Utente:Uomo Grigio/sandbox
L'ala obliqua è un particolare tipo di ala a freccia variabile. Un aeroplano dotato di ala obliqua possiede un meccanismo in grado di ruotare l'intera ala intorno ad un punto della fusoliera, in modo che una delle due semiali abbia un angolo di freccia positivo e l'altra abbia un angolo di freccia negativo. Variando in questo modo l'angolo di freccia è possibile diminuire la resistenza indotta nel volo ad alte velocità utilizzando un elevato angolo di rotazione senza sacrificare le prestazioni a bassa velocità utilizzando un angolo pari a zero. Su un aereo di questo tipo una semiala ruota solo in una direzione, vale a dire che le due semiali possono variare il loro angolo di freccia solo da zero ad un determinato valore e da quel valore di nuovo a zero.
Storia
Il concetto di ala obliqua è stato sviluppato indipendentemente da vari progettisti. I primi esempi di progetti di aerei ad ala obliqua sono stati sviluppati alla fine della seconda guerra mondiale per gli aerei tedeschi Blohm und Voss P.202[1] e Messerschmitt P.1109[2] da Richard Vogt che in seguito ha lavorato anche per gli Stati Uniti d'America. I primi studi pratici sono stati portati avanti da Robert T. Jones, ingegnere areonautico dell'Ames Research Center a della Nasa Moffett Field in California. Gli studi analitici e le prove nella galleria del vento svolti da Jones mostravano che un aereo di dimensioni utili dotato di ali a geometria variabile che volasse a velocità fino a Mach 1.4 avrebbe avuto prestazioni sostanzialmente migliori di un aereo dotato di una geometria alare più convenzionale.
Fino ad ora solo un aereo, il NASA AD-1, è stato costruito per sviluppare questo concetto. Ha effettuato vari voli di testi nel 1979.
Teoria
L'idea generale dietro la progettazione di un aereo ad ala obliqua ed in generale dietro al principio di ala a freccia variabile è avere un aereo che abbia alte prestazioni sia a bassi valori di velocità che a valori vicini o superiori a quelli del suono. Dal momento che in questi due regimi di volo la resistenza aerodinamica è dominata da componenti diverse al variare della velocità, progettare un ala che si comporti in maniera efficente in tutte le condizioni è problematico.
A basse velocità la resistenza indotta (dovuta alla formazione di vortici alle estremità alari)è la componente dominante della resistenza aerodinamica, che è maggiore al diminuire della velocità ed è quindi particolarmente elevata alle velocità di decollo o atterraggio. In questo regime di volo è però necessario avere una elevata superficie alare e ampie superfici di controllo per avere una buona portanza e buona manovrabilità. Un modo per coniugare un'ampia superficie alare ed una bassa resistenza indotta è aumentare l'allungamento alare, ed è la soluzione di solito adottata per gli alianti, che hanno ali sottili ed allungate.
Aumentando la velocità la resistenza indotta diminuisce, ma aumenta la resistenza di forma.
A basse velo An ideal wing has infinite span and induced drag is reduced to a two dimensional property. At lower speeds, during takeoffs and landings, an oblique wing would be positioned perpendicular to the fuselage like a conventional wing to provide maximum lift and control qualities. As the aircraft gained speed, the wing would be pivoted to increase the oblique angle, thereby reducing the drag and decreasing fuel consumption.
Alternatively, at Mach numbers increasing towards the speed of sound and beyond, wave drag dominates design concerns. As the aircraft displaces the air, a sonic wave is generated. Sweeping the wings away from the nose of the aircraft can keep the wings aft of the sonic wave, greatly reducing drag. Unfortunately, for a given wing design, increasing sweep decreases the aspect ratio. At high speeds, both subsonic and supersonic, an oblique wing would be pivoted at up to 60 degrees to the aircraft's fuselage for better high-speed performance. The studies showed these angles would decrease aerodynamic drag, permitting increased speed and longer range with the same fuel expenditure.
Fundamentally, it appears that no design can be completely optimized for both flight regimes. However, the oblique wing shows promise of getting close. By actively increasing sweep as Mach number increases, high efficiency is possible for a wide range of speeds.
It is theorized that an oblique flying wing could drastically improve commercial air transportation, reducing fuel costs and noise in the vicinity of airports. Military operations include the possibility of a long endurance fighter/attack vehicle.
NASA airliner research
There has also been investigations into an OFW platform being developed into a transcontinental airliner.[3] NASA Ames performed a preliminary design study of a theoretical 500-seat supersonic airliner using the concept in 1991. Following this study, NASA built a small remote-controlled demonstrator aircraft with a 20 foot (6.1m) wingspan. It flew only once, for four minutes in May, 1994, but in doing so, it demonstrated stable flight with oblique wing sweep from 35 degrees to 50 degrees. Despite this success, the NASA High Speed Research program, and further oblique wing studies, were canceled.
DARPA Oblique Flying-Wing (OFW) Project
The United States Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) has awarded Northrop Grumman a $10.3 million (USD) contract for risk reduction and preliminary planning for an X-plane OFW demonstrator.[4], known as the Switchblade.
The program aims at producing a technology demonstrator aircraft to explore the various challenges which the radical design entails. The proposed aircraft would be a pure flying wing (an aircraft with no other auxiliary surfaces such as tails, canards or a fuselage) where the wing is swept with one side of the aircraft forward, and one backwards in an asymmetric fashion[5]. This aircraft configuration is believed to give it a combination of high speed, long range and long endurance.[6] The program entails two phases. Phase I will explore the theory and result in a conceptual design, while Phase II will result in the design, manufacture and flight test of an aircraft. The outcome of the program will result in a dataset that can then be used when considering future military aircraft designs.
Wind tunnel tests for the aircraft design has been completed. The design was noted to be "workable and robust." [7]
Note e riferimenti
- ^ http://www.luft46.com/bv/bvp202.html
- ^ http://www.luft46.com/mess/mep1109.html
- ^ [1]
- ^ G. Warwick - Flight International, Num 5029, Vol 169, Pg 20.
- ^ [2]
- ^ [3]
- ^ New Angles:Wind tunnel results point way forward for tailles oblique flying wing study, Aviation Week and Space Technology, October 8, 2007, p. 34-35.
- Detailed technical analysis of the oblique wing concept
- General information on the wing
- DARPA project information
- Info on the NASA and DARPA oblique wing research programs
- Detailed math of oblique wing and sweep theory
- Oblique Flying Wings: An Introduction and White Paper Desktop Aeronautics, Inc. June 2005
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