Perfil de ala laminar : un perfil de ala con una zona de capa límite laminar alargada . El punto de transición de la capa límite laminar hacia la turbulenta cerca de la superficie aerodinámica laminar se desplaza hacia atrás (60-70% o más de la cuerda desde el borde de ataque). Esto da como resultado una reducción significativa en el coeficiente de arrastre mínimo en comparación con los perfiles de ala convencionales . La principal diferencia entre la forma geométrica del perfil del ala laminar es el desplazamiento hacia atrás del mayor espesor del perfil y su punta más delgada.
Diccionario de aviación militar. - M.: Editorial Militar, 1966. - 472 p.A mediados de la década de 1930 , debido a la mejora de la aerodinámica de los aviones (reduciendo su resistencia ), las velocidades de vuelo aumentaron significativamente. Todo esto se logró mediante el uso de una superficie lisa (en lugar de ondulada) del ala y el fuselaje, el uso de un tren de aterrizaje retráctil y, para los motores enfriados por aire, la cubierta NACA , que reduce la resistencia , se volvió obligatoria . Al mismo tiempo, se desarrolló la teoría de la capa límite laminar, que ya había sido confirmada por experimentos de reducción de la resistencia aerodinámica a bajas velocidades ( números de Reynolds ), y predijo la posibilidad de mantener un flujo laminar alrededor de una parte significativa del área del ala en altas velocidades de vuelo. En ese momento, los empleados de NACA en Langley comenzaron a buscar superficies aerodinámicas que retuvieran el flujo laminar en una gran longitud a lo largo de la cuerda del ala y, por lo tanto, tuvieran una resistencia aerodinámica baja . Se construyó un túnel de viento con turbulencia de bajo flujo y en junio de 1938 se iniciaron en él las pruebas de nuevos perfiles de alas teóricamente desarrollados. En el transcurso de los experimentos, se obtuvieron perfiles de alas que mantuvieron de manera estable un flujo laminar sobre una parte significativa del área del ala con un coeficiente de arrastre muy bajo , que fue de 0,0022 para las mejores muestras. [una]
Por primera vez, el perfil de ala laminar NAA/NACA 45-100 , desarrollado por North American en conjunto con NACA , se usó en el caza North American P-51 Mustang (primer vuelo el 26 de octubre de 1940 ), luego el perfil laminar fue utilizado en el caza Bell P-63 Kingcobra (primer vuelo prototipo el 21 de febrero de 1942 ) y en el bombardero Douglas A-26 Invader (primer vuelo prototipo el 10 de julio de 1942 ). [2] En Gran Bretaña, el perfil de ala laminar se utilizó por primera vez en el caza Hawker Tempest (primer vuelo el 24 de febrero de 1943 ).
En la URSS en 1939 en TsAGI I. V. Ostoslavsky y K. K. Fedyaevsky desarrollaron un perfil de ala laminar teórico que prometía una resistencia aerodinámica muy baja . Sobre la base de un ala con este perfil, se propuso construir un avión prometedor : un monoplano de dos brazos con un fuselaje bien aerodinámico, en cuya sección de cola se ubicaba un motor con una hélice de empuje. Como no había túnel de viento con baja turbulencia en TsAGI , para la verificación experimental se decidió construir un planeador , al que se denominó LS ( capa laminar ), y su construcción se completó en 1942 . Durante las pruebas, que fueron realizadas por el piloto de planeador más experimentado y piloto de pruebas LII V. L. Rastorguev , en el primer vuelo el planeador se rompió - al aterrizar, cuando el piloto, antes de tocar, como de costumbre, tomó el mango sobre sí mismo, un flujo se produjo la entrada en pérdida, el planeador se hundió bruscamente y golpeó el suelo, el piloto no resultó herido. Con base en las lecciones de esta experiencia fallida, en 1943 Georgy Petrovich Svishchev desarrolló una serie de perfiles laminares TsAGI , que tenían una mejor capacidad de carga y una mayor resistencia al estancamiento.
El primer avión en el que se probaron los perfiles laminares TsAGI fue el caza Yak-7 B de la Oficina de Diseño de A. S. Yakovlev . Para ahorrar tiempo, se decidió en la primera etapa de la investigación mantener la estructura de poder del ala con todas sus unidades y cambiar solo el perfil. El trabajo se completó en mayo de 1944 , el prototipo se denominó Yak-7 L. Pasó por un ciclo completo de investigación en el túnel de viento a gran escala TsAGI T-101 , y luego en vuelo ( julio - agosto de 1944 ). El avión fue probado por M. L. Gallai y A. N. Grinchik . El aumento de velocidad fue (dependiendo de la suavidad de la superficie del ala) de 5 a 23 km/h. Las pruebas del Yak-7L proporcionaron una gran cantidad de material experimental, pero la forma del ala del Yak-7 en planta no era la más adecuada para los perfiles laminares: debido al gran estrechamiento (relación de la cuerda raíz x extremo), la ganancia en la reducción de la resistencia disminuyó. [4] También en la planta número 153 en Novosibirsk , bajo la dirección de O.K. Antonov , se desarrolló y construyó un prototipo Yak-3 con un perfil de ala laminar. La tarea para el desarrollo de dicha máquina se emitió el 20 de enero de 1944 y su construcción comenzó en septiembre de 1944 . De acuerdo con las recomendaciones de TsAGI , el ala tomó la forma de un doble trapezoide (con una entrada en la raíz delantera del ala). Esta parte del ala (afluencia) se reclutó a partir de perfiles TsAGI 160545 modificados, que se convirtieron en el perfil TsAGI 150545 al final de la afluencia y en el perfil TsAGI 14151 a la mitad del medio vano . El automóvil fue construido, pero aún no se ha encontrado información confiable sobre sus vuelos y su futuro destino. [5]
En la Oficina de Diseño de S. A. Lavochkin , un ala de perfil laminar, diseñada de acuerdo con las recomendaciones de TsAGI , se colocó en un prototipo La-7 en 1944, llamado La-7L . A fines de 1944, esta aeronave pasó por un ciclo completo de pruebas en el túnel de viento TsAGI T-101 , pero no se elevó en el aire, ya que el 2 de enero de 1945 comenzaron las pruebas de vuelo de un nuevo prototipo de OKB S. A. Lavochkin. - el avión 120 , desarrollo posterior del La-7 , que llevaba un ala idéntica a la del La-7L . [4] En julio de 1945, el avión 120 con perfiles de ala laminar alcanzó una velocidad de 735 km/h, 24 km/h superior a la del La-7 con el mismo motor ASh-83 . Pero el ASh-83 requirió refinamiento, durante las pruebas se cambiaron los motores 5, los vuelos se detuvieron pronto y dos copias del avión permanecieron en la categoría de los experimentales. Su desarrollo directo fue el avión 126 , que estaba equipado con el probado ASh-82FN . Finalmente se elaboró el ala con perfiles laminares. La presión sobre la superficie del ala, captada a partir de los perfiles laminares TsAGI 160545 , 150545 y 14145 , se distribuyó de tal forma que no hubo necesidad de slats automáticos para evitar la entrada en pérdida, en caso de fallo (liberación no síncrona) de los cuales ocurrieron desastres. [6] Las pruebas del avión 126 , que todavía tenía una estructura mixta de madera y metal, que se llevaron a cabo desde diciembre de 1945 hasta abril de 1946 , [7] no revelaron sus ventajas significativas sobre el La-7 , por lo que también quedó como prototipo. . [6] Pero todos los desarrollos de la Oficina de Diseño de S. A. Lavochkin , acumulados durante la creación de los aviones 120 y 126 , se utilizaron en el diseño del avión 130 , que tenía una estructura totalmente metálica. La primera copia del avión 130 fue construida en enero de 1946 en la planta número 21 ( Gorki ). En febrero de 1946, el avión fue transportado a Khimki , cerca de Moscú, a la planta número 301 , donde para entonces, después de muchos años de exilio, S. A. Lavochkin había regresado con su oficina de diseño . Las pruebas de fábrica, durante las cuales se realizaron 30 vuelos, finalizaron en mayo de 1946 . El 9 de junio de 1946, el avión se presentó para pruebas estatales en el Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea . Los primeros vuelos permitieron identificar defectos graves asociados con la estabilidad y controlabilidad de la aeronave. El 8 de julio de 1946, el auto fue devuelto a OKB-301 , y solo 17 días después continuaron con las pruebas. Por recomendación de G. P. Svishchev , se afiló la nariz del perfil de la sección central , lo que permitió mejorar significativamente las características de giro de la aeronave. El 10 de octubre de 1946 las pruebas estatales terminaron con resultado positivo, mientras que se perdió casi un mes y medio para reemplazar el motor y afinar las armas. A fines de 1946, el avión 130 se puso en producción en serie en la fábrica número 21 con el nombre de "producto 48" ("tipo 48"). En unidades militares, recibió la designación La-9 , [8] convirtiéndose en el primer avión de producción en la Unión Soviética con un perfil de ala laminar.