Hybridisiiven vaikutus lentokoneen aerodynamiikkaan ja suorituskykyyn
Laamanen, Juuso (2012-04)
Laamanen, Juuso
Sotatekniikan laitos
Johtaminen
Sotatieteiden kandidaattiopiskelijan tutkielma
96. kadettikurssi
Maanpuolustuskorkeakoulu
04 / 2012
Julkinen
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201210309538
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201210309538
Tiivistelmä
Useissa nykyhävittäjissä käytetään siipiratkaisuna hybridisiipeä. Hybridisiivellä tarkoitetaan
tässä kandidaatin tutkielmassa siipiratkaisua, joka koostuu perinteisen mallisesta, johtoreunaltaan
hieman nuolimuotoisesta ja jättöreunaltaan suorasta pääsiivestä sekä pääsiiven johtoreunan
tyven laajennuksesta, LEX:stä. Tässä kandidaatintutkielmassa pyritään selvittämään,
miksi nykyhävittäjissä käytetään hybridisiipeä ja mikä sen vaikutus on lentokoneen aerodynamiikkaan
ja sen kautta suorituskykyyn. Hybridisiipi mahdollistaa lentämisen normaalisiipeä
suuremmalla kohtauskulmalla. Suuresta kohtauskulmasta johtuen hybridisiiven kanssa
käytetään usein laippoja siiven johtoreunassa. Tutkielmassa pyritään selvittämään, miksi näin
on ja mitä etuja sillä saavutetaan.
Tutkimusmenetelmänä on julkisiin lähteisiin perustuva kvalitatiivinen kirjallisuustutkimus.
Lähteinä on käytetty aerodynamiikan kirjallisuutta, lentokoneen suoritusarvoteoriaa käsitteleviä
kirjoja ja Koelentokeskuksen materiaalia sekä NASA:n ja ulkomaisten korkeakoulujen
tutkimuksia. Tutkielma on rajattu käsittelemään alisoonista nopeusaluetta. Lisäksi tutkielmasta
on rajattu pois hybridisiiven vaikutus ilmanottoon ja vakavuuteen.
Päätutkimuskysymys tässä tutkielmassa on: ”Miten hybridisiipi vaikuttaa lentokoneen suorituskykyyn?”
Alatutkimuskysymyksinä ovat: ”Mitkä ovat hybridisiiven vaikutukset lentokoneen aerodynaamisiin
ominaisuuksiin?” ja ”Miksi hybridisiiven kanssa käytetään laippoja siiven johtoreunassa?”
Hybridisiipi vaikuttaa erityisesti lentokoneen nostovoimakertoimeen ja parantaa sen kautta
kaartokykyä merkittävästi. LEX:n avulla nostovoimakertoimeen on mahdollista saada jopa
50 % kasvu. Kasvu huomataan erityisesti pienentyneenä corner speed:na, kaartosäteenä ja
kaartoon kuluvana aikana sekä kasvaneena kulmanopeutena. Välilliset vaikutukset ovat lyhentyneet
lentoonlähtö- ja laskumatkat, pienempi polttoaineen kulutus matkalennossa ja
liu’ussa sekä parantunut nousukyky.
tässä kandidaatin tutkielmassa siipiratkaisua, joka koostuu perinteisen mallisesta, johtoreunaltaan
hieman nuolimuotoisesta ja jättöreunaltaan suorasta pääsiivestä sekä pääsiiven johtoreunan
tyven laajennuksesta, LEX:stä. Tässä kandidaatintutkielmassa pyritään selvittämään,
miksi nykyhävittäjissä käytetään hybridisiipeä ja mikä sen vaikutus on lentokoneen aerodynamiikkaan
ja sen kautta suorituskykyyn. Hybridisiipi mahdollistaa lentämisen normaalisiipeä
suuremmalla kohtauskulmalla. Suuresta kohtauskulmasta johtuen hybridisiiven kanssa
käytetään usein laippoja siiven johtoreunassa. Tutkielmassa pyritään selvittämään, miksi näin
on ja mitä etuja sillä saavutetaan.
Tutkimusmenetelmänä on julkisiin lähteisiin perustuva kvalitatiivinen kirjallisuustutkimus.
Lähteinä on käytetty aerodynamiikan kirjallisuutta, lentokoneen suoritusarvoteoriaa käsitteleviä
kirjoja ja Koelentokeskuksen materiaalia sekä NASA:n ja ulkomaisten korkeakoulujen
tutkimuksia. Tutkielma on rajattu käsittelemään alisoonista nopeusaluetta. Lisäksi tutkielmasta
on rajattu pois hybridisiiven vaikutus ilmanottoon ja vakavuuteen.
Päätutkimuskysymys tässä tutkielmassa on: ”Miten hybridisiipi vaikuttaa lentokoneen suorituskykyyn?”
Alatutkimuskysymyksinä ovat: ”Mitkä ovat hybridisiiven vaikutukset lentokoneen aerodynaamisiin
ominaisuuksiin?” ja ”Miksi hybridisiiven kanssa käytetään laippoja siiven johtoreunassa?”
Hybridisiipi vaikuttaa erityisesti lentokoneen nostovoimakertoimeen ja parantaa sen kautta
kaartokykyä merkittävästi. LEX:n avulla nostovoimakertoimeen on mahdollista saada jopa
50 % kasvu. Kasvu huomataan erityisesti pienentyneenä corner speed:na, kaartosäteenä ja
kaartoon kuluvana aikana sekä kasvaneena kulmanopeutena. Välilliset vaikutukset ovat lyhentyneet
lentoonlähtö- ja laskumatkat, pienempi polttoaineen kulutus matkalennossa ja
liu’ussa sekä parantunut nousukyky.
Kokoelmat
- Opinnäytteet [2348]