واحدة عند الحافة الأمامية للطائرات الأسرع من الصوت والأخرى على بعد 25% من الحافة الأمامية للطائرات دون الصوتية وفوق الصوتية. يعد مسح الحافة الأمامية مهمًا لأن الحافة الأمامية يجب أن تكون خلف مخروط الماخ لتقليل مقاومة الموجة. [4] يتم استخدام خط ربع الوتر (25%) لأن الرفع دون الصوتي بسبب زاوية الهجوم يعمل هناك، وحتى تقديم الأقسام فوق الحرجة، كانت القمة عادةً قريبة من ربع الوتر. [5]
تتراوح زوايا الاجتياح النموذجية من 0 للطائرات ذات الأجنحة المستقيمة، إلى 45 درجة أو أكثر للمقاتلات والتصاميم الأخرى عالية السرعة.
التصميم الديناميكي الهوائي
الرحلات الجوية دون الصوتية وفوق الصوتية


يمكن أن تتكون موجات الصدمة على بعض أجزاء الطائرة التي تتحرك بسرعة أقل من سرعة الصوت. تتسبب مناطق الضغط المنخفض حول الطائرة في تسارع التدفق، وعند السرعات فوق الصوتية يمكن أن يتجاوز هذا التسارع المحلي سرعة الصوت. يجب أن يعود التدفق الأسرع من الصوت إلى ظروف التيار الحر حول بقية الطائرة، ومع دخول التدفق إلى تدرج ضغط معاكس في الجزء الخلفي من الجناح، ينشأ انقطاع في شكل موجة صدمة حيث يضطر الهواء إلى التباطؤ بسرعة والعودة إلى الضغط المحيط.
عند النقطة التي تنخفض فيها الكثافة، تنخفض السرعة المحلية للصوت بشكل مماثل ويمكن أن تتشكل موجة صدمة. وهذا هو السبب في أن موجات الصدمة في الأجنحة التقليدية تتشكل أولاً بعد الحد الأقصى للسمك/الوتر ولماذا تحتوي جميع الطائرات التجارية المصممة للتحليق في نطاق السرعة فوق الصوتية (فوق M0.8) على أجنحة فوق حرجة أكثر تسطحًا في الأعلى، مما يؤدي إلى تقليل التغيير الزاوي للتدفق إلى الهواء السطحي العلوي. يتم تقليل التغيير الزاوي للهواء الذي يكون عادةً جزءًا من توليد الرفع ويتم تعويض هذا الانخفاض في الرفع من خلال الأسطح السفلية المنحنية العميقة المصحوبة بمنحنى انعكاسي عند الحافة الخلفية. يؤدي هذا إلى موجة صدمة أضعف بكثير نحو الجزء الخلفي من سطح الجناح العلوي وزيادة مقابلة في رقم الماخ الحرج.
تتطلب موجات الصدمة طاقة لتتشكل. يتم أخذ هذه الطاقة من الطائرة، والتي يجب أن توفر قوة دفع إضافية للتعويض عن فقدان الطاقة هذا. وبالتالي، يُنظر إلى الصدمات كشكل من أشكال السحب . نظرًا لأن الصدمات تتشكل عندما تصل سرعة الهواء المحلية إلى سرعات تفوق سرعة الصوت، فهناك سرعة " ماخ حرجة " معينة حيث يظهر التدفق الصوتي لأول مرة على الجناح. هناك نقطة تالية تسمى رقم ماخ تباعد السحب حيث يصبح تأثير السحب من الصدمات ملحوظًا. يحدث هذا عادةً عندما تبدأ الصدمات في التولد فوق الجناح، والذي يكون في معظم الطائرات أكبر سطح منحني باستمرار، وبالتالي فهو أكبر مساهم في هذا التأثير.
يؤدي مسح الجناح إلى تقليل انحناء الجسم كما يُرى من تدفق الهواء، عن طريق جيب تمام زاوية المسح. على سبيل المثال، سيشهد الجناح الذي يحتوي على مسح بزاوية 45 درجة انخفاضًا في الانحناء الفعال إلى حوالي 70% من قيمته المستقيمة. يؤدي هذا إلى زيادة سرعة الماخ الحرجة بنسبة 30%. عند تطبيقه على مناطق كبيرة من الطائرة، مثل الأجنحة والذيل ، يسمح هذا للطائرة بالوصول إلى سرعات أقرب إلى ماخ 1.
أحد العوامل المحددة في تصميم الجناح المائل هو ما يسمى "التأثير الأوسط". إذا كان الجناح المائل متصلاً - جناح مائل مائل - فسوف يتم مسح خطوط الضغط المتساوية بزاوية مستمرة من الطرف إلى الطرف. ومع ذلك، إذا تم مسح النصف الأيسر والأيمن للخلف بالتساوي، كما هو الحال في الممارسة الشائعة، فإن خطوط الضغط المتساوية على الجناح الأيسر من الناحية النظرية ستلتقي بخطوط الضغط المتساوية للجناح الأيمن على خط الوسط بزاوية كبيرة. نظرًا لأن خطوط الضغط المتساوية لا يمكن أن تلتقي بهذه الطريقة، [ لماذا؟ ] فإنها تميل إلى الانحناء على كل جانب عندما تقترب من خط الوسط، بحيث تعبر خطوط الضغط المتساوية خط الوسط بزاوية قائمة على خط الوسط. يتسبب هذا في "عدم كنس" خطوط الضغط المتساوية في منطقة جذر الجناح. لمكافحة هذا عدم الكنس، اقترح عالم الديناميكا الهوائية الألماني ديتريش كوخمان واختبر انخفاضًا محليًا في جسم الطائرة أعلى وأسفل جذر الجناح. ثبت أن هذا غير فعال للغاية. [7] أثناء تطوير طائرة دوغلاس دي سي-8 ، تم استخدام أجنحة غير منحنية في منطقة جذر الجناح لمكافحة الانزلاق. [8] [9]
رحلة أسرع من الصوت
عادةً ما تقع الأجنحة المكنسة في الطائرات الأسرع من الصوت داخل موجة الصدمة المخروطية الشكل الناتجة عند أنف الطائرة حتى تتمكن من "رؤية" تدفق الهواء دون الصوتي وتعمل كأجنحة دون الصوتية. تزداد الزاوية اللازمة للاستلقاء خلف المخروط مع زيادة السرعة، عند 1.3 ماخ تكون الزاوية حوالي 45 درجة، عند 2.0 ماخ تكون 60 درجة. [10] ستكون زاوية مخروط ماخ المتكون من جسم الطائرة عند حوالي sin μ = 1/M (μ هي زاوية مسح مخروط ماخ) [11]
العيوب
This section needs additional citations for verification. (November 2021) |
عندما يتحرك الجناح المائل بسرعة عالية، يكون لدى تدفق الهواء وقت قليل للتفاعل ويتدفق ببساطة فوق الجناح بشكل مستقيم تقريبًا من الأمام إلى الخلف. عند السرعات المنخفضة، يكون لدى الهواء وقت للتفاعل، ويتم دفعه في اتجاه الامتداد بواسطة الحافة الأمامية المائلة، نحو طرف الجناح. عند جذر الجناح، بواسطة جسم الطائرة، يكون لهذا تأثير ضئيل ملحوظ، ولكن عندما يتحرك المرء نحو طرف الجناح، يتم دفع تدفق الهواء في اتجاه الامتداد ليس فقط بواسطة الحافة الأمامية، ولكن أيضًا الهواء المتحرك في اتجاه الامتداد بجانبه. عند الطرف، يتحرك تدفق الهواء على طول الجناح بدلاً من فوقه، وهي مشكلة تُعرف باسم التدفق في اتجاه الامتداد .
إن الرفع من الجناح يتم توليده بواسطة تدفق الهواء فوقه من الأمام إلى الخلف. ومع زيادة التدفق على طول الجناح، فإن الطبقات الحدودية على سطح الجناح لديها مسافة أطول للسفر، وبالتالي تصبح أكثر سمكًا وأكثر عرضة للانتقال إلى الاضطرابات أو فصل التدفق، كما أن نسبة العرض إلى الارتفاع الفعالة للجناح أقل وبالتالي "يتسرب" الهواء حول أطراف الجناح مما يقلل من فعاليتها. ينتج التدفق على طول الجناح على الأجنحة المكنسة تدفق هواء يحرك نقطة الركود على الحافة الأمامية لأي جزء فردي من الجناح إلى ما هو أبعد تحت الحافة الأمامية، مما يزيد من زاوية الهجوم الفعالة لأجزاء الجناح بالنسبة للجزء الأمامي المجاور لها. والنتيجة هي أن أجزاء الجناح الأبعد نحو الخلف تعمل بزوايا هجوم أعلى بشكل متزايد مما يعزز الانهيار المبكر لتلك الأجزاء. وهذا يعزز الانهيار الطرفي للأجنحة المكنسة للخلف، حيث تكون الأطراف في معظمها للخلف، بينما يؤخر الانهيار الطرفي للأجنحة المكنسة للأمام، حيث تكون الأطراف للأمام. مع كل من الأجنحة المكنسة للأمام والخلف، سوف يتوقف الجزء الخلفي من الجناح أولاً مما يخلق لحظة رفع الأنف للأعلى في الطائرة. إذا لم يصحح الطيار هذا الوضع، فإن الطائرة ستميل إلى الأعلى، مما يؤدي إلى المزيد من تعطل الجناح وزيادة الميل إلى الأعلى بطريقة متباعدة. وقد أصبح هذا عدم الاستقرار الذي لا يمكن السيطرة عليه معروفًا باسم رقصة السيف في إشارة إلى عدد طائرات نورث أميركان إف-100 سوبر سيبر التي تحطمت عند الهبوط نتيجة لذلك. [12] [13]
تم تقليل الميل إلى مستوى مقبول بطرق مختلفة مثل إضافة زعنفة تُعرف باسم سياج الجناح على السطح العلوي للجناح لإعادة توجيه التدفق إلى اتجاه مجرى النهر. كانت طائرة ميج-15 مثالاً على طائرة مزودة بأسوار جناح. [14] كان التصميم الآخر وثيق الصلة هو إضافة شق على شكل سن الكلب إلى الحافة الأمامية، والذي تم استخدامه في طائرة أفرو أرو الاعتراضية. [15] اتخذت تصميمات أخرى نهجًا أكثر جذرية، بما في ذلك جناح جمهورية XF-91 Thunderceptor الذي أصبح أوسع باتجاه الطرف لتوفير المزيد من الرفع عند الطرف. تم تجهيز Handley Page Victor بجناح هلالي ، بثلاث قيم للمسح، حوالي 48 درجة بالقرب من جذر الجناح حيث كان الجناح أسمك، وطول انتقال 38 درجة و27 درجة للباقي إلى الطرف. [16] [17]
لم تعد الحلول الحديثة للمشكلة تتطلب تصميمات "مخصصة" مثل هذه. لقد حلت إضافة شرائح الحافة الأمامية واللوحات المركبة الكبيرة للأجنحة المشكلة إلى حد كبير. [18] [19] [20] في تصميمات المقاتلات، تعمل إضافة امتدادات الحافة الأمامية ، والتي يتم تضمينها عادةً لتحقيق مستوى عالٍ من القدرة على المناورة، أيضًا على إضافة الرفع أثناء الهبوط وتقليل المشكلة. [21] [22]
بالإضافة إلى الميلان لأعلى، هناك تعقيدات أخرى متأصلة في تكوين الجناح المائل. لأي طول معين للجناح، يكون الامتداد الفعلي من طرفه إلى طرفه أقصر من نفس الجناح غير المائل. هناك ارتباط قوي بين السحب عند السرعات المنخفضة ونسبة العرض إلى الارتفاع، الامتداد مقارنة بالوتر، لذلك يكون للجناح المائل دائمًا سحب أكبر عند السرعات المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، يوجد عزم دوران إضافي يطبقه الجناح على جسم الطائرة والذي يجب مراعاته عند إنشاء نقل أحمال صندوق الجناح إلى جسم الطائرة. ينتج هذا عن الجزء المهم من رفع الجناح الذي يقع خلف طول المرفق حيث يلتقي الجناح بجسم الطائرة.
نظرية الكنس
نظرية الاكتساح هي وصف هندسي للطيران لسلوك تدفق الهواء فوق الجناح عندما تلتقي الحافة الأمامية للجناح بتدفق الهواء بزاوية مائلة. أدى تطوير نظرية الاكتساح إلى تصميم الجناح المكنس المستخدم في معظم الطائرات النفاثة الحديثة، حيث يعمل هذا التصميم بشكل أكثر فعالية عند السرعات فوق الصوتية وفوق الصوتية . في شكلها المتقدم، أدت نظرية الاكتساح إلى مفهوم الجناح المائل التجريبي .
قدم أدولف بوسمان مفهوم الجناح المكنوس وقدمه في عام 1935 في مؤتمر فولتا الخامس في روما. [23] كانت نظرية الكنس بشكل عام موضوعًا للتطوير والتحقيق طوال ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، ولكن التعريف الرياضي الرائد لنظرية الكنس يُنسب عمومًا إلى روبرت تي جونز من NACA في عام 1945. تعتمد نظرية الكنس على نظريات رفع الجناح الأخرى. تصف نظرية خط الرفع الرفع الناتج عن جناح مستقيم (جناح تكون الحافة الأمامية فيه عمودية على تدفق الهواء). تصف نظرية وايسنجر توزيع الرفع للجناح المكنوس، لكنها لا تمتلك القدرة على تضمين توزيع الضغط على طول الوتر. هناك طرق أخرى تصف التوزيعات على طول الوتر، لكن لها قيود أخرى. توفر نظرية كنس جونز تحليلًا بسيطًا وشاملًا لأداء الجناح المكنوس.
قدم روبرت تي جونز شرحًا لكيفية عمل الجناح المائل : "افترض أن الجناح عبارة عن أسطوانة ذات مقطع عرضي موحد للجناح ووتر وسمك ويتم وضعه في تيار هوائي بزاوية انحراف - أي أنه مائل للخلف. الآن، حتى لو أصبحت السرعة المحلية للهواء على السطح العلوي للجناح أسرع من الصوت، فلا يمكن أن تتشكل موجة صدمة هناك لأنها يجب أن تكون صدمة مائلة - مائلة بنفس زاوية الجناح - أي أنها ستكون صدمة مائلة. لا يمكن أن تتشكل مثل هذه الصدمة المائلة حتى تصبح مكونة السرعة العمودية عليها أسرع من الصوت." [24]
ولتوضيح المفهوم الأساسي لنظرية الاجتياح البسيطة، فلنتأمل جناحًا مستقيمًا غير مائل بطول لا نهائي، يلتقي بتدفق الهواء بزاوية عمودية. ويكون توزيع ضغط الهواء الناتج معادلًا لطول وتر الجناح (المسافة من الحافة الأمامية إلى الحافة الخلفية). وإذا بدأنا في تحريك الجناح جانبيًا (بشكل متباعد)، فإن الحركة الجانبية للجناح بالنسبة للهواء ستضاف إلى تدفق الهواء العمودي السابق، مما يؤدي إلى تدفق هواء فوق الجناح بزاوية مع الحافة الأمامية. وتؤدي هذه الزاوية إلى انتقال تدفق الهواء لمسافة أكبر من الحافة الأمامية إلى الحافة الخلفية، وبالتالي يتم توزيع ضغط الهواء على مسافة أكبر (وبالتالي يقل عند أي نقطة معينة على السطح).
هذا السيناريو مماثل لتدفق الهواء الذي يتعرض له الجناح المائل أثناء تحركه عبر الهواء. يقابل تدفق الهواء فوق الجناح المائل الجناح بزاوية. ويمكن تقسيم هذه الزاوية إلى متجهين، أحدهما عمودي على الجناح، والآخر موازٍ للجناح. لا يؤثر التدفق الموازي للجناح عليه، ونظرًا لأن المتجه العمودي أقصر (أي أبطأ) من تدفق الهواء الفعلي، فإنه بالتالي يمارس ضغطًا أقل على الجناح. بعبارة أخرى، يتعرض الجناح لتدفق هواء أبطأ - وعند ضغوط أقل - من السرعة الفعلية للطائرة.
أحد العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار عند تصميم جناح عالي السرعة هو قابلية الانضغاط ، وهو التأثير الذي يؤثر على الجناح عندما يقترب ويمر عبر سرعة الصوت . جعلت التأثيرات السلبية الكبيرة لقابلية الانضغاط منها قضية أساسية لدى مهندسي الطيران. تساعد نظرية الكنس في التخفيف من آثار قابلية الانضغاط في الطائرات الأسرع من الصوت والأسرع من الصوت بسبب الضغوط المنخفضة. يسمح هذا بأن يكون رقم ماخ للطائرة أعلى من الرقم الذي يختبره الجناح بالفعل.
هناك أيضًا جانب سلبي لنظرية الكنس. يرتبط الرفع الناتج عن الجناح ارتباطًا مباشرًا بسرعة الهواء فوق الجناح. نظرًا لأن سرعة تدفق الهواء التي يتعرض لها الجناح المكنس أقل من سرعة الطائرة الفعلية، فإن هذا يصبح مشكلة أثناء مراحل الطيران البطيء، مثل الإقلاع والهبوط. كانت هناك طرق مختلفة لمعالجة المشكلة، بما في ذلك تصميم الجناح المتغير السقوط على Vought F-8 Crusader ، [25] والأجنحة المتأرجحة على طائرات مثل F-14 و F-111 و Panavia Tornado . [26] [27]
تصاميم متنوعة
يُستخدم مصطلح "الجناح المائل" عادةً بمعنى "المائل للخلف"، ولكن هناك أشكال أخرى للجناح المائل تشمل الجناح المائل للأمام والجناح المائل المتغير والجناح المائل الذي يتجه أحد جانبيه للأمام والآخر للخلف. كما يشتمل الجناح المثلث على نفس المزايا كجزء من تصميمه.
اكتساح للأمام

إن تحريك الجناح للأمام له نفس التأثير تقريبًا مثل تحريكه للخلف من حيث تقليل السحب، ولكنه يتمتع بمزايا أخرى من حيث التعامل مع السرعات المنخفضة حيث تختفي مشاكل توقف الطائرة ببساطة. في هذه الحالة يتدفق الهواء منخفض السرعة نحو جسم الطائرة، والذي يعمل كسياج جناح كبير جدًا. بالإضافة إلى ذلك، تكون الأجنحة أكبر عمومًا عند الجذر على أي حال، مما يسمح لها بالحصول على رفع أفضل عند السرعات المنخفضة.
ومع ذلك، فإن هذا الترتيب يعاني أيضًا من مشاكل استقرار خطيرة. حيث سيتوقف القسم الخلفي من الجناح أولاً مما يتسبب في حدوث لحظة انحدار تدفع الطائرة إلى مزيد من التوقف على غرار تصميم الجناح المائل للخلف. وبالتالي فإن الأجنحة المائلة للأمام غير مستقرة بطريقة مماثلة لمشاكل السرعة المنخفضة للجناح المائل التقليدي. ومع ذلك، على عكس الأجنحة المائلة للخلف، فإن الأطراف في التصميم المائل للأمام ستتوقف أخيرًا، مما يحافظ على التحكم في الانقلاب.
يمكن أن تتعرض الأجنحة المنحنية للأمام أيضًا لتأثيرات ثني خطيرة مقارنة بالأجنحة المنحنية للخلف والتي يمكن أن تلغي ميزة توقف الطرف إذا لم يكن الجناح صلبًا بدرجة كافية. في التصميمات المنحنية للخلف، عندما تقوم الطائرة بالمناورة عند عامل تحميل مرتفع ، فإن تحميل الجناح وهندسته يلويان الجناح بطريقة تخلق غسيلًا (يلوي الطرف الحافة الأمامية للأسفل). يقلل هذا من زاوية الهجوم عند الطرف، وبالتالي يقلل من عزم الانحناء على الجناح، فضلاً عن تقليل فرصة توقف الطرف إلى حد ما. [28] ومع ذلك، فإن نفس التأثير على الأجنحة المنحنية للأمام ينتج عنه تأثير غسيل يزيد من زاوية الهجوم مما يعزز توقف الطرف.
لا تسبب كميات صغيرة من الكنس مشاكل خطيرة، وقد تم استخدامها في مجموعة متنوعة من الطائرات لتحريك السارية إلى موقع مناسب، كما هو الحال في Junkers Ju 287 أو HFB 320 Hansa Jet . [29] [30] ومع ذلك، كان الكنس الأكبر المناسب للطائرات عالية السرعة، مثل المقاتلات، مستحيلًا بشكل عام حتى إدخال أنظمة الطيران بالأسلاك التي يمكن أن تتفاعل بسرعة كافية لتثبيط هذه عدم الاستقرار. كانت طائرة جرومان إكس-29 مشروعًا تجريبيًا لعرض التكنولوجيا مصممًا لاختبار الجناح المائل للأمام لتحسين القدرة على المناورة خلال الثمانينيات. [31] [32] تعد طائرة سوخوي سو-47 بيركوت طائرة عرض أخرى ملحوظة تنفذ هذه التكنولوجيا لتحقيق مستويات عالية من المرونة. [33] حتى الآن، لم يدخل أي تصميم مائل للأمام إلى الإنتاج.
تاريخ
التاريخ المبكر
كانت أولى الطائرات الناجحة تعتمد على التصميم الأساسي للأجنحة المستطيلة ذات الزوايا القائمة على جسم الطائرة. وهذا التصميم غير مستقر بطبيعته؛ فإذا تغير توزيع وزن الطائرة ولو قليلاً، فإن الجناح سوف يرغب في الدوران بحيث يتحرك مقدمته إلى الأعلى (يتحرك الوزن إلى الخلف) أو إلى الأسفل (إلى الأمام)، وهذا الدوران سوف يغير من تطور الرفع ويتسبب في تحركه إلى أبعد في هذا الاتجاه. ولجعل الطائرة مستقرة، فإن الحل الطبيعي هو وضع الوزن في أحد الطرفين وتعويض ذلك بقوة هبوطية معاكسة في الطرف الآخر - وهذا يؤدي إلى التصميم الكلاسيكي مع المحرك في المقدمة وأسطح التحكم في نهاية ذراع طويل مع الجناح في المنتصف. ومن المعروف منذ فترة طويلة أن هذا التصميم غير فعال. فالقوة الهبوطية لأسطح التحكم تحتاج إلى مزيد من الرفع من الجناح للتعويض. ويمكن تقليل مقدار القوة عن طريق زيادة طول الذراع، ولكن هذا يؤدي إلى المزيد من الاحتكاك الجلدي ووزن الذراع نفسه.
أدت هذه المشكلة إلى العديد من التجارب بتخطيطات مختلفة تلغي الحاجة إلى القوة الهابطة. ظهر أحد أشكال هندسة الأجنحة هذه قبل الحرب العالمية الأولى ، مما أدى إلى تصميمات مبكرة للأجنحة المكنسة. في هذا التخطيط، يكون الجناح مكنسًا بحيث تقع أجزاء منه بعيدًا أمام وخلف مركز الجاذبية (CoG)، مع وجود أسطح التحكم خلفه. والنتيجة هي توزيع للوزن مشابه للتخطيط الكلاسيكي، لكن قوة التحكم التعويضية لم تعد سطحًا منفصلاً بل جزءًا من الجناح، والذي كان سيوجد على أي حال. هذا يلغي الحاجة إلى هيكل منفصل، مما يجعل الطائرة أقل مقاومة وتتطلب رفعًا إجماليًا أقل لنفس مستوى الأداء. ألهمت هذه التخطيطات العديد من الطائرات الشراعية ذات الأجنحة الطائرة وبعض الطائرات التي تعمل بالطاقة خلال سنوات ما بين الحربين. [34]

كان أول من حقق الاستقرار هو المصمم البريطاني جيه دبليو دون الذي كان مهووسًا بتحقيق الاستقرار المتأصل في الطيران. لقد استخدم بنجاح الأجنحة المائلة في طائرته عديمة الذيل (والتي استخدمت بشكل حاسم الانجراف ) كوسيلة لخلق استقرار ثابت طولي إيجابي . [35] بالنسبة للطائرات منخفضة السرعة، يمكن استخدام الأجنحة المائلة لحل مشاكل مركز الجاذبية ، أو لتحريك ذراع الجناح إلى موقع أكثر ملاءمة، أو لتحسين الرؤية الجانبية من موضع الطيار. [34] بحلول عام 1905، كان دون قد بنى بالفعل طائرة شراعية نموذجية بأجنحة مائلة تليها طائرة دون دي.5 المزودة بمحرك ، وبحلول عام 1913 كان قد بنى متغيرات ناجحة تعمل بمحرك كانت قادرة على عبور القناة الإنجليزية . كانت طائرة دون دي.5 مستقرة ديناميكيًا هوائيًا بشكل استثنائي في ذلك الوقت، [36] وتم بيع دي .8 إلى سلاح الطيران الملكي ؛ كما تم تصنيعها بموجب ترخيص من ستارلينج بورجيس للبحرية الأمريكية من بين عملاء آخرين. [37]
توقف عمل دون مع بداية الحرب في عام 1914، ولكن بعد ذلك تبنت شركة GTR Hill في إنجلترا الفكرة، حيث صممت سلسلة من الطائرات الشراعية والطائرات وفقًا لإرشادات دون، ولا سيما سلسلة Westland-Hill Pterodactyl . [38] ومع ذلك، لم تلق نظريات دون قبولًا كبيرًا بين مصممي الطائرات وشركات الطيران الرائدة في ذلك الوقت. [39]
التطورات الألمانية

تم تطوير فكرة استخدام الأجنحة المائلة لتقليل السحب عالي السرعة في ألمانيا في ثلاثينيات القرن العشرين. في اجتماع مؤتمر فولتا عام 1935 في إيطاليا، اقترح أدولف بوسمان استخدام الأجنحة المائلة للطيران الأسرع من الصوت . وأشار إلى أن سرعة الهواء فوق الجناح يهيمن عليها المكون الطبيعي لتدفق الهواء، وليس سرعة التيار الحر، وبالتالي من خلال ضبط الجناح بزاوية، ستكون السرعة الأمامية التي تتشكل بها موجات الصدمة أعلى (لاحظ ماكس مونك نفس الشيء في عام 1924، وإن لم يكن في سياق الطيران عالي السرعة). [40] اقترح ألبرت بيتز على الفور أن نفس التأثير سيكون مفيدًا بنفس القدر في السرعة الأسرع من الصوت. [41] بعد العرض، رسم مضيف الاجتماع، أرتورو كروكو ، مازحًا "طائرة بوسمان المستقبلية" على ظهر قائمة الطعام بينما تناول الجميع العشاء. أظهر رسم كروكو تصميمًا كلاسيكيًا لطائرة مقاتلة من الخمسينيات من القرن العشرين، بأجنحة مائلة وسطح ذيل، على الرغم من أنه رسم أيضًا مروحة مائلة تعمل على تشغيلها. [40]
في ذلك الوقت، لم تكن هناك طريقة لتزويد طائرة بهذه السرعات، وحتى أسرع الطائرات في ذلك العصر كانت تقترب فقط من 400 كم/ساعة (249 ميلاً في الساعة). كان العرض موضع اهتمام أكاديمي إلى حد كبير، وسرعان ما تم نسيانه. حتى الحاضرين البارزين بما في ذلك ثيودور فون كارمان وإيستمان جاكوبس لم يتذكروا العرض بعد 10 سنوات عندما أعيد تقديمه لهم. [42]
أجرى هوبرت لودفيج من فرع الديناميكا الهوائية عالية السرعة في AVA غوتنغن في عام 1939 أول اختبارات نفق الرياح للتحقيق في نظرية بوسمان. [7] تم اختبار جناحين، أحدهما بدون اكتساح، والآخر بزاوية 45 درجة من الاكتساح عند أرقام ماخ 0.7 و 0.9 في نفق الرياح 11 × 13 سم. أكدت نتائج هذه الاختبارات تقليل السحب الذي توفره الأجنحة المكنسة بسرعات فوق صوتية. [7] تم إبلاغ نتائج الاختبارات إلى ألبرت بيتز الذي نقلها بعد ذلك إلى ويلي ميسرشميت في ديسمبر 1939. تم توسيع الاختبارات في عام 1940 لتشمل أجنحة بزاوية 15 و 30 و -45 درجة من الاكتساح وأرقام ماخ تصل إلى 1.21. [7]
مع إدخال الطائرات النفاثة في النصف الأخير من الحرب العالمية الثانية ، أصبح الجناح المائل قابلاً للتطبيق بشكل متزايد لتلبية الاحتياجات الديناميكية الهوائية على النحو الأمثل. عانت الطائرة الألمانية Messerschmitt Me 262 التي تعمل بمحركات نفاثة وطائرة Messerschmitt Me 163 التي تعمل بمحركات صاروخية من تأثيرات الانضغاط التي جعلت من الصعب للغاية التحكم في كلتا الطائرتين بسرعات عالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن السرعات تضعهما في نظام السحب الموجي ، وأي شيء يمكن أن يقلل من هذا السحب من شأنه أن يزيد من أداء طائراتهما، ولا سيما أوقات الطيران القصيرة بشكل سيئ السمعة والتي تقاس بالدقائق. أدى هذا إلى برنامج تحطم لتقديم تصميمات جديدة للأجنحة المائلة، لكل من المقاتلات وكذلك القاذفات . تم تصميم Blohm & Voss P 215 للاستفادة الكاملة من الخصائص الديناميكية الهوائية للجناح المائل؛ ومع ذلك، تم تلقي طلب لثلاثة نماذج أولية قبل أسابيع فقط من نهاية الحرب ولم يتم بناء أي أمثلة على الإطلاق. [43] كانت طائرة فوك-وولف تا 183 تصميمًا آخر لمقاتلة ذات أجنحة مائلة، ولكن لم يتم إنتاجها أيضًا قبل نهاية الحرب. [44] في فترة ما بعد الحرب، طور كيرت تانك تا 183 إلى IAe Pulqui II ، لكن هذا لم ينجح. [45]
تم بناء نموذج أولي لطائرة اختبار، Messerschmitt Me P.1101 ، للبحث في المقايضات بين التصميم وتطوير القواعد العامة حول زاوية الكنس التي يجب استخدامها. [46] عندما اكتمل بنسبة 80٪، تم الاستيلاء على P.1101 من قبل القوات الأمريكية وإعادتها إلى الولايات المتحدة ، حيث تم إجراء البحث على نسختين إضافيتين بمحركات أمريكية الصنع باسم Bell X-5 . [47] كانت تجربة ألمانيا في زمن الحرب مع الأجنحة المكنسة وقيمتها العالية للطيران الأسرع من الصوت في تناقض قوي مع الآراء السائدة لخبراء الحلفاء في ذلك العصر، الذين تبنوا عمومًا اعتقادهم باستحالة سفر المركبات المأهولة بهذه السرعات. [48]
التطورات بعد الحرب

خلال فترة ما بعد الحرب مباشرة، كانت العديد من الدول تجري أبحاثًا حول الطائرات عالية السرعة. في المملكة المتحدة، بدأ العمل خلال عام 1943 على Miles M.52 ، وهي طائرة تجريبية عالية السرعة مزودة بجناح مستقيم تم تطويرها بالاشتراك مع شركة Power Jets التابعة لفرانك ويتل ، ومؤسسة الطائرات الملكية (RAE) في فارنبورو ، والمختبر الفيزيائي الوطني . [49] كان من المتصور أن تكون M.52 قادرة على تحقيق 1000 ميل في الساعة (1600 كم / ساعة) في رحلة مستوية، مما يتيح للطائرة أن تكون أول طائرة تتجاوز سرعة الصوت في العالم. [49] في فبراير 1946، توقف البرنامج فجأة لأسباب غير واضحة. [50] ومنذ ذلك الحين أصبح من المعترف به على نطاق واسع أن إلغاء M.52 كان بمثابة انتكاسة كبيرة في التقدم البريطاني في مجال التصميم الأسرع من الصوت. [34]
كان برنامج آخر أكثر نجاحًا هو Bell X-1 الأمريكية ، والتي كانت مجهزة أيضًا بجناح مستقيم. وفقًا لرئيس قسم الديناميكا الهوائية في مايلز دينيس بانكروفت، فقد مُنحت شركة Bell Aircraft حق الوصول إلى الرسومات والأبحاث الخاصة بـ M.52. [51] في 14 أكتوبر 1947، قامت Bell X-1 بأول رحلة مأهولة أسرع من الصوت ، بقيادة الكابتن تشارلز "تشاك" ييجر ، بعد أن تم إطلاقها من حاوية القنابل في طائرة بوينج B-29 Superfortress وحققت سرعة قياسية بلغت 1.06 ماخ (700 ميل في الساعة (1100 كم / ساعة؛ 610 عقدة)). [34] فاجأت أخبار طائرة أسرع من الصوت ذات الأجنحة المستقيمة الناجحة العديد من خبراء الطيران على جانبي المحيط الأطلسي، حيث كان يُعتقد بشكل متزايد أن تصميم الجناح المائل ليس مفيدًا للغاية فحسب، بل إنه ضروري أيضًا لكسر حاجز الصوت. [48]

خلال السنوات الأخيرة من الحرب العالمية الثانية، بدأ مصمم الطائرات السير جيفري دي هافيلاند تطوير طائرة دي هافيلاند كوميت ، والتي ستصبح أول طائرة ركاب نفاثة في العالم. كان أحد الاعتبارات التصميمية المبكرة هو ما إذا كان سيتم تطبيق تكوين الجناح المائل الجديد. [52] وبالتالي، طورت الشركة طائرة تجريبية لاستكشاف التكنولوجيا، وهي دي هافيلاند دي إتش 108 ، في عام 1944، برئاسة مهندس المشروع جون كارفر ميدوز فروست مع فريق من 8-10 رسامين ومهندسين. تتكون دي إتش 108 بشكل أساسي من اقتران جسم الطائرة الأمامي لطائرة دي هافيلاند فامباير بجناح مائل وذيل عمودي صغير؛ كانت أول طائرة نفاثة بريطانية بجناح مائل، والمعروفة بشكل غير رسمي باسم "السنونو". [53] حلقت لأول مرة في 15 مايو 1946، بعد ثمانية أشهر فقط من الموافقة على المشروع. طيار الاختبار في الشركة وابن صانع الطائرة، جيفري دي هافيلاند جونيور ، طار بأول طائرة من ثلاث طائرات ووجدها سريعة للغاية - سريعة بما يكفي لمحاولة تسجيل رقم قياسي عالمي في السرعة. في 12 أبريل 1948، سجلت طائرة DH108 رقمًا قياسيًا عالميًا للسرعة عند 973.65 كم / ساعة (605 ميل في الساعة)، وأصبحت بعد ذلك أول طائرة نفاثة تتجاوز سرعة الصوت. [54]
في نفس الإطار الزمني تقريبًا، قدمت وزارة الطيران برنامجًا للطائرات التجريبية لفحص تأثيرات الأجنحة المائلة، بالإضافة إلى تكوين جناح الدلتا . [55] علاوة على ذلك، حدد سلاح الجو الملكي (RAF) زوجًا من الطائرات المقاتلة المقترحة المجهزة بأجنحة مائلة من Hawker Aircraft و Supermarine ، Hawker Hunter و Supermarine Swift على التوالي، وضغط بنجاح على الطلبات ليتم وضعها "خارج لوحة الرسم" في عام 1950. [56] في 7 سبتمبر 1953، حطمت طائرة Hunter Mk 3 الوحيدة (النموذج الأولي المعدل، WB 188 ) التي طار بها نيفيل ديوك الرقم القياسي العالمي لسرعة الهواء للطائرات التي تعمل بالطاقة النفاثة، حيث بلغت سرعة 727.63 ميلاً في الساعة (1171.01 كم / ساعة) فوق ليتلهامبتون ، غرب ساسكس . [57] ظل هذا الرقم القياسي العالمي قائمًا لمدة تقل عن ثلاثة أسابيع قبل أن يتم تحطيمه في 25 سبتمبر 1953 بواسطة منافس هانتر المبكر، سوبرمارين سويفت، التي كان يقودها مايكل ليثجو. [58]
في فبراير 1945، بدأ مهندس ناسا روبرت تي جونز في النظر إلى أجنحة دلتا شديدة الانحناء وأشكال V، واكتشف نفس التأثيرات التي اكتشفها بوسمان. أنهى تقريرًا مفصلاً عن المفهوم في أبريل، لكنه وجد أن عمله تعرض لانتقادات شديدة من قبل أعضاء آخرين في ناسا لانجلي ، ولا سيما ثيودور ثيودورسن، الذي أشار إليه باسم "الخدعة" وطالب ببعض "الرياضيات الحقيقية". [40] ومع ذلك، كان جونز قد أمّن بالفعل بعض الوقت لنماذج الطيران الحر تحت إشراف روبرت جيلروث ، الذي قُدِّمت تقاريره في نهاية مايو وأظهرت انخفاضًا في السحب بمقدار أربعة أضعاف عند السرعات العالية. تم تجميع كل هذا في تقرير نُشر في 21 يونيو 1945، وأُرسل إلى الصناعة بعد ثلاثة أسابيع. [59] ومن عجيب المفارقات أنه بحلول هذه المرحلة كان عمل بوسمان قد تم تداوله بالفعل.

في مايو 1945، وصلت عملية Paperclip الأمريكية إلى براونشفايغ ، حيث اكتشف أفراد أمريكيون عددًا من نماذج الأجنحة المكنسة وكتلة من البيانات الفنية من أنفاق الرياح. كان أحد أعضاء الفريق الأمريكي جورج إس. شيرير ، الذي كان يعمل في ذلك الوقت في شركة بوينج. قام على الفور بإرسال خطاب إلى بن كوهن في بوينج، لإبلاغه بقيمة مفهوم الجناح المكنس. [60] [61] كما أخبر كوهن بتوزيع الخطاب على شركات أخرى أيضًا، على الرغم من أن بوينج ونورث أمريكان فقط استخدماه على الفور. [ بحاجة لمصدر ]
كانت شركة بوينج في خضم تصميم طائرة بي-47 ستراتوجيت ، وكان الطراز 424 الأولي عبارة عن تصميم بجناح مستقيم مشابه للطرازات بي-45 وبي -46 وبي -48 التي تنافست معها. اقترح التحليل الذي أجراه مهندس شركة بوينج فيك جانزر زاوية انحناء مثالية تبلغ حوالي 35 درجة. [62] وبحلول سبتمبر 1945، تم دمج بيانات براونشفايغ في التصميم، والذي ظهر مرة أخرى باسم الطراز 448، وهو تصميم أكبر بستة محركات بأجنحة أكثر قوة بزاوية 35 درجة. [40] نقلت عملية إعادة عمل أخرى المحركات إلى حاويات مثبتة على دعامات أسفل الأجنحة بسبب مخاوف من أن الفشل غير المقيد لمحرك داخلي يمكن أن يدمر الطائرة إما عن طريق الحريق أو الاهتزاز. [63] تم الإشادة بالطائرة بي-47 الناتجة باعتبارها الأسرع في فئتها في العالم خلال أواخر الأربعينيات، [64] وتغلبت على المنافسة ذات الأجنحة المستقيمة. منذ ذلك الحين، تم اعتماد صيغة النقل النفاث لشركة بوينج التي تتكون من أجنحة مائلة ومحركات مثبتة على الأبراج على نطاق واسع. [ بحاجة لمصدر ]
في المقاتلات، كانت شركة نورث أميركان أفياشن في خضم العمل على مقاتلة بحرية ذات أجنحة مستقيمة تعمل بمحركات نفاثة، كانت تُعرف آنذاك باسم FJ-1 ؛ وقد قُدِّمت لاحقًا إلى القوات الجوية للولايات المتحدة باسم XP-86 . [65] درس لاري جرين، الذي كان يستطيع قراءة اللغة الألمانية، تقارير بوسمان وأقنع الإدارة بالسماح بإعادة التصميم بدءًا من أغسطس 1945. [40] [66] [67] سمح أداء طائرة F-86A بتسجيل أول العديد من الأرقام القياسية العالمية الرسمية للسرعة ، حيث بلغت 671 ميلاً في الساعة (1080 كم / ساعة) في 15 سبتمبر 1948، وقادها الرائد ريتشارد إل جونسون . [68] مع ظهور ميج 15، تم دفع طائرة F-86 إلى القتال، بينما تم تهميش الطائرات ذات الأجنحة المستقيمة مثل Lockheed P-80 Shooting Star و Republic F-84 Thunderjet بسرعة لمهام الهجوم الأرضي. تم إعادة تصميم بعضها لاحقًا، مثل F-84 و Grumman F-9 Cougar ، بأجنحة مائلة من طائرات ذات أجنحة مستقيمة. [69] [70] تم تصميم الطائرات اللاحقة، مثل North American F-100 Super Sabre ، بأجنحة مائلة منذ البداية، على الرغم من أن الابتكارات الإضافية مثل الحارق اللاحق وقاعدة المساحة وأسطح التحكم الجديدة ستكون ضرورية لإتقان الطيران الأسرع من الصوت. [71] [12]

كان الاتحاد السوفييتي سريعًا أيضًا في التحقيق في مزايا الأجنحة المكنسة في الطائرات عالية السرعة، عندما انتشرت نظيراتها من "تكنولوجيا الطيران التي تم الاستيلاء عليها" للحلفاء الغربيين عبر الرايخ الثالث المهزوم. طُلب من أرتيم ميكويان من قبل قسم أبحاث الطيران في TsAGI التابع للحكومة السوفيتية تطوير طائرة اختبار للبحث في فكرة الجناح المكنس - وكانت النتيجة هي طائرة ميج-8 أوتكا ذات التصميم غير المعتاد في أواخر عام 1945 ، مع أجنحتها الموجودة في الخلف والتي تم مسحها للخلف لهذا النوع من البحث. [72] تم تطبيق الجناح المكنس على ميج-15 ، وهي مقاتلة مبكرة تعمل بمحركات نفاثة، وتفوقت سرعتها القصوى البالغة 1075 كم / ساعة (668 ميلاً في الساعة) على الطائرات النفاثة الأمريكية ذات الأجنحة المستقيمة والمقاتلات ذات المحركات المكبسية التي تم نشرها في البداية خلال الحرب الكورية . [73] يُعتقد أن ميج-15 كانت واحدة من أكثر الطائرات النفاثة إنتاجًا ؛ سيتم تصنيع ما يزيد عن 13000 وحدة في النهاية. [74]
كانت طائرة ميج-15، التي لم تتمكن من تجاوز سرعة 0.92 ماخ بأمان، بمثابة الأساس لطائرة ميج-17 ، والتي صُممت لتكون قابلة للتحكم عند أرقام ماخ أعلى. [75] تغيرت زاوية جناحها، 45 درجة بالقرب من جسم الطائرة (مثل طائرة إف-100 سوبر سابر )، إلى 42 درجة للجزء الخارجي من الجناح. [76] تميز مشتق آخر من التصميم، المسمى ميج-19 ، بجناح رفيع نسبيًا مناسب للطيران الأسرع من الصوت والذي تم تصميمه في معهد تساجي، المعهد السوفييتي المركزي للهيدروديناميكية الهوائية ؛ تم إرجاعه بزاوية 55 درجة، وتميز هذا الجناح بسياج جناح واحد على كل جانب. [77] تميزت النسخة المتخصصة للارتفاعات العالية، ميج-19 إس في، من بين تغييرات أخرى، بغطاء قابل للتعديل لتوليد رفع أكبر على ارتفاعات أعلى، مما يساعد على زيادة سقف الطائرة من 17500 متر (57400 قدم) إلى 18500 متر (60700 قدم). [78] [79]
كما حصلت شركة تصنيع الطائرات السويدية SAAB على أبحاث الجناح المائل الألمانية ، بمساعدة مهندسي Messerschmitt السابقين الذين فروا إلى سويسرا في أواخر عام 1945. [80] [81] في ذلك الوقت، رأت شركة SAAB الحاجة إلى تحقيق تقدم في مجال الطيران، وخاصة في مجال الدفع النفاث الجديد. [82] قامت الشركة بدمج كل من المحرك النفاث والجناح المائل لإنتاج مقاتلة Saab 29 Tunnan ؛ في 1 سبتمبر 1948، أجرى النموذج الأولي رحلته الأولى، والتي قادها الطيار التجريبي الإنجليزي S / L Robert A. 'Bob' Moore، DFC and bar، [83] على الرغم من عدم شهرتها خارج السويد، كانت Tunnan أول مقاتلة في أوروبا الغربية يتم تقديمها بمثل هذا التكوين للجناح. [84] [85] وبالتوازي مع ذلك، طورت شركة SAAB أيضًا طائرة أخرى ذات جناح مائل، وهي Saab 32 Lansen ، لتكون في المقام الأول بمثابة طائرة هجومية قياسية في السويد. [86] كان جناحها، الذي كان له شكل رقائقي بنسبة 10 في المائة وزاوية 35 درجة، يتميز بسياج مثلث بالقرب من جذور الجناح من أجل تحسين تدفق الهواء عندما كانت الطائرة تحلق بزاوية هجوم عالية . [86] [87] في 25 أكتوبر 1953، وصلت طائرة SAAB 32 Lansen إلى رقم ماخ لا يقل عن 1.12 أثناء الغوص الضحل، متجاوزة حاجز الصوت . [87]
أظهرت نجاحات طائرات مثل هوكر هنتر، وبي-47، وإف-86 قيمة أبحاث الجناح المكنسة المكتسبة من ألمانيا. في النهاية، ستتضمن جميع جهود التصميم المتقدمة للطائرات عالية السرعة تقريبًا جناحًا بحافة أمامية مكنسة، إما بجناح مكنس أو جناح دلتا . تستمر طائرة بوينج بي-52، المصممة في الخمسينيات من القرن الماضي، في الخدمة كقاذفة ثقيلة طويلة المدى دون سرعة الصوت. [ 88] [89] في حين لم يضاه السوفييت أداء بوينج بي-52 ستراتوفورتريس بطائرة نفاثة، فإن قاذفة توبوليف تو-95 التوربينية العابرة للقارات بسرعتها القصوى القريبة من فئة الطائرات النفاثة والتي تبلغ 920 كم / ساعة، والتي تجمع بين الأجنحة المكنسة والدفع بالمروحة، تظل أيضًا في الخدمة اليوم، كونها أسرع طائرة إنتاج تعمل بالمروحة. [90] في بريطانيا، دخلت قاذفتان بجناحين مائلين الخدمة، وهما فيكرز فاليانت (1955) [91] وهاندلي بيج فيكتور (1958). [92]
بحلول أوائل الخمسينيات من القرن العشرين، كان لكل مقاتلة جديدة تقريبًا جناح مائل. وبحلول الستينيات، تبنت معظم الطائرات المدنية أيضًا أجنحة مائلة. استخدمت معظم التصميمات المبكرة فوق الصوتية والأسرع من الصوت مثل ميج 19 وإف 100 أجنحة طويلة ومائلة للغاية. ستصل الأجنحة المائلة إلى ماخ 2 على باك لايتنينج وجمهورية إف 105 ثاندرتشيف ، المصممة للعمل على مستوى منخفض وبسرعة عالية جدًا في المقام الأول للضربة النووية، ولكن مع قدرة ثانوية على الطيران جو-جو. [93] بحلول أواخر الستينيات، تم استخدام ماكدونيل إف 4 فانتوم 2 بأعداد كبيرة من قبل القوات الجوية المتأثرة بالولايات المتحدة. تم استخدام أجنحة الهندسة المتغيرة في الطائرات الأمريكية إف 111 وجرومان إف 14 توم كات والسوفييتية ميكويان ميج 27 ، على الرغم من التخلي عن الفكرة لتصميم إس إس تي الأمريكي. بعد سبعينيات القرن العشرين، استخدمت معظم مقاتلات الجيل الأحدث المُحسَّنة للمناورة القتالية الجوية منذ طائرة F-15 التابعة للقوات الجوية الأمريكية وطائرة ميكويان ميج-29 السوفيتية أجنحة ثابتة قصيرة المدى نسبيًا مع مساحة جناح كبيرة نسبيًا. [ بحاجة لمصدر ]
انظر أيضا
- جناح دلتا
- ثيودور فون كارمان ، أول من أدرك أهمية الجناح المكنوس [94]
- جناح شبه منحرف
- تكوين الجناح
مراجع
الاستشهادات
- ^ تصميم الطائرة، دارول ستينتون 1983، ISBN 0 632 01877 1 ، ص 142
- ^ ab Design For Air Combat، راي ويتفورد 1987، ISBN 0 7106 0426 2 ، ص. 42
- ^ فهم الديناميكا الهوائية من خلال الحجج من الفيزياء الحقيقية، دوج ماكلين 2013، ISBN 978 1 119 96751 4 ، ص 444
- ^ أداء وتصميم الطائرات، جون د. أندرسون جونيور. 1999، ISBN 0 07 001971 1 ، ص. 422
- ^ أساسيات الطيران الطبعة الثانية، ريتشارد س. شيفيل 1989، ISBN 0 13 339060 8 ، ص 200
- ^ أساسيات الطيران، الطبعة الثانية، ريتشارد س. شيفيل ISBN 0 13 339060 8 ، ص 200
- ^ abcd ماير، هانز أولريش، محرر تطوير الجناح المائل 1935-1945 ، مكتبة الطيران التابعة للرابطة الدولية للطائرات، 2010. نُشر أصلاً باللغة الألمانية تحت عنوان Die deutsche Luftahrt Die Pfeilflügelentwicklung in Deutschland bis 1945 ، دار نشر برنارد آند جرايف، 2006.
- ^ شيفيل، ريتشارد، "سمات التصميم الديناميكي الهوائي"، ملخص تصميم طائرة دي سي-8، 22 فبراير 1957.
- ^ دون، أورفيل ر.، "خصائص طيران طائرة دي سي-8"، ورقة جمعية مهندسي السيارات رقم 237أ، قدمت في الاجتماع الوطني للملاحة الجوية لجمعية مهندسي السيارات، لوس أنجلوس كاليفورنيا، أكتوبر 1960.
- ^ "تصميم الجناح الأسرع من الصوت: يصبح مخروط الماخ منحرفًا بشكل متزايد للخلف مع زيادة أرقام الماخ." أرشيف 30 سبتمبر 2007 على موقع واي باك مشين لجنة الطيران المئوية، 2003. تم الاسترجاع: 1 أغسطس 2011.
- ^ Haack, Wolfgang. "Heinzerling, Supersonic Area Rule" (بالألمانية)، ص 39. أرشيف 27 مارس 2009 على موقع واي باك مشين bwl.tu-darmstadt.de.
- ^ "رقصة السيف القاتلة". historynet.com. 11 يوليو 2011. تم الاسترجاع 11 نوفمبر 2020 .
- ^ إيفز، بورل. "كتاب أغاني بورل إيفز". دار نشر بالانتين، نيويورك، نوفمبر 1953، الصفحة 240.
- ^ غونستون 1995، ص 188.
- ^ ويتكومب 2002، ص 89-91.
- ^ بروكس 2011، ص 6-7.
- ^ Lee, GH "الديناميكا الهوائية للجناح الهلالي". Flight ، 14 مايو 1954، ص 611-612.
- ^ الديناميكا الهوائية للرفع العالي، بقلم AMO Smith، شركة McDonnell Douglas Corporation، لونغ بيتش، يونيو 1975، محفوظ في 7 يوليو 2011 على موقع Wayback Machine
- ^ Handley Page, F. (22 December 1921), "Developments In Aircraft Design By The Use Of Slotted Wings", Flight , vol. XIII, no. 678, p. 844, archived from the original on 3 November 2012 – via Flightglobal Archive
- ^ بيركنز، كورتلاند؛ هاج، روبرت (1949). أداء الطائرة واستقرارها والتحكم فيها ، الفصل الثاني، جون وايلي وأولاده. ISBN 0-471-68046-X .
- ^ Lee, Gwo-Bin. "التحكم في الدوامات المتطورة على جناح دلتا بواسطة أجهزة استشعار ومشغلات دقيقة" (PDF) . المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية . تم الاسترجاع في 18 أكتوبر 2018 .
- ^ تأثيرات تعديلات حافة الجناح الأمامية على طائرة طيران عام منخفضة الأجنحة بالحجم الكامل. ناسا TP، 2011.
- ^ "Google Scholar".
- ^ سيرز، ويليام ريس، قصص من حياة القرن العشرين ، دار بارابوليك للنشر، ستانفورد كاليفورنيا، 1994
- ^ بيوركمان، إيلين. المقاتلون المسلحون. الهواء والفضاء، نوفمبر 2015. ص 62.
- ^ Woolridge, Capt. ET, ed. Into the Jet Age: Conflict and Change in Naval Aviation 1945–1975, an Oral History . أنابوليس، ماريلاند: Naval Institute Press، 1995. ISBN 1-55750-932-8 .
- ^ سبيك، جرين وسوانبورو 2001، ص 33.
- ^ "أجنحة مائلة للأمام". Homebuiltairplanes. تم الاسترجاع: 1 أغسطس 2011.
- ^ Bedell, Peter A. "نظرة سريعة: طائرة هانزا جيت: كانت طائرة "ليرجيت الألمانية" تقدمية التفكير، ولكنها محكوم عليها بالفشل." aopa.org ، 1 فبراير 2017.
- ^ سويتمان، بيل. "مفاجأة تقنية يونكرز جو 287، طراز 1945". أسبوع الطيران ، 1 سبتمبر 1914.
- ^ جرين 1970، ص 493-496.
- ^ جيرس-باهل، أندرياس، محرر (1995). "طائرات إكس: من إكس-1 إلى إكس-34". AIS.org . تم الاسترجاع في 1 سبتمبر 2009 .
- ^ جاكسون 2000، ص 457-458.
- ^ abcd Hallion, Richard, P. "The NACA, NASA, and the Supersonic-Hypersonic Frontie r" (PDF) . ناسا . خادم التقارير الفنية لوكالة ناسا . تم الاسترجاع في 7 سبتمبر 2011 .
{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ بولسن، سي إم "Tailless Trials." Flight ، 27 مايو 1943، ص 556-558. تم الاسترجاع: 1 أغسطس 2014.
- ^ بولسن، سي إم (27 مايو 1943). "Tailless Trials". Flight : 556–58 . تم الاسترجاع في 27 فبراير 2008 .
- ^ لويس 1962، ص 228-229
- ^ ستورتيفانت 1990، ص 45.
- ^ "العدد 9 - طائرة إف-86 سيبر من إنتاج شركة نورث أميركان: تقنية الجناح المائل". مجلة كلاسيكيات الطيران. مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2013.
- ^ abcde أندرسون، جون د. الابن. تاريخ الديناميكا الهوائية . نيويورك: ماكجرو هيل، 1997، ص 424.
- ^ "تعليق هانز فون أوهاين أثناء المحادثات العامة مع فرانك ويتل، ص 28." محفوظ في 9 ديسمبر 2007 على موقع واي باك مشين ascho.wpafb.af.mil. تم الاسترجاع: 1 أغسطس 2011.
- ^ أندرسون 1997، ص 423-424.
- ^ هيرمان بولمان. Chronik Eines Flugzeugwerkes 1932–1945 ، الانطباع الثاني، Motorbuch، 1982، ص 190-193.
- ^ ميرا 1999، ص 4.
- ^ Waligorski, Martin. "Pulqui: Argentina's Jet Adventure." Camouflage & Markings : IPMS Stockholm , 22 September 2006. Retrieved: 27 April 2010.
- ^ كريستوفر 2013، ص 157-160.
- ^ وينشستر 2005، ص 37.
- ^ ab Ley, Willy (نوفمبر 1948). "The 'Brickwall' in the Sky". Astounding Science Fiction . ص 78-99.
- ^ ab Wood 1975، ص 29.
- ^ وود 1975، ص 34-35.
- ^ وود 1975، ص 36.
- ^ ديفيز وبيرتلز 1999، ص 10.
- ^ وينشستر 2005، ص 78.
- ^ "نعي إريك "وينكل" براون". الغارديان . 22 فبراير 2016. تم الاسترجاع في 13 أغسطس 2016 .
- ^ باتلر 2007، ص 52.
- ^ وود 1975، ص 43-46.
- ^ "الفائزون بجائزة R.Ae.C." Flight International ، 5 فبراير 1954. تم الاسترجاع: 3 نوفمبر 2009.
- ^ "هل تحطم الرقم القياسي للسرعة مرة أخرى؟" ساسكاتون ستار فينيكس، 25 سبتمبر 1953.
- ^ "أشكال تصميم الجناح للطيران عالي السرعة". NACA TN-1033. تم الاسترجاع: 24 يوليو 2011.
- ^ فون كارمان، الديناميكا الهوائية: موضوعات مختارة في ضوء تطوراتها التاريخية ، 1954.
- ^ غونستون وجيلكريست 1993، ص 39-40.
- ^ كوك 1991، ص 152.
- ^ غونستون وجيلكريست 1993، ص 40.
- ^ فريزر نوفمبر 1949، ص 139.
- ^ Werrell 2005، ص 5.
- ^ Lednicer, David. "The Incomplete Guide to Airfoil Usage." أرشيف 20 أبريل 2010 على موقع Wayback Machine ae.illinois.edu، 15 أكتوبر 2010. تم الاسترجاع: 19 يوليو 2011.
- ^ رادينجر وشيك 1996، ص 32.
- ^ فاغنر 1963، [ الصفحة المطلوبة ] .
- ^ Knaack 1978، ص 42.
- ^ كينزي 1983، ص 4.
- ^ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) في 17 يوليو 2013 . تم استرجاعها في 4 نوفمبر 2017 .
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link) - ^ غونستون 1995، ص 184.
- ^ سيدوف وبريتون 2014، ص 554.
- ^ "Mikoyan-Gurevich MiG-15 (Ji-2) Fagot B.", متحف سميثسونيان الوطني للطيران والفضاء ، مؤرشف من الأصل في 20 ديسمبر 2015
- ^ سويتمان 1984، ص 11.
- ^ كروسبي 2002، ص 212.
- ^ جوردون 1997، ص 124.
- ^ بيلياكوف ومارمين 1994، ص 225 – 227.
- ^ غونستون 1995، ص 197-198.
- ^ إيريكس وآخرون. 1988، ص 37.
- ^ دور 2013، ص 237.
- ^ Widfeldt 1966، ص 3.
- ^ الرحلة 1950، ص 558.
- ^ بوين 2002، ص 547.
- ^ "1940s." Saab ، تم استرجاعه: 27 مارس 2016.
- ^ اب صعب 30 ديسمبر 1960، ص. 1017.
- ^ ab Gunston and Gilchrist 1993، ص 135.
- ^ "B-52 Stratofortress – القوات الجوية الأمريكية – عرض ورقة الحقائق". af.mil .
- ^ تريفيثيك، جوزيف (19 فبراير 2015). "سألعن، لا تزال طائرات B-52 هذه قادرة على الطيران". Medium .
- ^ بيري، دومينيك (19 ديسمبر 2014). "القوات الجوية الروسية تتسلم أولى قاذفات توبوليف الحديثة". فلايت جلوبال . لندن. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2015. تم الاسترجاع في 20 نوفمبر 2015 .
- ^ أندروز ومورجان 1988، ص 439.
- ^ بارنز 1976، ص 503.
- ^ طائرات القتال العالمية، ويليام جرين 1964، الطبعة الرابعة، ماكدونالد وشركاه (ناشرون) المحدودة، جلف هاوس، 2 بورتمان ستريت، لندن، دبليو 1، ص 214
- ^ الديناميكا الهوائية مواضيع مختارة في ضوء تطورها التاريخي. منشورات دوفر، نيويورك، 2004. ISBN 0-486-43485-0
فهرس
- أندرسون، جون د. جونيور. تاريخ الديناميكا الهوائية . نيويورك: ماكجرو هيل، 1997.
- أندروز، سي إف وإريك بي مورجان. طائرات فيكرز منذ عام 1908. لندن: بوتنام، 1988. ISBN 978-0851778150 .
- بارنز، سي إتش هاندلي بيج الطائرات منذ عام 1907. لندن: بوتنام، 1976. ISBN 0-370-00030-7 .
- Belyakov, RA و Marmain, J. MiG: Fifty Years of Secret Aircraft Design . شروزبري، المملكة المتحدة: Airlife Publishing، 1994. ISBN 1-85310-488-4 .
- بلاكمان، توني. طيار اختبار فولكان: تجربتي في قمرة القيادة لأيقونة الحرب الباردة. لندن: جراب ستريت، 2007. ISBN 978-1-904943-88-4 .
- بوين، والتر جيه. الحرب الجوية: موسوعة دولية، المجلد 1. ABC-CLIO، 2002. ISBN 1-5760-7345-9 .
- بروكس، أندرو. وحدات فيكتور في الحرب الباردة. دار أوسبري للنشر، 2011. ISBN 1-84908-339-8 .
- باتلر، توني. "Avro Type 698 Vulcan (قاعدة البيانات)." مجلة الطائرات، المجلد 35، العدد 4، العدد 408، أبريل 2007.
- كريستوفر، جون (1 يونيو 2013). سباق طائرات هتلر إكس: مهمة بريطانيا عام 1945 للاستيلاء على تكنولوجيا سلاح الجو الألماني السرية . دار نشر هيستوري. ص 157-160. رقم ISBN 978-0752464572.
- كوك، ويليام هـ. الطريق إلى 707: القصة الداخلية لتصميم 707. بيلفيو، واشنطن: دار نشر TYC، 1991. ISBN 0-962960500 .
- كروسبي، فرانسيس. الطائرات المقاتلة . لندن: لورينز بوكس، 2002. ISBN 0-7548-0990-0 .
- ديفيز، جلين (2014). من ليساندر إلى لايتنينج تيدي بيتر، مصمم طائرات . دار نشر التاريخ. رقم ISBN 9780752492117.
- ديفيز، ريج وفيليب جيه بيرتلز. المذنب: أول طائرة ركاب نفاثة في العالم. ماكلين، فرجينيا: دار نشر بالادور، 1999. رقم ISBN 1-888962-14-3 .
- دور، روبرت ف. محاربة طائرات هتلر النفاثة: القصة غير العادية للطيارين الأمريكيين الذين هزموا القوات الجوية الألمانية وهزموا ألمانيا النازية. شركة إم بي آي للنشر، 2013. رقم ISBN 1-6105-8847-9 .
- إريكس، رولف وآخرون. قصة ساب سكانيا . ستوكهولم: ستريفرت وشركاه، 1988. ISBN 91-7886-014-8 .
- فريزر، جيم. "أقود أسرع قاذفة قنابل في العالم". مجلة Popular Science ، نوفمبر 1949. المجلد 155، العدد 5. ص 139-142. ISSN 0161-7370.
- جوردون، يفيم. "طرازات ميكويان ميج-19". أجنحة الشهرة ، المجلد 9، 1997. ص 116-149. ISSN 1361-2034. ISBN 1-86184-001-2 .
- جرين، ويليام (1970). طائرات حربية للرايخ الثالث . نيويورك: دبلداي. ISBN 978-0-385-05782-0.
- جانستون، بيل. موسوعة أوسبري للطائرات الروسية: 1875-1995 . لندن: أوسبري إيروسبيس، 1996. ISBN 1-85532-405-9 .
- جانستون، بيل وبيتر جيلكريست. القاذفات النفاثة: من طائرة مسرشميت مي 262 إلى طائرة الشبح بي-2 . أوسبري، 1993. رقم ISBN 1-85532-258-7 .
- سيدوف، إيغور وستيوارت بريتون. الشياطين الحمر فوق نهر يالو: وقائع العمليات الجوية السوفييتية في الحرب الكورية 1950-1953. هيليون آند كومباني، 2014. ISBN 978-1909384415 .
- جاكسون، بول، محرر (2000). كتاب جينز عن الطائرات في العالم 2000-2001 (الطبعة 91). كولسدون، سري، المملكة المتحدة: مجموعة جينز للمعلومات. رقم ISBN 978-0710620118.
- كينزي، بيرت. F9F Cougar in Detail & Scale . Fallbrook, California: Aero Publishers, Inc., 1983. ISBN 9780816850242 .
- كناك، مارسيل سايز. موسوعة الطائرات والصواريخ التابعة للقوات الجوية الأمريكية: المجلد الأول: المقاتلات بعد الحرب العالمية الثانية 1945-1973 . واشنطن العاصمة: مكتب تاريخ القوات الجوية، 1978. ISBN 0-912799-59-5 .
- لويس، بيتر (1962). الطائرات البريطانية 1809-1914 . لندن: دار بوتنام للنشر.
- مندنال، تشارلز أ. أجنحة دلتا: طائرات كونفير عالية السرعة في الخمسينيات والستينيات . موتور بوكس. 1983.
- ميهرا، ديفيد. Focke-Wulf Ta 183 (طائرات X للرايخ الثالث). أتجلين، بنسلفانيا: شيفر للنشر، 1999. ISBN 978-0-7643-0907-6 .
- رادينجر وويلي ووالتر شيك. Me 262: Entwicklung und Erprobung des ertsen einsatzfähigen Düsenjäger der Welt، Messerschmitt Stiftung (باللغة الألمانية). برلين: Avantic Verlag GmbH، 1996. ISBN 3-925505-21-0 .
- "ساب-29: المقاتلة النفاثة الجديدة في السويد". مجلة فلايت إنترناشيونال ، 4 مايو 1950. ص 556-558.
- "ساب: الطائرات القتالية المتقدمة في السويد". مجلة فلايت إنترناشيونال ، 30 ديسمبر 1960. ص 1017-1020.
- سبيك، مايك وويليام جرين، جوردون سوانبورو. تشريح مصور لمقاتلي العالم. مطبعة زينيث، 2001. ISBN 0-7603-1124-2 .
- ستورتيفانت، ر. (1990). طائرات البحث والتطوير البريطانية . جي تي فوليس. رقم ISBN 0854296972.
- سويتمان، بيل. الطائرات المقاتلة الحديثة: المجلد 9: طائرات ميج. نيويورك: دار أركو للنشر، 1984. ISBN 978-0-668-06493-4 .
- فاغنر، راي. السيف الأمريكي الشمالي . لندن: ماكدونالد، 1963.
- Werrell, Kenneth P (2005). Sabres Over MiG Alley. أنابوليس، ماريلاند: Naval Institute Press. ISBN 1-59114-933-9.
- ويتكومب، راندال. طائرات أفرو والطيران في الحرب الباردة. سانت كاثرينز، أونتاريو: فانويل، 2002. ISBN 1-55125-082-9 .
- وينشستر، جيم. "بيل إكس-5". الطائرات المفاهيمية: النماذج الأولية، طائرات إكس والطائرات التجريبية . كينت، المملكة المتحدة: Grange Books plc.، 2005. ISBN 1-84013-809-2 .
- وود، ديريك. تم إلغاء المشروع . إنديانابوليس: شركة بوبس-ميريل المحدودة، 1975. ISBN 0-672-52166-0 .
قراءة إضافية
- "الشكل عالي السرعة: الانحدار والتدابير المخففة المعتمدة في الطائرات ذات الأجنحة المكنسة"، مجلة فلايت إنترناشيونال ، 2 يناير 1964
روابط خارجية
- أجنحة مائلة وثنائية السطوح فعالة
- تطور الأجنحة المائلة
- نظرية المسح البسيطة في الرياضيات
- الرياضيات المتقدمة للأجنحة المائلة والمكنوسة
- طائرة L-39 وأبحاث الجناح المكنس
- نظرية المسح في بيئة ثلاثية الأبعاد
- نتائج ديناميكا الموائع الحسابية تظهر الفقاعة فوق الصوتية ثلاثية الأبعاد فوق جناح طائرة A 320. نتيجة ديناميكا الموائع الحسابية أخرى تظهر MDXX وكيف تختفي الصدمة بالقرب من جسم الطائرة حيث يكون الجناح أكثر نحافة
