Nuolisiipi
Nuolisiipi tarkoittaa lentokoneen siipikonfiguraatiota, jossa siiven etu- ja takareuna eivät ole kohtisuorassa koneen runkoon nähden, vaan kallistettu. Aliäänisillä nopeuksilla siipikulma nostaa rajaa, jossa ilman puristumisen haitalliset vaikutukset ilmenevät.[1] Deltasiipisessä siipikonfiguraatiossa siiven takareuna on kohtisuorassa runkoon nähden.[2]
Historia
muokkaaVarhaisimmat esimerkit nuolisiivestä ovat J. W. Dunnen kehittämiä koneita ennen ensimmäistä maailmansotaa.[3] Toiseen maailmansotaan mennessä siipi oli tyypillisesti suora.[3]
Alhaisilla nopeuksilla (alle 400 solmua) ilmanvastus kasvaa ennakoidusti, mutta nopeuden kasvaessa iskuaallot lisääntyvät.[3] Iskuaallot nostavat ilmanvastusta erittäin nopeasti.[3] Nopeutta, jossa iskuaallot ilmenevät, kutsutaan "kriittiseksi Mach-numeroksi", jonka jälkeen nopeuden kasvattaminen tarvitsee huomattavan suurta moottoritehon lisäystä.[3] Toinen tapa vähentää iskuaaltoja on tehdä siivestä ohuempi, mutta siivellä on käytännön rajoitukset miten ohuet niistä voidaan tehdä.[3]
Natsi-Saksa alkoi kehitellä toisen maailmansodan loppuvaiheissa nuolisiipeä sotilaslentokoneisiinsa. Ensimmäinen tutkimustyön tulos oli nopea suihkuhävittäjä Me-262, jonka siipien kärjet olivat taaksepäin kallistetut. Kone kykeni n. 850 km/h nopeuteen, siinä missä potkurihävittäjien nopeuskatto oli n. 700 km/h.
Sodan jälkeen Operaatio Paperclip keräsi saksalaisen keräämät tiedot ja sekä neuvostoliittolaiset että amerikkalaiset saivat käyttöönsä hankitun tietouden, jota kummatkin käyttivät tehokkaasti hyväkseen. Molemmilla oli kehiteltyinä suorasiipisiä suihkuhävittäjiä, joiden siivet modifioitiin uudelleen. Neuvostoliiton MiG-9 "Fargo"sta kehiteltiin MiG-15 "Fagot", josta tulikin Varsovan liiton maiden tärkein suihkuhävittäjä yli vuosikymmeneksi. Yhdysvaltain F-84 Thunderjetstä syntyi niin ikään nopeampi F-84-F Thunderstreak, jossa oli nuolisiivet. Samankaltaisen muutoksen kävi lävitse North American F-86 Sabre. Alun perin koneesta piti tulla suorasiipinen. Myös jo aikanaan sinänsä mainion hävittäjäkoneen, ranskalaisen Dassault Ouraganin siivet virtaviivaistettiin: syntyi pitkän palvelusuran saavuttanut Mystère.
Muutosten myötä koneiden lento-ominaisuudet paranivat sekä huippunopeus kasvoi. Myös korkealla lentämisen ominaisuudet tulivat paremmiksi. Yhdessä suihkumoottorin kehittämisen kanssa, osoittautui nuolisiiven käyttö ylivertaiseksi muihin aikaisempiin siipiprofiileihin verrattuna. Hävittäjä- ja pommituskoneiden ohella, nykyisin myös valtaosassa matkustajalentokoneista on nuolimuotoiset siivet.
Joitain nuolisiipisiä suihkukoneita: Folland Gnat, MiG-15, F-86 Sabre, sekä Saab J-29 "Tunnan".
Erityisesti sakkausominaisuuksien parantamista varten siipiin saatettiin muotoilla ns. dogteeth eli koiranhampaat. Tämä tarkoitti ennen siiven jättöreunaa olevaa pykälöintiä, eli hammastusta. Esimerkiksi neuvostoliittolaisen Mikojan-Gurevitš MiG-21:in siivissä on dogteeth-muotoilu. MiG-21:n siivet eivät ole nuolimuotoiset. Toisena mallikoneena kelvannee ranskalainen Dassault Super Mystère IV. Niin ikään vertailua varten kelpoisa esimerkkikone saattaisi olla Boeing (ent. McDonnell Douglas) F-15 Eagle.
Käänteinen nuolisiipi
muokkaa
Käänteisen nuolisiiven idea suunniteltiin ensimmäisen kerran 1936 Saksassa. Se mahdollistaa suuren ketteryyden mutta on teknisesti hankala, vaativa ja kallis toteuttaa.
Ensimmäinen suihkukone, jossa konseptia käytettiin oli Junkers Ju 287. Konseptin tutkimiseen käytettyjä koneita ovat muun muassa Grumman X-29 ja Suhoi Su-47.
Siipirakennetta on käytetty myös HFB-320 Hansa Jet -lentokoneessa.[4]
Katso myös
muokkaaLähteet
muokkaa- Tekniikan kirja 2, WSOY, 1964 (alkuteos C.Bertelsmann Verlag: Das Grosse Buch Der Technik)
- Tiedon Portat 3 - Ilmailu, WSOY, 1969
- Mark Hewish: Tietosarja - Lentokoneet, Intercontinental Book Productions/Artko, 1977 (suom. Tuomo Huuhka)
Viitteet
muokkaa- ↑ The Swept Wing Emerges hq.nasa.gov. Viitattu 7.4.2019.
- ↑ delta wings Century of Flight. Arkistoitu 16.4.2019. Viitattu 7.4.2019.
- ↑ a b c d e f Peter Garrison: Why Are Wings Swept? 24.1.2009. Flying. Viitattu 7.4.2019.
- ↑ Sweptforward Wings for the HFB 320 Hansa: An Outline of the Design Considerations which Led to the Adoption of Sweptforward Wings for the Hamburger Flugzeugbau Hansa Jet Executive Aircraft 1964. MCB UP. doi:10.1108/eb033915 Viitattu 7.4.2019.