что делают закрылки на самолете
Ветеран трудяга «76-ой» часть 8(Механизация крыла)
Механизация крыла является неотъемлемой частью крыльев современных самолетов. К ней относятся устройства, позволяющие изменять аэродинамические характеристики крыла на отдельных этапах полёта
Различают два вида механизации по выполняемым функциям:
-для улучшения взлетно-посадочных характеристик (закрылки и предкрылки);
-для управления в полете (спойлеры в режиме гасителей подъемной силы и в элеронном режиме).
Простой закрылок представляет собой отклоняющийся вниз до 45° участок хвостовой части крыла. Для повышения эффективности закрылка он делается щелевым. При отклонении выдвижного закрылка между его носком и крылом образуется профилированная щель. На современных самолетах используются двух- или трехщелевые закрылки.
Предкрылки представляют собой часть носка крыла у передней кромки, которая отклоняется вниз на угол до 25° и выдвигается вперед, образуя с крылом профилированную щель. Так же, как и закрылки, предкрылки уменьшают взлетно-посадочные скорости самолета, а самое главное – увеличивают критический угол атаки.
К средствам механизации относятся спойлеры (интерцепторы), используемые как тормозные щитки, воздушные тормоза, гасители подъемной силы, элементы управления по крену и т.д. При отклонении спойлеров вверх нарушается обтекание крыла, что приводит к уменьшению коэффициента подъемной силы. С помощью спойлеров можно изменять вертикальную скорость снижения, уменьшать длину пробега при посадке за счет более эффективного торможения колес шасси и повышать эффективность управления по крену.
Назначение и состав вспомогательного управления самолётом.
Вспомогательное управление самолетом (или механизация крыла) предназначено для изменения аэродинамических характеристик самолёта на отдельных этапах полёта.
Работа всех элементов механизации крыла (закрылков, предкрылков и спойлеров) основана на управлении пограничным слоем на поверхности крыла и изменении кривизны профиля крыла.
Закрылки предназначены для улучшения взлетно-посадочных характеристик самолета (уменьшения Vвзл и Vпос и соответственно уменьшения потребной длины ВПП) за счет увеличения коэффициента подъемной силы из-за увеличения кривизны крыла при отклонении закрылков вниз и увеличения площади крыла при выдвижении закрылков назад.
Разновидностью механизации задней части крыла являются поворотные закрылки, щелевые закрылки (без выдвижения, выдвижные одно-, двух-, трёхщелевые), закрылки Фаулера, поворотные и скользящие (выдвижные) щитки
Элементы механизации передней части крыла обеспечивают ликвидацию срыва потока на крыле при больших углах атаки самолёта
Разновидностью механизации передней части крыла являются поворотные носки, предкрылки, носовые щитки, щитки Крюгера.
Спойлеры (интерцепторы) – это аэродинамические органы управления, выполненные в виде щитков, установленных на верхней плоскости крыла и поднимающихся вверх под углом к набегающему потоку, что приводит к уменьшению подъёмной силы крыла
С помощью спойлеров можно изменять вертикальную скорость снижения, уменьшать длину пробега при посадке за счет более эффективного торможения колес шасси и повышать эффективность управления по крену.
FLYGUY.RU — учимся летать!
Закрылки
Согласно определению, закрылком называется отклоняющаяся вниз или выдвигающаяся и одновременно отклоняющаяся задняя часть крыла. Поскольку добавить к этому нечего, сразу переходим к обсуждению использования закрылков в полете.
У курсантов, летающих в России, регулярно возникает вопрос: «Когда и на какой угол выпускать закрылки?». Рекомендации инструкторов на эту тему часто противоречат друг другу, как и «стандартные процедуры» больших авиакомпаний. Попытки найти истину в РЛЭ небольшого самолета обычно успеха не имеют, особенно если это самолет зарубежного производства.
Попробую внести некоторую ясность.
В западной летной школе существует единый подход к тому, как и когда выпускаются закрылки. Он выглядит следующим образом: закрылки выпускаются только в полетах с короткой полосы или мягкого грунта, а также при выполнении вынужденной посадки или посадки «из предосторожности». Нормальные взлет и посадка выполняются БЕЗ ЗАКРЫЛКОВ. Такова устоявшаяся практика и на этом построен летный экзамен.
Хочу особо подчеркнуть, что на Западе для малой авиации нормальным взлетом и посадкой (Exercise 16 и 18) считается работа с такой полосы, которыми в России располагают лишь крупные аэроузлы и военные аэродромы. Скажем, обучаясь в аэроклубе в Канаде, я выполнял полеты с полос длиной 7900 и 6200 футов международного аэропорта города Реджайны. Уверен, что ВПП многих российских аэроклубов и АУЦ в настоящее время далеки от этих характеристик. Поэтому большинство полетов в России можно классифицировать как полеты с коротких полос или с мягкого грунта, где выпуск закрылков полностью оправдан и прекрасно коррелирует со стандартными требованиями западной школы.
Для больших авиалайнеров (в силу их значительной массы и скорости) все взлеты и посадки являются «короткими», и они всегда пользуются механизацией. Но поскольку в больших авиакомпаниях принято самостоятельно разрабатывать собственные технологии работы экипажей, стандартные процедуры и т.п., нам не следует безоговорочно принимать их как руководство к действию.
Универсальный же подход состоит в том, что условием для выпуска закрылков является длина полосы или состояние ее покрытия. И если мы летаем с короткой или грунтовой ВПП, то закрылки надо обязательно выпускать. Остается вопрос «когда это делать?».
Я описал процедуры для короткой полосы и мягкого грунта в отдельных статьях. Здесь же мне хотелось коснуться общих моментов, касающихся выпуска закрылков.
Закрылки служат для временного увеличения подъемной силы крыла, что позволяет безопасно выполнять полет на более низких скоростях, имея достаточный запас до критического угла атаки и скорости сваливания. Побочным эффектом выпуска закрылков является увеличение аэродинамического сопротивления и ухудшение качества самолета. Казалось бы, это уничтожает все преимущества! Но нет, при заходе на посадку ухудшение качества дает дополнительную выгоду: самолет заметно тормозится и снижается по более крутой глиссаде. Грубо говоря, чем хуже качество самолета, тем больше он похож на летящий кирпич. Это совсем не выгодно на круизных режимах, но весьма полезно при посадке на короткую полосу. Самолет с низким качеством снижается более отвесно и способен перелететь высокие препятствия, быстро подойти к земле и плюхнуться в начале полосы. Самолет с высоким качеством при прочих равных условиях сел бы сильно дальше.
Существует эмпирическое «правило 20 градусов», гласящее, что при выпуске закрылков до 20 градусов росту подъемной силы сопутствует умеренное увеличение аэродинамического сопротивления. Затем, при отклонении закрылков на больший угол, увеличение сопротивления быстро опережает получаемый прирост подъемной силы. Это правило полезно запомнить, чтобы всегда принимать осмысленные решения при выборе угла выпуска закрылков. В соответствии с ним, закрылки выпускаются до 20 градусов для гарантии безопасности полета на уменьшенных скоростях, а выпущенные на больший угол (30 или 40 градусов) они уже практически не уменьшают скорость сваливания, но являются эффективными воздушными тормозами и обеспечивают крутую глиссаду при стабильной скорости.
Бытует мнение, что выпуск закрылков создает кабрирующий момент самолету. На этом стоит остановиться подробнее. Вообще-то, сам по себе выпуск закрылков создает пикирующий момент. Это вызвано тем, что выпущенные закрылки удлиняют САХ (или mean aerodynamic chord) крыла за счет сдвига его задней кромки «вниз и назад». В результате центр давления крыла также смещается назад относительно центра тяжести самолета, что создает пикирующий момент.
НО! Одновременно с этим, выпуск закрылков существенно увеличивает скос потока с крыла вниз. На верхнепланах (или бипланах, как в случае с Ан-2), этот поток оказывает существенное влияние на стабилизатор хвостового оперения. Когда стабилизатор, имеющий отрицательный угол атаки, начинает обдуваться еще более интенсивно и под еще большим (отрицательным) углом, это вызывает сильный кабрирующий момент.
Результирующий момент (разность двух этих моментов) оказывается действительно КАБРИРУЮЩИМ. Вот выдержка из «Практической аэродинамики самолета Ан-2» М.Н. Шифрина:
Однако, если вы летаете на низкоплане, особенно таком как Як-18Т со щитком ПОД фюзеляжем и высоко расположенным стабилизатором, данный эффект не будет действовать в полном объеме. Субъективно вам может казаться, что щиток также дает сильное кабрирование, требующее коррекции штурвалом «от себя», но на самом деле, самолет просто «вспухает» за счет резкого увеличения подъемной силы при быстром выпуске щитка с 0 градусов до 50 (!) в один прием. Уже через несколько секунд после этого он спокойно летит с довольно низко опущенным носом, что ставит под сомнение создание «сильного кабрирующего момента».
Еще меньше кабрирующий момент ожидается на самолетах-низкопланах с «T-tail», таких, например, как Diamond Katana DA-20. На них стабилизатор и руль высоты находятся существенно выше зоны влияния скоса потока.
Таким образом, если для высокопланов и некоторых бипланов можно с уверенностью утверждать, что выпуск закрылков всегда вызывает кабрирующий момент, то для низкопланов и, особенно, низкопланов с «T-tail» это будет не совсем верно. На таких самолетах выпуск закрылков вполне может приводить к пикирующему моменту.
ВАЖНО: остерегайтесь выпуска закрылков в разворотах, делайте это строго в горизонтальном полете. Опасность состоит в том, что если один из них выходит из строя или примерзает, то второй, действуя как элерон, создает дополнительную подъемную силу только на одном крыле. Возникший из-за этого крен может сложиться с креном в развороте, и тогда ситуация очень быстро станет критической. Вы можете так и не понять, что произошло, перевернувшись вверх колесами в непосредственной близости от земли. В горизонтальном полете крен, возникший от несимметричного выпуска закрылков, легче заметить, и если это произошло, то нужно как можно быстрее перевести их селектор на уборку. В случае, если один из них заклинил в промежуточном положении, нужно установить в это же положение и второй и больше не пользоваться закрылками до окончания полета.
Конечно, поскольку Як-18Т оборудован только одним щитком, его несимметричный выпуск технически не возможен. Но я бы рекомендовал придерживаться единого стереотипа поведения независимо от типа самолета. Тем более, что на этом самолете щиток имеет лишь два положения «убран» и «выпущен», и при выпуске он отклоняется сразу на большой угол. Это требует энергичных контрдействий штурвалом для предотвращения набора высоты. При этом ориентироваться приходится по положению капота-горизонта или по проекции ВПП в лобовом стекле, что делать в развороте значительно труднее, чем в горизонтальном полете.
Также ВАЖНО, что выпуск и уборку закрылков, по возможности, следует производить в несколько приемов. Если выпуск в один прием не является чем-то особенно опасным, а лишь приводит к нежелательному набору высоты (что особенно заметно на Яках), то быстрая уборка ведет к существенной просадке самолета. Если это произойдет у самой земли (например, при уходе на второй круг), последствия могут быть катастрофическими.
Конечно, закрылки, выпущенные на заходе на 30 или 40 градусов, при уходе на второй круг надо оперативно убрать до 20, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Как упоминалось выше, в этом случае потеря подъемной силы будет несущественна. Но делать это все-таки нужно без паники. Дав взлетный режим, следует удостовериться, что самолет начал набирать скорость в горизонтальном полете. Только когда скорость достигнет хотя бы Vx, можно убирать закрылки одним движением до 20 градусов и приступать к набору высоты. В процессе набора высоты закрылки доубирают в два этапа: сначала до 10 градусов, а затем полностью.
При выполнении конвейеров на Як-18Т с короткой полосы у курсанта может сформироваться моторный рефлекс на уборку щитка после посадки (так было у меня). Это связано с необходимостью всегда быстро убирать щиток на пробегах и отрабатывается до автоматизма многократными повторениями. Однако в том случае, когда по каким-либо причинам инструктор дает курсанту команду на уход на второй круг с малой высоты, этот рефлекс может сослужить дурную службу. Данный тип самолета при уборке щитка просаживается на десятки метров (до 50!), что чревато столкновением с землей. Мой инструктор дважды ловил мою руку на кране уборки в таких ситуациях. Постарайтесь избежать моих ошибок и делайте небольшую паузу перед тем как дергать краны и селекторы закрылков в воздухе. Не спешите, выдохните и подумайте еще раз, все ли вы правильно делаете. Если вы уже установили взлетный режим, то самолет будет лететь и даже устойчиво набирать высоту с выпущенным щитком, так что времени на раздумья у вас достаточно. В данном конкретном случае надо сначала убрать шасси и лишь затем, набрав минимум 50 метров, убрать щиток.
Закрылки
Механиза́ция крыла́ — совокупность устройств на крыле летательного аппарата, предназначенных для регулирования его несущих свойств. Механизация включает в себя закрылки, предкрылки, интерцепторы, спойлеры, флапероны, активные системы управления пограничным слоем и т. д.
Содержание
Закрылки
Закрылки — отклоняемые поверхности, симметрично расположенные на задней кромке крыла. Закрылки в убранном состоянии являются продолжением поверхности крыла, тогда как в выпущенном состоянии могут отходить от него с образованием щелей. Используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полётe на малых скоростях.
Принцип работы закрылков заключается в том, что при их выпуске увеличивается кривизна профиля и (в некоторых случаях) площадь поверхности крыла, следовательно, увеличивается и подъёмная сила. Кроме того, выпуск закрылков способствует увеличению аэродинамического сопротивления. При выпуске закрылков обычно возникает необходимость перебалансировки самолёта из-за возникновения дополнительного продольного момента, что усложняет управление самолётом. Закрылки, образующие при выпуске профилированные щели, называют щелевыми. Закрылки могут состоять из нескольких секций, образуя несколько щелей (как правило, от одной до трех). К примеру, на отечественном Ту-154М применяются двухщелевые закрылки, а на Ту-154Б — трёхщелевые. Щели способствуют перетеканию воздушного потока с нижней поверхности на верхнюю, одновременно разгоняя его. Это помогает затянуть срыв потока с закрылков и, таким образом, увеличить возможный угол их отклонения и допустимый угол атаки.
Флапероны
Флапероны, или «зависающие элероны» — элероны, которые могут выполнять также функцию закрылков при их синфазном отклонении вниз. Широко применяются в сверхлёгких самолётах [1] и радиоуправляемых авиамоделях при полётах на малых скоростях, а также на взлёте и посадке. Иногда применяется на более тяжелых самолётах (например, Су-27). Основное достоинство флаперонов — это простота реализации на базе уже имеющихся элеронов и сервоприводов.
Предкрылки
В целом, эффект предкрылков заключается в увеличении допустимого угла атаки, то есть срыв потока с верхней поверхности крыла происходит при бо́льшем угле атаки.
Помимо простых, существуют так называемые адаптивные предкрылки. Адаптивные предкрылки автоматически отклоняются для обеспечения оптимальных аэродинамических характеристик крыла в течение всего полета. Также обеспечивается управляемость по крену при больших углах атаки с помощью асинхронного управления адаптивными предкрылками.
Интерцепторы
Интерцепторы (спойлеры) — отклоняемые или выпускаемые в поток поверхности на верхней и(или) нижней поверхности крыла, которые увеличивают аэродинамическое сопротивление и уменьшают(увеличивают) подъёмную силу. Поэтому интерцепторы также называют органами непосредственного управления подъёмной силой. Не следует путать интерцепторы с воздушными тормозами.
В зависимости от площади поверхности консоли, расположения её на крыле и т. д. интерцепторы делят на:
Внешние элерон-интерцепторы
Элерон-интерцепторы представляют собой дополнение к элеронам и используются в основном для управления по крену. Они отклоняются несимметрично. Например, на Ту-154 при отклонении левого элерона вверх на угол до 20°, элерон-интерцептор на этой же консоли автоматически отклоняется вверх на угол до 45°. В результате подъёмная сила на левой консоли крыла уменьшается, и самолёт кренится влево.
У некоторых самолетов, например, МиГ-23, интерцепторы (наряду с дифференциально отклоняемым стабилизатором) являются главным органом управления по крену.
Спойлеры
Спойлеры (интерцепторы) — гасители подъемной силы.
Симметричное задействование интерцепторов на обоих консолях крыла приводит к резкому уменьшению подъемной силы и торможению самолёта. После выпуска самолёт балансируется на бо’льшем угле атаки, начинает тормозиться за счет возросшего сопротивления и плавно снижаться. Возможно изменение вертикальной скорости без изменения угла тангажа.
Интерцепторы также активно используются для гашения подъемной силы после приземления или при прерванном взлёте и для увеличения сопротивления. Необходимо отметить, что они не столько гасят скорость непосредственно, сколько снижают подъёмную силу крыла, что приводит к увеличению нагрузки на колеса и улучшению сцепления колёс с поверхностью. Благодаря этому, после выпуска внутренних интерцепторов можно переходить к торможению с помощью колёс.
Как устроен самолет названия частей самолета
Механизация крыла
Основные части механизации крыла
Основная статья: Механизация крыла
Складывающееся крыло
К конструкции со складывающимся крылом прибегают в том случае, когда хотят уменьшить габариты при стоянке воздушного судна. Наиболее часто такое применение встречается в палубной авиации (Су-33, Як-38, F-18, Bell V-22 Osprey), но и рассматривается иногда для пассажирских ВС (КР-860).
Предназначение механизации
Применяя такие крылья, удалось достичь сильного увеличения значения подъемной силы аппарата. Значительное увеличение этого показателя привело к тому, что сильно уменьшился пробег самолета при посадке по полосе, а также уменьшилась скорость, с которой он приземляется или взлетает. Назначение механизации крыла также в том, что она улучшила устойчивость и повысила управляемость такой большой авиамашины, как самолет. Это особенно стало заметно, когда летательный аппарат набирает высокий угол атаки. К тому же стоит сказать, что существенное снижение скорости посадки и взлета не только увеличило безопасность выполнения этих операций, но и позволило сократить затраты на строительство взлетных полос, так как появилась возможность их сокращения по длине.
Механизмы передней кромки крыла
В качестве механизмов передней кромки крыла используются предкрылки и отклоняемые носки крыла.
Предкрылки наиболее сложные по конструкции устройства. Они представляют собой выдвижные механизмы аэродинамического профиля, установленные в передней части крыла. Их назначение улучшать летные возможности самолета на малых скоростях. При взлете их применение увеличивает угол набора высоты, что увеличивает крутизну взлета самолета и его быстрый выход на заданную высоту полета.
Обычный щелевой предкрылок в выпущенном состоянии
После выдвижения предкрылков вперед и вниз, образуется зазор, который, как и в случае с закрылками, открывает проход для набегающего потока воздуха с нижней кромки крыла к верхней его поверхности, что предотвращает срыв потока и повышает устойчивость полета самолета. Конструкция механизмов предкрылков обладает большой массой.
К основным недостаткам предкрылков следует отнести то, что в полете их деформация отличается от деформации основного крыла, что ухудшает аэродинамическое качество крыла в целом.
К разновидностям предкрылков относятся Щитки Крюгера, выполненные в виде отклоняющихся вперед и вниз плоскостей. Их применяют вместе с предкрылками на стреловидных крыльях. Они могут использоваться только до определенного угла подъема самолета. При его превышении происходит потеря управляемости.
Отклоняемые носки крыла. Применяются на самолетах с тонким крылом, где невозможно разместить механизмы предкрылков. Назначение их такое же, как и предыдущих механизмов – понизить вероятность потери управления при малых скоростях полета самолета и увеличить подъемную силу крыла.
К средствам механизации относятся также устройства, уменьшающие подъемную силу (тормозные щитки) и интерцепторы. Конструктивно они представляют собой профилированные плоскости. Располагаются в верхней части крыла перед закрылками. Если самолету нужно снизить скорость, они поднимаются вверх, и создают дополнительное сопротивление.
В убранном положении они спрятаны в крыло. Тормозные щитки отклоняются вверх синхронно, а интерцепторы используются в качестве органов управления креном самолета, поэтому они отклоняются только с той стороны крыла, в сторону которой направлен крен. Для повышения управляемости интерцепторы располагаются как можно дальше от оси самолета.
Механизация Боинг-747. Трехщелевые закрылки Фаулера, предкрылки Крюгера (ближе к фюзеляжу), обычные предкрылки (дальше).
Механизация крыла самолета
Крыло самолета — сложная инженерная конструкция, состоящая из множества деталей. Для создания силы, способной поднять самолет в воздух, крылу придается аэродинамическая форма.
В разрезе классическое крыло напоминает вытянутую каплю с плоской нижней частью. Благодаря такой форме, набегающий во время полета аэроплана воздушный поток, сжимается в нижней поверхности крыла, а в верхней образуется разреженное пространство. Сформировавшиеся при этом силы начинают толкать крыло в сторону разреженного пространства, то есть вверх. Таким образом, создается подъемная сила.
Но эти условия полета формируются только при достаточной скорости. Поэтому все самолеты (кроме самолетов с вертикальным взлетом) сначала разгоняются. Им нужно набрать определенную скорость, чтобы оторваться от взлетной полосы и начать набор высоты. Это так называемая скорость отрыва. Она для каждого самолета своя, и даже для одного и того же самолета, но с разной взлетной массой, она тоже будет отличаться. И только после набора этой скорости, крыло начинает поддерживать самолет и не дает ему упасть.
На этапе разгона и набора высоты, для создания большей силы подъема, крыло должно иметь, как можно большую площадь.
Также большая площадь необходима для снижения и посадки аэроплана. Однако в прямолинейном полете, желательно чтобы площадь крыла была как можно меньше с целью создания наименьшего сопротивления. Все эти противоречивые требования «уживаются» в конструкции крыла при помощи специальных механических устройств.
Механизация крыла самолета подразделяется на механические устройства, расположенные на задней и передней кромках крыла.
Основное предназначение этих устройств – управление подъемной силой и сопротивлением самолета, преимущественно когда самолет взлетает или садится. Средства механизации крыла должны отвечать довольно жестким требованиям, и, в первую очередь, к ним относятся слаженность действия механизмов и безотказность их работы. Механизация крыла самолета конструкция и назначение отдельных его составляющих частей представлены ниже.
Механизация крыла на примере Боинг-737
Элероны и интерцепторы
Кроме тех элементов, что уже были описаны, есть еще те, которые можно отнести к второстепенным. Система механизации крыла включает в себя такие второстепенные детали, как элероны. Работа этих деталей осуществляется дифференциально. Чаще всего используется конструкция такая, что на одном крыле элероны направлены вверх, а на втором они направлены вниз. Кроме них есть еще и такие элементы, как флапероны. По своим характеристикам они схожи с закрылками, отклоняться эти детали могут не только в разные стороны, но и в одну и ту же.
Дополнительными элементами являются также интерцепторы. Эта деталь является плоской и располагается на поверхности крыла. Отклонение, или скорее подъем, интерцептора осуществляется прямо в поток. Из-за этого происходит увеличение торможения потока, в силу этого увеличивается давление на верхней поверхности. Это приводит к тому, что уменьшается подъемная сила именно данного крыла. Эти элементы крыла иногда еще называют органами для управления подъемной силой самолета.
Стоит сказать о том, что это довольно краткая характеристика всех элементов конструкции механизации крыла самолета. В действительности там используется намного больше разнообразных мелких деталей, элементов, которые позволяют пилотам полностью контролировать процесс посадки, взлета, самого полета и т. д.
Закрылки самолета. Основные виды.
Закрылки – первая из придуманных разновидностей механизации крыла, они же и наиболее эффективны. Они широко применялись еще до Второй Мировой войны, а на ее протяжении и после их конструкция была доработана и, также, были изобретены новые виды закрылок. Основными характеристиками, которые указывают на то, что это закрылок действительно является им – его расположение и манипуляции, которые с ним происходят. Закрылки всегда находятся на задней кромке крыла и всегда опускаются вниз, и, к тому же, могут выдвигаться назад. При опускании закрылка увеличивается кривизна крыла, при его выдвижении – площадь. А раз подъемная сила крыла прямо пропорциональна его площади и коэффициенту подъемной силы, то если обе величины увеличиваются, закрылок выполняет свою функцию наиболее эффективно. По своему устройству и манипуляциям закрылки делятся на:
Каким образом функционируют все вышеперечисленные закрылки показано на схеме. Простой закрылок, как видно из схемы, просто отклоняемая вниз задняя кромка крыла. Таким образом, кривизна крыла увеличивается, однако область низкого давления над крылом уменьшается, потому простые закрылки менее эффективны, чем щитовые, верхняя кромка которых не отклоняется и область низкого давления не теряет в размерах.
Щелевой закрылок получил свое название по причине образуемой им щели после отклонения. Эта щель позволяет проходить воздушной струе к области низкого давления и направлена она таким образом, чтобы предотвращать срыв потока (процесс, во время которого величина подъемной силы резко падает), придавая ему дополнительную энергию.
Закрылок Фоулера выдвигается назад и вниз, чем увеличивает и площадь и кривизну крыла. Как правило, он сконструирован таким образом, чтобы при его выдвижении еще и создавалась щель, или две, или даже три. Соответственно он выполняет свою функцию наиболее эффективно и может давать прирост в подъемной силе до 100%.
Предкрылки. Основные функции.
Предкрылки – отклоняемые поверхности на передней кромке крыла. По своему строению и функциям они схожи с закрылками Фаулера – отклоняются вперед и вниз, увеличивая кривизну и немного площадь, образуют щель, для прохода воздушного потока к верхней кромке крыла, чем способствуют увеличению подъемной силы. Предкрылки, просто отклоняемые вниз, которые не создают щели называются отклоняемыми носками и только увеличивают кривизну крыла.
Спойлеры и их задачи.
Спойлеры. Перед рассмотрением спойлеров, следует заметить, что при создании дополнительной подъемной силы всеми вышеперечисленными устройствами создается дополнительное лобовое сопротивление, что ведет к понижению скорости. Но это происходит как следствие повышения подъемной силы, в то время как задача спойлеров – конкретно значительное повышение лобового сопротивления и прижимание самолета к земле после касания. Соответственно это единственное устройство механизации крыла, которое находится на верхней его поверхности и отклоняется вверх, чем и создается прижимная сила.
А зачем же нужно увеличивать подъемную силу? Вообще требуется не столько увеличение подъемной силы, сколько уменьшение скорости самолета, по крайней мере в гражданской авиации. А поскольку эти две величины непосредственно связаны, потому и происходит одно за счет другого.
Уменьшение скорости необходимо при взлете и посадке для обеспечения большей безопасности и уменьшения длины взлетной полосы. Кроме того, боевым самолетам довольно часто при выполнении того или иного маневра необходимо очень быстро увеличить либо уменьшить подъемную силу, для чего и служит механизация крыла.
Механизмы задней кромки крыла
при взлете и посадке самолета, для увеличения площади крыла и изменения его аэродинамических характеристик, применяются щитки и закрылки.
Они представляют собой выдвижные или поворотные плоскости. Обыкновенные щитки просто отклоняются вниз при помощи поворотного механизма. Выдвижные щитки, вначале выдвигаются назад за плоскость крыла, а затем наклоняются вниз. Закрылки подразделяются на обыкновенные и щелевые.
Обыкновенные закрылки тоже просто отклоняются вниз. Обыкновенные щитки и закрылки при отклонениях не имеют зазора между крылом. Щелевые закрылки в рабочем положении образуют зазор между своим корпусом и крылом. За счет этого зазора, области низкого и высокого давления в верхней и нижней поверхности крыла сообщаются между собой. Это способствует равномерному обтеканию крыла воздухом, предотвращает срывы потока и падение подъемной силы.
Выпущенные закрылки (Фаулера) самолета ТУ-154
Щелевые закрылки, так же как и крыло подвергаются скоростному напору воздуха и поэтому имеют аэродинамический профиль.
Они подразделяются на однощелевые и многощелевые. Однощелевые закрылки представляют собой простую однопрофильную конструкцию и просто отклоняются вниз, или выдвигаются назад из крыла, а затем отклоняются вниз.
Многощелевые закрылки имеют сложную многоступенчатую многопрофильную (до 3-х профилей) конструкцию с механизмом выдвижения из крыла. Каждый профиль многоступенчатой конструкции отклоняется на свой угол. При опускании закрылков и щитков изменяется аэродинамика крыла, а при их выдвижении увеличивается его площадь. Все эти действия способствуют увеличению подъемной силы крыла.
Простой (поворотный) закрылок
Тема 1.4. Силовая установка самолета Общая характеристика воздушных винтов
Силовая установка
предназначена
для создания
силы тяги, необходимой для преодоления
лобового сопротивления и обеспечения
поступательного движения ЛА.
Сила тяги создается
установкой, состоящей из двигателя,
движителя (воздушного винта) и систем.
Воздушный
винт, применяемый на самолетах для
создания силы тяги, называется гребным
винтом, в отличие от несущего
винта,
применяемого на вертолетах.
Воздушные винты
используются не только на летательных
аппаратах, но и на глиссерах, аэросанях,
аппаратах на воздушной подушке.
Идея
применения воздушного винта на летательном
аппарате возникла давно. Еще в XV
веке Леонардо да Винчи создал проект
летательного аппарата с несущим винтом,
который приводился в действие
мускульной силой человека.
В
1754г. М.В. Ломоносовым была построена
модель вертолета, названная им
«аэродинамической машинкой», на которой
использовались так называемые соосные
винты, приводимые в действие часовой
пружиной. Теория воздушного винта
разработана Н. Е. Жуковским и его
учениками.
В настоящее время
воздушные винты на многих самолетах
заменены реактивными двигателями,
создающими тягу непосредственно,
без помощи винта. Однако для полетов на
дозвуковых скоростях воздушные
винты, работающие от поршневых и
газотурбинных двигателей, продолжают
широко применяться.
Воздушный винт
– лопастный агрегат, вращаемый валом
двигателя, создающий тягу в воздухе,
необходимую для движения самолета.
Воздушный винт преобразует крутящий
момент на валу двигателя в
аэродинамическую силу тяги.
по числу
лопастей:
на
двух-, трех-, четырех- и многолопастные;
по материалу
изготовления:
надеревянные,
металлические;
по направлению
вращения:
левого и правого вращения;
по расположению
относительно двигателя:
натянущие
и толкающие;
по форме
лопастей:
на обычные, саблевидные, веслообразные;
по типам:
на фиксированные,
неизменяемого и изменяемого шага.
Рисунок 4.1
Воздушный двухлопастный винт неизменяемого
шага
Винт неизменяемого
шага имеет
лопасти, которые не могут вращаться
вокруг своих осей. Лопасти со ступицей
выполнены как единое целое.
Винт фиксированного
шага имеет
лопасти, которые устанавливаются на
земле перед полетом под любым углом к
плоскости вращения и фиксируются. В
полете угол установки не меняется.
Винт изменяемого
шага имеет
лопасти, которые во время работы могут
при помощи гидравлического или
электрического управления вращаться
вокруг своих осей и устанавливаться
под нужным углом к плоскости вращения.
По диапазону
углов установки лопастей
воздушные винты подразделяются:
на обычные,
у которых угол установки изменяется от
13 до 50°, ониустанавливаются
на легкомоторных самолетах;
на флюгерные,у которыхугол установки
меняется от 0 до 90°;
на тормозные
или реверсные винты,
которыеимеют
изменяемый угол установки от –15о
до +90о.
Таким винтом создают отрицательную
тягу и сокращают длину пробегасамолета.
Работа воздушного
винта основана на тех же принципах, что
и крыло самолета: по третьему закону
Ньютона винт, вращаясь, отбрасывает
массу воздуха назад вдоль своей оси.
Реакцией движущейся массы воздуха
является тяга винта. Чем больше масса
и скорость отбрасываемого воздуха, тем
больше развиваемая винтом тяга.
ЗАКОНЦОВКИ КРЫЛА
Законцовки крыла служат для увеличения эффективного размаха крыла, снижая лобовое сопротивление, создаваемое срывающимся с конца стреловидного крыла вихрем и, как следствие, увеличивая подъёмную силу на конце крыла. Также законцовки позволяют увеличить удлинение крыла, почти не изменяя при этом его размах.
Применение законцовок крыла позволяет улучшить топливную экономичность у самолётов, либо дальность полёта у планёров. В настоящее время одни и те же типы самолётов могут иметь разные варианты законцовок.
Вот вкратце такова механизация крыла. Именно вкратце.На самом деле эта тема намного шире.
Если хотите блеснуть эрудицией в узком кругу, знайте! у большинства современных самолетов — ОДНО крыло! А слева и справа это полуКрылья! ))
РЖД показали концепт первого российского высокоскоростного поезда (7 фото)
Роботы ушедшего столетия
Какие игрушки-роботы существовали в 80-е годы (10 фото)
10 узлов, которые пригодятся в реальной жизни (10 фото)
РЖД показали концепт первого российского высокоскоростного поезда (7 фото)
Роботы ушедшего столетия. Какие игрушки-роботы существовали в 80-е годы (10 фото)
10 узлов, которые пригодятся в реальной жизни (10 фото)
Общая информация
Люди всегда хотели быстрее ездить, быстрее летать и т. д. И, в общем-то, с самолетом это вполне получилось. В воздухе, когда аппарат уже летит, он развивает огромную скорость. Однако тут следует уточнить, что высокий показатель скорости приемлем лишь во время непосредственного полета. Во время взлета или посадки все совсем наоборот. Для того чтобы успешно поднять конструкцию в небо или же, наоборот, посадить ее, большая скорость не нужна. Причин этому несколько, но основная кроется в том, что для разгона понадобится огромная взлетная полоса.
Вторая основная причина – это предел прочности шасси самолета, который будет пройден, если взлетать таким образом. То есть в итоге получается так, что для скоростных полетов нужен один тип крыла, а для посадки и взлета – совсем другой. Что же делать в такой ситуации? Как создать у одного и того же самолета две принципиально разных по своей конструкции пары крыльев? Ответ – никак. Именно такое противоречие и подтолкнуло людей к новому изобретению, которое назвали механизацией крыла.
Угол атаки
Чтобы доступно объяснить, что такое механизация, необходимо изучить еще один небольшой аспект, который называется углом атаки. Эта характеристика имеет самую непосредственную связь со скоростью, которую самолет способен развить
Здесь важно понимать, что в полете практически любое крыло находится под углом по отношению к набегающему на него потоку. Вот этот показатель и зовется углом атаки
Допустим, чтобы лететь с малой скоростью и при этом сохранить подъемную силу, чтобы не упасть, придется увеличить этот угол, то есть самолета вверх, как это делается на взлете. Однако тут важно уточнить, что есть критическая отметка, после пересечения которой поток не сможет удерживаться на поверхности конструкции и сорвется с нее. Такое в пилотировании называют отрывом пограничного слоя.
Этим слоем называют поток воздуха, который непосредственно соприкасается с крылом самолета и создает при этом аэродинамические силы. С учетом всего этого формируется требование – наличие большой подъемной мощности на малой скорости и поддержание требуемого угла атаки, чтобы лететь на высокой скорости. Именно эти два качества и совмещает в себе механизация крыла самолета.
Как они работают
Подъемная сила крыла самолета создается за счет разницы давления. Оно изменяется за счет нахождения потоков воздуха.
Принцип действия объясняется и ударной моделью Ньютона. Частицы воздуха наталкиваются на нижнюю полуплоскость крыла, который расположен под углом к потоку, и отскакивают вниз, выталкивая крыло наверх.
Строение крыла самолета.
Сколько крыльев у самолета? В классической модели их два — по одному с каждого бока.
Существует такое понятие, как размах крыла самолета. Это расстояние от вершины левой части крыла до верха правой. Оно измеряется по прямой линии и не зависит от формы или его стреловидности.
Примечания
Эта страница в последний раз была отредактирована 18 октября 2018 в 00:20.
Конструктивные особенности
Устройство авиалайнера может быть различны в зависимости от конкретного типа и предназначения. Самолеты, сконструированные по аэродинамической схеме, могут иметь разную геометрию крыльев. Чаще всего для пассажирских полетов используют воздушные судна, которые выполнены по классической схеме. Вышеописанная компоновка основных частей относится именно к таким авиалайнерам. У моделей этого типа укорочена носовая часть. Благодаря этому обеспечивается улучшенный обзор передней полусферы. Главным недостатком таких самолетов является относительно невысокое КПД, что объясняется необходимостью применения оперения большой площади и, соответственно, массы.
Еще одна разновидность самолетов носит наименование «утка» из-за специфической формы и расположения крыла. Основные части в этих моделях размещены не так, как в классических. Оперение горизонтальное (устанавливающееся в верхней части киля) расположено перед крылом. Это способствует увеличению подъемной силы. А также благодаря такому расположению удается уменьшить массу и площадь оперения. При этом оперение вертикальное (стабилизатор высоты) функционирует в невозмущенном потоке, что значительно повышает его эффективность. Самолеты этого типа более просты в управлении, чем модели классического типа. Из недостатков следует выделить уменьшение обзора нижней полусферы из-за наличия оперения перед крылом.