Класичний профіль крила має такий вигляд
Найбільша товщина розташовується приблизно на 40% хорди.
Відповідно до законо м Бернуллі. з ростом швидкості потоку, його внутрішній тиск падає.
Верхня кромка крила опукла, а отже, повітряний потік звужується над нею. Водночас відбувається два динамічних процесу - прискорення потоку над крилом і зниження його внутрішнього тиску. Однак, якщо літак летить на високій швидкості, то над крилом виникає область надзвукового потоку, що завершується стрибком ущільнення. Поява стрибків різко збільшує динамічний опір крила, що вкрай негативно позначається на витраті палива. Просунуться по швидкості можна було б, сплющена профіль зверху. Товщину профілю при цьому бажано залишити тій же - чим товще профіль, тим легше крило. На пальцях цей ефект можна пояснити наступним чином
Зламати трикутник набагато складніше, ніж трикутник, який прагне до подвійної прямий. Отже, при рівній навантаженні трикутник можна зробити легше.
Є ще один варіант пояснення:
Труба має майже таку ж міцність на вигин, як і цілісний циліндр (лом) того ж діаметру. але важить значно менше. Отже, при тій же вазі матеріалу, можна зробити трубу більшого діаметра, ніж лом, яка в підсумку матиме набагато більшу міцність, ніж лом. Отже, для досягнення рівних прочностей, труба меншого діаметра повинна мати більш товсті стінки.
Отже, для того, щоб збільшити критичну швидкість, потрібно сплюснути профіль, але при цьому зберегти його товщину. Однак такий профіль буде наближатися до симетричного. В результаті для отримання тієї ж підйомної сили його потрібно ставити під більший кут атаки до набігаючого потоку. І стрибок виникне навіть раніше, ніж у вихідного профілю.
Рішення проблеми знайшов американський інженер по авіаційній техніці Річард Уїткомб. Він запропонував зробити звужується підрізування на нижній поверхні задньої частини крила. Розширюється в підрізуванні потік, збільшував тиск під крилом і компенсував падіння підйомної сили. Такий профіль отримав подальший розвиток. Конструктори спроектували майже симетричний профіль передньої частини крила і підрізування в задній, додавши невеликий плавний відгин хвостика крила вниз. Профіль отримав назву сверхкритического.
Середня лінія при цьому змінюється приблизно таким чином.
Такі профілі стали називати надкритичними (суперкритичним). Досить швидко вони еволюціонували в сверхкритические профілі 2-го покоління - передня частина наближалася до симетричної, а підрізування посилювалася.
Догляд середній частині профілю вниз приніс би додаткове просування по швидкості.
Однак подальший розвиток в цьому напрямку зупинилося - ще більш сильна підрізка робила задню кромку затонкою з точки зору міцності. Іншим недоліком сверхкритического крила 2-го покоління був момент на пікірування, який доводилося парирувати навантаженням на горизонтальне оперення.
Ми вирішили: раз не можна підрізати ззаду - потрібно підрізати спереду.
Про результат пишуть:
"Як ви розумієте, це завдання було блискуче вирішена. І рішення було настільки ж геніально, скільки і просто - застосували підрізування в передній нижній частині крила і зменшили її в задній. Це ідея разом ліквідувала обидві проблеми (пікірування і міцності), зберігши всі гідності сверхкритического профілю.
Тепер у інженерів з'явилася пряма можливість збільшити швидкість польоту більш ніж на 10% без збільшення потужності двигунів, або збільшити міцність крила без збільшення його маси.
Тут коротка історія еволюції аеродинамічних профілів в картинках. "
Увага! Починаю викладати на цьому сайті цикл відіолекцій по ціноутворенню.