Davisovo křídlo - Davis wing

B-24 Liberator fotografovaný shora, ukazující design křídla Davise

Davis křídlo je co by druhá světová válka -era letadlo křídlo design, který byl používán Consolidated Aircraft na Consolidated B-24 Liberator , stejně jako ostatní modely. Profil křídla měl nižší součinitel odporu než většina současných konstrukcí, což umožňovalo vyšší rychlosti a vytvářelo výrazný vztlak při relativně nízkých úhlech náběhu. Jeho použití v návrzích skončilo téměř bezprostředně po druhé světové válce .

Vývoj a použití

Teorie a testování

V létě 1937 se Reuben H. Fleet , prezident Consolidated Aircraft, setkal s Davidem R. Davisem . Davis byl nezávislý letecký inženýr, který hledal prostředky pro vývoj svého designu profilu křídla „Fluid Foil“. Davis navrhl profil „obráceně“, počínaje základním tvarem kapky s nízkým odporem a poté jej upravil tak, aby poskytoval vztlak. Ve srovnání s konvenčními návrhy byl Davisův design relativně tlustý, měl krátký akord a přitom byl dostatečně hluboký, aby umožňoval vysoký poměr stran . Davis tvrdil, že nové křídlo by nabídlo snížený odpor nad konstrukcemi, které se tehdy používaly, a nabídlo by značný vztlak i při malém úhlu náběhu . Tloušťka křídla navíc poskytovala prostor pro skladování paliva nebo dokonce pro zabudování motorů, což byla myšlenka v té době v módě.

Oslovil společnost Consolidated, aby jí udělila licenci pro jejich velké létající čluny . Schopnost generovat vztlak při nízkých úhlech útoku ji dělala obzvláště atraktivní pro létající čluny, protože by snížila potřebu vytahovat nos pro vzlet a přistání, což bylo u létajících člunů omezeno vodní hladinou. Fleet ani Isaac M. Laddon , hlavní inženýr Consolidated, nebyli ohromeni a Davis je nedokázal přesvědčit, aby vyzkoušeli jeho nový design.

O několik dní později však Laddon změnil názor a přesvědčil Fleet, aby zaplatil za stavbu modelu a testu křídelního aerodynamického tunelu na California Institute of Technology . Měli v úmyslu porovnat design s tím, který byl navržen interně. Počáteční výsledky testů větrného tunelu Caltech byly zklamáním. Testovací přístroje nepodporovaly Davisovy předpovědi. Davis a další však zjistili, že nástroje větrného tunelu Caltech nebyly dostatečně citlivé na to, aby detekovaly vylepšení při testech Davisova křídla, přestože patřily v té době mezi nejpropracovanější svého druhu. Po opětovné kalibraci přístrojů větrného tunelu Caltech testy ukázaly výrazně zlepšené hodnoty.

Výsledky testu v aerodynamickém tunelu byly tak dobré, že byli inženýři skeptičtí. Caltech překalibroval svůj větrný tunel a spustil je podruhé a poté potřetí. Když doručil svou zprávu společnosti Consolidated, naznačilo to, že křídlo zřejmě dodalo vše, co tvrdilo, ale Caltech také navrhl, že se může jednat o závadu v aerodynamickém tunelu, což dává dobré výsledky pouze v tunelu. To je běžný problém, protože stěny tunelu ovlivňují výsledky zvýšením efektivního poměru stran, nebo použité Reynoldsovo číslo mohlo být nesprávné.

Použití v reálném světě

Dominant B-32 v letu

Fleet dovolil, aby byl použit na nové dvoumotorové létající lodi Consolidated, Model 31 XP4Y Corregidor . Model 31 provedl svůj první let dne 5. května 1939, což ospravedlnilo Davisovo křídlo. V tomto okamžiku již Consolidated pracoval na tajném projektu nového bombardéru na vylepšení létající pevnosti Boeing B-17, který právě vstupoval do služby, a pro tento projekt vybral také křídlo Davise. Model 32, který se stane B-24 Liberator, poprvé vzlétl 29. prosince 1939. Stejné základní křídlo by bylo vybráno také pro Consolidated B-32 Dominator .

Omezení a opuštění

Až později byl důvod pro výkon křídla Davise správně pochopen. Do značné míry díky nehodě tvar udržoval laminární tok dále zpět od jeho náběžné hrany k asi 20 nebo 30% akordu ve srovnání s 5 až 20% spravovanými většinou profilů křídel té doby. Ačkoli pozdější návrhy se v tomto výrazně zlepšily, přičemž některé udržovaly laminární tok až 60% akordu, křídlo Davis představovalo v té době velké zlepšení.

Silný profil křídla rychle vedl k jeho nahrazení. Ačkoli aerodynamické testy před válkou ukázaly, že vysokorychlostní odpor byl kvůli vlnovému odporu silně spojen s tlustými křídlovými profily , teprve ve válce se vyšší rychlosti staly neřešitelným problémem. Jak se zvyšovaly rychlosti letadel, snížený nízkorychlostní odpor křídla Davis nemohl kompenzovat jeho zvýšený vysokorychlostní odpor.

Reference

Bibliografie

externí odkazy