Mikä on Wing Loading?

Siipikuormitus on ilma-alukseen sovellettava aerodynaaminen muuttuja, joka saadaan koneen kuorman painosta jaettuna sen siiven pinta-alalla. Minkä tahansa lentokoneen siipien kuormitusominaisuudet ovat suunnitteluominaisuuksia, jotka sanelevat yleisen suorituskyvyn useilla alueilla, mukaan lukien nostokyvyt, laskeutumis- ja nousunopeudet sekä ohjattavuus. Yleensä hitaammissa kaupallisissa malleissa mitä suuremmat lentokoneen siivet ovat suhteessa sen painoon, sitä paremmin se toimii kokonaisuutena. Nopeissa malleissa asia on kuitenkin päinvastoin, sillä pienemmät siivet ja suuremmat siipikuormat tarjoavat erinomaisen suorituskyvyn. Nopeissa malleissa tarvitaan kuitenkin jonkin verran joustavuutta, koska ne toimivat myös pienemmillä nopeuksilla ja edellyttävät monikäyttöisiä siipirakenteita, kuten vaihtelevan pyyhkäisyn ja sekoitetun rungon tyyppejä.

Yksi aerodynaamisen suunnittelun kriittisimmistä alueista on minkä tahansa lentokoneen siipien kuormituskerroin. Tämä muuttuja on kulmakivi, jolle kunkin lentokonesuunnittelun luonne perustuu. Siipien kuormitus on kuormitetun painon ja siiven kokonaispinta-alan funktio, ja se ilmaistaan ​​nauloissa neliöjalkaa kohti (lbs/ft2) tai kilogrammoina neliömetriä kohden (kg/m2). Siipien kuormituslukujen laskemiseksi koneen kokonaiskuormapaino jaetaan sen siipien kokonaispinta-alalla. Mitä suuremmat siivet ovat suhteessa lentokoneen kokonaispainoon, sitä pienempi on sen siipien kuormituskerroin ja päinvastoin.

Tällä suhteella on perustavanlaatuinen vaikutus siihen, kuinka lentokoneinsinöörit saavuttavat suunnitteluvaatimukset. Esimerkiksi lentokoneilla, joiden siipien kuormitusarvot ovat alhaiset, eli niillä, joiden siipien pinta-ala on suuri suhteessa niiden maksimipainoon, on parempi suorituskyky alhaisemmilla nopeuksilla. Niillä on yleensä korkeampi nostokyky alhaisemmilla nousu- ja laskunopeuksilla ja parempi suorituskyky lennon nousu- ja risteilyvaiheissa. Ne ovat myös ohjattavampia koko nopeusalueellaan, erityisesti pienemmillä nopeuksilla. Nopeilla lentokoneilla, kuten hävittäjillä, on kuitenkin yleensä pienemmät siipiprofiilit ja suuremmat siipien kuormitusluvut, mikä parantaa niiden suorituskykyä suurilla nopeuksilla.

Nopeiden hävittäjien on myös noustava ja laskeuduttava, ja niitä pyydetään usein suoriutumaan pienemmillä nopeuksilla, joissa vakaus ja ohjattavuus ovat kriittisiä. Tämä laaja valikoima siipien kuormitusvaatimuksia on johtanut useisiin sivuttaiskehityksiin hävittäjien suunnittelussa, mukaan lukien F-16- ja MiG 29 -runko-/siipiyhdistelmät ja F-14:n vaihtelevat siivet. Tämä mahdollistaa alhaisemmat siipien kuormitusarvot ja siihen liittyvän pienen nopeuden suorituskyvyn parantamisen samalla, kun säilytetään pieni siipiprofiili, joka tarvitaan yliäänilennolle. Etu- ja takareunalaitteiden, kuten säleiden ja Fowler-läppien, käyttö mahdollistaa myös siipien kokonaisalueen ja profiilin säätämisen vakauden ja suorituskyvyn takaamiseksi hitaiden lennon vaiheiden aikana. Tämä on olennainen siipien suunnitteluominaisuus lentokoneissa, joissa on leveät toimintanopeudet, kuten suuret kaupalliset suihkukoneet.