Войти
A Saab 37 Viggen, первый серийный современный самолет Canard A Canard авиационная конструкция, в которой небольшое переднее крыло или носовое крыло размещено впереди основного крыла самолета с неподвижным крылом. Термин «утка» может использоваться для описания самого самолета, конфигурации крыла или носовой части.
Термин «утка» возник в результате появления Santos- Дюмон 14-бис 1906 года, который, как говорят, напоминал утку (утка по-французски) с вытянутой шеей в полете.
Несмотря на использование утки на поверхности первого самолета с двигателем, Wright Flyer 1903 года, конструкции утка не производились в больших количествах до появления реактивного истребителя Saab Viggen в 1967 году. Аэродинамика конфигурации утка сложны и требуют тщательного анализа.
Вместо того, чтобы использовать обычную конфигурацию хвостового оперения , которая встречается на большинстве самолетов, конструктор самолета может принять конфигурацию утка, чтобы уменьшить нагрузку на основное крыло, лучше контролировать воздушный поток основного крыла или увеличить маневренность самолета, особенно на больших углах атаки или при сваливании. Носовые самолеты Canard, независимо от того, используются ли они в конфигурации «утка» или с тремя поверхностями, имеют важные последствия для характеристик продольного равновесия, статической и динамической устойчивости самолета.
1906 Santos-Dumont 14-bis 
Летчик Райта 1903 года был уткой биплан Братья Райт начали экспериментировать с конфигурацией носовой части примерно в 1900 году. Их первый кайт включал переднюю поверхность для управления по тангажу, и они приняли эту конфигурацию для своих первых Флаер. Они с подозрением относились к заднему хвостовику, потому что Отто Лилиенталь погиб на планере с одним из них. Райтс понимал, что носовая часть самолета будет иметь тенденцию дестабилизировать самолет, но ожидали, что это будет лучшая поверхность управления, помимо того, что она будет видна пилоту в полете. Они считали, что невозможно обеспечить одновременно контроль и стабильность в одной конструкции, и выбрали контроль.
Многие пионеры сначала последовали примеру Райтов. Например, у самолета Santos-Dumont 14-bis 1906 года не было «хвоста», но имелся набор управляющих поверхностей в виде кайта спереди, поворачивающийся на универсальный шарнир на крайней носовой части фюзеляжа, что делает его способным включать управление как по рысканию, так и по тангажу. Fabre Hydravion 1910 года был первым летающим гидропланом с носовой частью.
Но поведение «утка» не было должным образом понято, и другие европейские пионеры - среди них Луи Блерио - устанавливали хвостовое оперение как более безопасную и «обычную» конструкцию. Некоторые, включая Райтов, экспериментировали как с носовой, так и с кормовой плоскостями на одном и том же самолете, теперь известном как конфигурация с тремя поверхностями.
После 1911 года в течение многих десятилетий производилось лишь несколько видов уток. В 1914 г. Эванс прокомментировал, что «модель типа Canard практически получила смертельный удар в том, что касается научных моделей».
Curtiss-Wright XP-55 Ascender Эксперименты продолжались время от времени в течение несколько десятилетий.
В 1917 году де Брюйер сконструировал свой истребитель-биплан C 1, имевший утку и толкающий винт, установленный сзади. C 1 потерпел неудачу.
Первый полет в 1927 году экспериментальный Focke-Wulf F 19 "Ente" (утка) оказался более успешным. Было построено два экземпляра, и один из них продолжал летать до 1931 года.
Непосредственно перед и во время Второй мировой войны было задействовано несколько экспериментальных истребителей «утка», в том числе Ambrosini SS.4, Curtiss -Wright XP-55 Ascender и Кюсю J7W1 Shinden. Это были попытки использовать конфигурацию «утка» для получения преимуществ в таких областях, как характеристики, расположение вооружения или обзор пилота, но серийный самолет не был завершен. Shinden был заказан в производство «с чертежной доски», но боевые действия прекратились еще до того, как полетели какие-либо прототипы.
Сразу после окончания Второй мировой войны в Европе в 1945 году то, что, возможно, было первым утка, разработанным и использовавшимся в Советском Союзе, появилось как испытательный самолет, легкий Микоян-Гуревич МиГ-8 Утка (рус. Утка). Сообщается, что он был фаворитом среди летчиков-испытателей МиГ ОКБ за послушную управляемость на малых скоростях и несколько лет летал, использовался в качестве испытательного стенда при разработке стреловидного крыла (обычная компоновка) МиГ-15 Реактивный истребитель.
XB-70 Valkyrie экспериментальный бомбардировщик С появлением реактивной эры и сверхзвуковых полетов американские конструкторы, особенно North American Aviation, начал экспериментировать со сверхзвуковой уткой дельта-формы, с некоторыми из них, такими как североамериканский XB-70 Valkyrie и советский аналог Сухой Т-4, летавший в виде прототипа. Но возникшие проблемы со стабильностью и управляемостью не позволили повсеместному внедрению.
В 1963 году шведская компания Saab запатентовала треугольную конструкцию, которая преодолела ранее существовавшие проблемы, и стала известной как «плотно сцепленный уток». Он был построен как Saab 37 Viggen и в 1967 году стал первым современным самолетом-утка, запущенным в производство. Успех этого самолета воодушевил многих конструкторов, и поверхности утка возникли на многих типах, заимствованных у популярного реактивного истребителя Dassault Mirage с треугольным крылом. К ним относятся варианты французского Dassault Mirage III, израильского IAI Kfir и южноафриканского Atlas Cheetah. Комбинированная дельта-утка остается популярной конфигурацией для боевых самолетов.
Viggen также вдохновил американца Берта Рутана на создание двухместной самодельной конструкции «утка» в форме дельты, соответственно названной VariViggen и совершенной в 1972 году. Затем Рутан покинул дельту. крыло как непригодное для такого легкого самолета. Его следующие два дизайна «утки», VariEze и Long-EZ, имели крыло большей стреловидности. Эти проекты были не только успешными и были построены в большом количестве, но и радикально отличались от всего, что видели раньше. Идеи Рутана вскоре распространились и на других дизайнеров. С 1980-х годов они завоевали популярность на рынке высшего класса с появлением таких типов, как OMAC Laser 300, Avtek 400 и Beech Starship.
Канарды, видимые на JAS 39 Gripen 
Canards на Су-47 Конструкции статических уток могут иметь сложные взаимодействия в воздушном потоке между уткой и основным крылом, что приводит к проблемам со стабильностью и поведением в стойло. Это ограничивает их применимость. Развитие проводной и искусственной стабилизации к концу века открыло путь для компьютеризированного управления, чтобы начать превращать эти сложные эффекты из проблем стабильности в преимущества маневренности.
Этот подход привел к появлению нового поколения военных утка конструкции. Многоцелевой истребитель Dassault Rafale впервые поднялся в воздух в 1986 году, за ним последовали Saab Gripen (первый поступивший на вооружение) в 1988 году, Eurofighter Typhoon в 1994 году и китайский истребитель. Chengdu J-10 в 1998 году.
Су-34 с утками Носовая часть утка может использоваться по разным причинам, например, для подъемной силы, (in) стабильность, дифферент, управление полетом или изменение воздушного потока над основным крылом. Расчетный анализ был разделен на два основных класса: подъемный уток и контрольный уток. Эти классы могут следовать за моноблочным типом или нет, и данная конструкция может обеспечивать либо подъемную силу, либо управление одновременно.
Рутан Лонг-EZ, с подъемным носом большого удлинения и подвешенными багажными отсеками В конфигурации с подъемным утсом вес самолета распределяется между крылом и слух. Он был описан как крайняя традиционная конфигурация, но с небольшим высоконагруженным крылом и огромным подъемным хвостом, который позволяет центру масс находиться очень далеко позади относительно передней поверхности.
Подъемный уток создает перегрузку., в отличие от обычного хвостового оперения, которое иногда создает отрицательную подъемную силу, которой необходимо противодействовать дополнительной подъемной силой на основном крыле. Поскольку подъемная утка увеличивает общую грузоподъемность самолета, может показаться, что это способствует компоновке утки. В частности, при взлете крыло наиболее нагружено, и там, где обычное хвостовое оперение оказывает прижимную силу, увеличивающую нагрузку, утка оказывает восходящее усилие, снимающее нагрузку. Это позволяет использовать основное крыло меньшего размера.
Однако носовая часть также создает поток вниз, который может неблагоприятно повлиять на распределение подъемной силы крыла, поэтому различия в общей подъемной силе и наведенном сопротивлении не очевидны и зависят от на деталях конструкции.
Опасность, связанная с недостаточно загруженным утком, т.е. когда центр тяжести находится слишком далеко от кормы - это когда при приближении к сваливанию главное крыло может сваливаться первым. Это приводит к падению задней части аппарата, что приводит к углублению сваливания и иногда препятствует восстановлению. Чтобы обеспечить безопасную устойчивость по тангажу в сваливании, сначала должен сваливаться утка, поэтому крыло всегда должно оставаться ниже его максимальной подъемной способности. Следовательно, крыло должно быть больше, чем необходимо в противном случае, уменьшая или даже обращая вспять уменьшение размера, обеспечиваемое подъемной силой утка.
В случае подъемно-утреннего типа основное крыло должно располагаться дальше от центра крыла. силы тяжести, чем у обычного крыла, и это увеличивает момент тангажа вниз, вызванный отклонением закрылков задней кромки. У высоконагруженных уток нет достаточной дополнительной подъемной силы, доступной для уравновешивания этого момента, поэтому самолет с подъемным утком не может быть легко сконструирован с мощными закрылками задней кромки.
Контрольный уток на RAF Тайфун в полете Управление тангажем в типе «утка» может быть достигнуто либо с помощью утка, как на утке управления, либо таким же образом, как на бесхвостом самолете, с помощью рулевых поверхностей в задней части основного крыла, как на Saab Viggen.
В конструкции с утком управления большую часть веса самолета несет крыло, а утка используется в основном для управления тангажом во время маневрирования. Чистый «утка» управления действует только как поверхность управления и номинально имеет нулевой угол атаки и не несет нагрузки в нормальном полете. Современные боевые самолеты конфигурации «утка» обычно имеют «утку», приводимую в действие компьютеризированной системой управления полетом..
«утка» с небольшой нагрузкой или без нее (т.е. утка управления) может использоваться для преднамеренной дестабилизации некоторых боевых самолетов с целью они более маневренные. Электронная система управления полетом использует функцию управления тангажем носовой плоскости "утка" для создания искусственной статической и динамической устойчивости.
Преимущество, получаемое от утка управления, заключается в коррекции повышения тангажа во время стойло с кончиками крыльев. Цельноповоротный "уток", способный к значительному отклонению носом вниз, можно использовать для противодействия крену из-за срыва наконечника. В результате, аспектное отношение и стреловидность крыла могут быть оптимизированы без необходимости защиты от подъема по тангажу. Высоконагруженная подъемная утка не имеет достаточной запасной грузоподъемности для обеспечения этой защиты.
Pterodactyl Ascender II + 2 со стабилизирующим утком 
Су-33 с уткой Носовая часть утка может использоваться в качестве горизонтального стабилизатора, независимо от того, достигается ли устойчивость статически или искусственно (по проводам).
Расположенный впереди центра тяжести, a Носовая часть утка непосредственно снижает продольную статическую устойчивость (устойчивость по тангажу). Первый самолет с управляемым двигателем, Wright Flyer, был задуман как «утка» для управления, но по сути был также нестабильной «уткой» для подъема. В то время братья Райт не понимали основ стабильности тангажа конфигурации «утка» и в любом случае больше интересовались управляемостью.
Тем не менее, стабилизатор «утка» может быть добавлен к нестабильной конструкции, чтобы получить общая статическая устойчивость по тангажу. Для достижения этой устойчивости изменение коэффициента подъемной силы утка с углом атаки (крутизна коэффициента подъемной силы) должно быть меньше, чем у основного самолета. На эту характеристику влияет ряд факторов.
Для большинства профилей наклон подъемной силы уменьшается при высоких коэффициентах подъемной силы. Следовательно, наиболее распространенный способ достижения устойчивости по тангажу - это увеличение коэффициента подъемной силы (то есть нагрузки на крыло) утка. Это имеет тенденцию к увеличению сопротивления передней плоскости, вызванного подъемной силой, которому может быть придано высокое соотношение сторон для ограничения сопротивления. Такой профиль утки имеет больший угол наклона профиля , чем крыло.
Другой возможностью является уменьшение удлинения утка, опять же с большим сопротивлением подъемной силы и, возможно, более высоким углом сваливания, чем у крыла.
Конструктивный подход Берт Рутан - это утка с высоким удлинением и более высоким коэффициентом подъемной силы (нагрузка на крыло в 1,6–2 раза больше нагрузки на крыло) и аэродинамический профиль утка с нелинейным наклоном коэффициента подъемной силы ( почти плоский) между 14 ° и 24 °.
Еще одним параметром стабилизации является эффект мощности. В случае утка толкающего гребного винта : «поток, вызванный мощностью, очищающий заднюю кромку крыла» увеличивает наклон коэффициента подъемной силы крыла (см. Выше). И наоборот, пропеллер, расположенный впереди переднего утка (увеличивая подъемный наклон утка), имеет сильный дестабилизирующий эффект.
Ту-144 с выдвинутыми убирающимися утками и носом опущенный Сильно нагруженный подъемный уток может не иметь достаточной запасной грузоподъемности, чтобы выдерживать большие перемещения центра давления или центра тяжести. Триммер может быть выполнен аналогично бесхвостому судну путем регулировки поверхностей задней кромки. В частности, использование закрылков на основном крыле вызывает большое изменение дифферента. У Saab Viggen есть закрылки на поверхности утка, которые были раскрыты одновременно, чтобы отменить изменение отделки салона. Beech Starship использует носовые части с изменяемой стреловидностью для корректировки положения подъемной силы.
Когда основное крыло наиболее загружено при взлете, чтобы повернуть носовую часть вверх, обычный хвостовой стабилизатор обычно толкает вниз, в то время как носовое крыло поднимается. Поэтому для сохранения дифферента основное крыло в конструкции "утка" должно быть расположено дальше в корме относительно центра тяжести, чем в аналогичной традиционной конструкции.
Было показано, что сдвоенный уток дает преимущество сверхзвуковой конструкции треугольного крыла, которое увеличивает подъемную силу в обоих трансзвуковой полет (например, суперкруиз ), а также полет на малой скорости (например, взлет и посадка)
Dassault Rafale в полете с большим углом атаки В заднем плане треугольного крыла, соединенного в одну форму, носовая часть расположена чуть выше и впереди крыла. Вихри, создаваемые дельтовидным носом, проходят мимо основного крыла и взаимодействуют с его собственными вихрями. Поскольку они имеют решающее значение для подъемной силы, неудачно расположенная носовая часть может вызвать серьезные проблемы. Путем поднесения носовой части к крылу и непосредственно над ним в плотно сцепленном состоянии взаимодействие может быть полезным, фактически помогая решить и другие проблемы. Например, при больших углах атаки (и, следовательно, обычно на низких скоростях) поверхность утка направляет воздушный поток вниз по крылу, уменьшая турбулентность, что приводит к уменьшению сопротивления и увеличению подъемной силы. Обычно носовая часть создает вихрь, который прикрепляется к верхней поверхности крыла, стабилизируя и возобновляя поток воздуха над крылом и задерживая или предотвращая сваливание.
Носовая часть утка может быть зафиксирована, как на IAI Kfir, иметь посадочные закрылки, как на Saab Viggen, или быть подвижным, а также действовать в качестве средства контроля во время нормального полета, как на Dassault Rafale.
Свободно плавающая утка предназначена для изменения своего угла падения на фюзеляж без участия пилота. В нормальном полете распределение давления воздуха поддерживает свой угол атаки по отношению к воздушному потоку и, следовательно, также создаваемый им коэффициент подъемной силы на постоянной величине. Свободно плавающий механизм может повысить статическую устойчивость и обеспечить безопасное восстановление после эволюции с высоким углом атаки. Однако это отрицательно сказывается на характеристиках сваливания, так как основное крыло может заглохнуть раньше утка. Поверхности управления могут быть добавлены к свободно плавающему «утку», позволяя входу пилота влиять на создаваемую подъемную силу, тем самым обеспечивая управление по тангажу или дифферент.
Корабль Beechcraft Starship имеет носовые плоскости с изменяемой стреловидностью. Корабль Beechcraft Starship имеет поверхность с изменяемой стреловидностью. Стреловидность варьируется в полете за счет поворота носовых плоскостей вперед для повышения их эффективности и, таким образом, устранения эффекта тангажа опускания носа, вызываемого закрылками при раскрытии.
A усы - это небольшое, высокое соотношение сторон форплан, который развертывается для полета на малой скорости, чтобы улучшить управляемость на больших углах атаки, например, при взлете и посадке. Он убирается с высокой скоростью, чтобы избежать потери волнового сопротивления конструкции утка. Впервые он был замечен на Dassault Milan, а затем на Туполеве Ту-144. НАСА также исследовало неразъемный повернутый эквивалент, названный соответствующим образом складываемым утком, где при укладывании поверхности одна сторона движется назад, а другая вперед.
B- 1B Lancer показывает левую направляющую лопатку на носу Rockwell B-1 Lancer имеет небольшие утюги или ребра с обеих сторон передней части фюзеляжа, которые являются частью активной системы демпфирования что уменьшает аэродинамические колебания во время высокоскоростного полета на малой высоте. В противном случае такая вибрация может вызвать утомление экипажа и сократить срок службы планера во время продолжительных полетов.
Самолеты Canard потенциально могут иметь плохие характеристики скрытности, поскольку они имеют большие угловые поверхности, для отражения сигналов радара вперед. Eurofighter Typhoon использует программное управление своими «утками», чтобы уменьшить эффективное сечение радара..
«Канарды» используются в самолетах-невидимках, таких как Joint Advanced Strike Technology от Lockheed Martin (JAST) программа. и McDonnell Douglas / исследовательский прототип НАСА X-36.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с Canard wings. |
