Создание самолета не обходится без проектирования крыла, одной из характеристик которого является профиль. От профиля крыла зависит подъемная сила, статическое и динамическое сопротивление, устойчивость планера и ещё много чего.

На заре авиации конструкторы использовали «единственно» верный профиль с характерным горбом на его верхней поверхности, выглядело это так.

     


Однако время шло, скорости росли, и в какой–то момент времени авиаторы поняли, что дальнейшее увеличение скоростей с таким профилем уже невозможно. Конструкторы сели за расчеты, инженеры изучили результаты продувок в аэродинамических трубах, и проблема быстро обнаружилась. Оказалось, что всему виной тот самый горб. Специалисты были хорошо осведомлены о законе Бернулли, который утверждает, что с ростом скорости потока, его внутреннее давление падает.


Верхняя кромка крыла выпуклая, а следовательно, воздушный поток сужается над ней. Одновременно с этим происходит два динамических процесса ― ускорение потока над крылом и снижение его внутреннего давления. Однако, если самолет летит на высокой скорости, то ускорение над крылом создаст область сверхзвукового потока, завершающегося скачком уплотнения. Появление скачков резко увеличивает динамическое сопротивление крыла, что крайне негативно сказывается на расходе топлива.

Перед конструкторами встала задача ― ликвидировать горб, оставив при этом неизменной толщину крыла. Снижение толщины крыла означало утяжеление конструкции, что было неприемлемо. Решение напрашивалось само ― сделать профиль более симметричным, тогда горб станет пологим, что позволит затянуть появление скачка уплотнения к задней кромке крыла.

  Однако это тут же породило новую проблему ― симметричное крыло создает меньшую подъемную силу. А чтобы скомпенсировать её падение, нужно увеличить угол атаки, что приводит к более раннему появлению скачков уплотнения на верхней плоскости крыла. В результате все усилия сводятся на нет. Конструкторы снова засели за расчеты, необходимо было найти способ компенсировать падение подъемной силы.

Решение проблемы нашел американский инженер по авиационной технике Ричард Уиткомб.

Он предложил сделать сужающуюся подрезку на нижней поверхности задней части крыла.

Расширяющийся в подрезке поток, увеличивал давление под крылом и компенсировал падение подъемной силы. Такой профиль получил дальнейшее развитие. Конструкторы спроектировали почти симметричный профиль передней части крыла и подрезку в задней, добавив небольшой плавный отгиб хвостика крыла вниз. Профиль получил название сверхкритического.

Однако это решало только часть проблемы. Вскоре выяснилось, что такой профиль сдвигает назад центр давления, что создает пикирующий момент. Кроме того, подрезка снижает прочность задней части крыла. Для конструкторов появилась очередная задача ― сдвинуть вперед точку приложения подъемной силы и увеличить прочность подрезки без увеличения массы.


Как вы понимаете, эта задача была с блеском решена. И решение было столь же гениально, сколько и просто ― применили подрезку в передней нижней части крыла и уменьшили её в задней. Это идея разом ликвидировала обе проблемы (пикирования и прочности), сохранив все достоинства сверхкритического профиля.

Теперь у инженеров появилась прямая возможность увеличить скорость полета более чем на 10% без увеличения мощности двигателей, либо увеличить прочность крыла без увеличения его массы.

Возможно стоит попробовать сверхкритический профиль в авиамоделировании и идти в ногу со временем, решать Вам!

Спасибо за внимание! Удачи!С выбором профиля!