Механизация на крило на самолет: описание, принцип на действие и устройство

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Онези, които летяха със самолети и обърнаха внимание на крилото на желязна птица, докато тя сяда или излита, вероятно са забелязали, че тази част започва да се променя, появяват се нови елементи и самото крило става по-широко. Този процес се нарича механизация на крилото.

Обща информация

Хората винаги са искали да карат по-бързо, да летят по-бързо и т.н. И като цяло със самолета се получаваше доста добре. Във въздуха, когато устройството вече лети, то развива огромна скорост. Тук обаче трябва да се поясни, че висока скорост е приемлива само по време на директен полет. По време на излитане или кацане е точно обратното. За да повдигнете успешно конструкцията в небето или, обратно, да я приземите, не е необходима висока скорост. Има няколко причини за това, но основната е, че ще ви трябва огромна писта, за да ускорите.

Втората основна причина е якостта на опън на колесника на самолета, която ще бъде пропусната, ако се свали по този начин. Тоест в крайна сметка се оказва, че за високоскоростни полети е необходим един тип крило, а за кацане и излитане - съвсем различен. Какво да направите в такава ситуация? Какда създадете два чифта крила, фундаментално различни по дизайн за един и същ самолет? Отговорът е не. Именно това противоречие подтикна хората към ново изобретение, наречено механизация на крилото.

Ъгъл на атака

За да обясним по достъпен начин какво представлява механизацията, е необходимо да проучим още един малък аспект, който се нарича ъгъл на атака. Тази характеристика има най-пряка връзка със скоростта, която самолетът може да развие. Тук е важно да се разбере, че по време на полет почти всяко крило е под ъгъл спрямо насрещния поток. Този индикатор се нарича ъгъл на атака.

Да приемем, че за да летите с ниска скорост и в същото време да поддържате подемната сила, за да не паднете, ще трябва да увеличите този ъгъл, тоест да повдигнете носа на самолета нагоре, както е направено при излитане. Тук обаче е важно да се изясни, че има критична марка, след пресичане на която потокът няма да може да се задържи на повърхността на конструкцията и ще се откъсне от нея. При пилотирането това се нарича разделяне на граничния слой.

Този слой се нарича въздушен поток, който е в пряк контакт с крилото на самолета и по този начин създава аеродинамични сили. Имайки предвид всичко това, се формира изискването – наличие на голяма подемна сила при ниска скорост и поддържане на необходимия ъгъл на атака, за да се лети с висока скорост. Именно тези две качества съчетават механизацията на крилото на самолета.

Подобряване на производителността

За подобряванехарактеристики на излитане и кацане, както и за да се гарантира безопасността на екипажа и пътниците, е необходимо да се намали максимално скоростта на излитане и кацане. Именно наличието на тези два фактора доведе до факта, че дизайнерите на профила на крилото започнаха да прибягват до създаването на голям брой различни устройства, които са разположени директно върху крилото на самолета. Набор от тези специални управлявани устройства стана известен като механизация на крилата в авиационната индустрия.

Цел на механизация

Използвайки такива крила, беше възможно да се постигне силно увеличение на стойността на повдигащата сила на апарата. Значителното увеличение на този показател доведе до факта, че пробегът на самолета по време на кацане по пистата беше значително намален, а скоростта, с която той каца или излита, също намалява. Целта на механизацията на крилото е също така да подобри стабилността и да увеличи управляемостта на такъв голям самолет като самолет. Това стана особено забележимо, когато самолетът придобива голям ъгъл на атака. Освен това трябва да се каже, че значителното намаляване на скоростта на кацане и излитане не само повиши безопасността на тези операции, но и намали разходите за изграждане на писти, тъй като стана възможно да се намали тяхната дължина.

Същността на механизацията

Така че, най-общо казано, механизацията на крилото доведе до факта, че параметрите на излитане и кацане на самолета бяха значително подобрени. Този резултат беше постигнат чрез значително увеличаване на максималния коефициент на повдигане.

Същността на товаПроцесът се състои във факта, че се добавят специални устройства, които увеличават кривината на профила на крилото на апарата. В някои случаи също се оказва, че не само кривината се увеличава, но и директната площ на този елемент на самолета. Поради промяната в тези показатели, моделът на потока също се променя напълно. Тези фактори са решаващи за увеличаване на коефициента на повдигане.

Важно е да се отбележи, че конструкцията на механизацията на крилото е изпълнена по такъв начин, че всички тези детайли да са управляеми по време на полет. Нюансът се крие във факта, че при малък ъгъл на атака, тоест когато летят вече във въздуха с висока скорост, те всъщност не се използват. Пълният им потенциал се разкрива именно по време на кацане или излитане. В момента има няколко вида механизация.

Shield

Щитът е една от най-често срещаните и прости части на механизирано крило, която се справя доста ефективно със задачата за увеличаване на коефициента на подемна сила. В схемата за механизация на крилото този елемент е отклоняваща се повърхност. Когато е прибран, този елемент е почти близо до долната и задната част на крилото на самолета. Когато тази част се отклони, максималната повдигаща сила на превозното средство се увеличава, тъй като ефективният ъгъл на атака се променя, както и вдлъбнатината или кривината на профила.

За да се повиши ефективността на този елемент, той е конструктивно изпълнен така, че когато се отклони, той се измества назад и в същото време към задния ръб. Точно такаметодът ще даде най-голяма ефективност на засмукване на граничния слой от горната повърхност на крилото. В допълнение, ефективната дължина на зоната на високо налягане под крилото на самолета се увеличава.

Проектиране и предназначение на механизация на самолетно крило с ламели

Тук е важно веднага да се отбележи, че фиксираната ламела се монтира само на онези модели самолети, които не са високоскоростни. Това е така, защото този тип дизайн значително увеличава съпротивлението, което драстично намалява способността на самолета да достига високи скорости.

Въпреки това, същността на този елемент е, че той има такава част като отклонен пръст. Използва се при тези видове крила, които се характеризират с тънък профил, както и с остър преден ръб. Основната цел на този чорап е да предотврати счупването на потока при голям ъгъл на атака. Тъй като ъгълът може постоянно да се променя по време на полет, носът е направен напълно контролируем и регулируем, така че във всяка ситуация е възможно да се намери позиция, която да поддържа потока върху повърхността на крилото. Това може също да увеличи съотношението на повдигане към съпротивление.

Flaps

Схемата за механизация на крилата е една от най-старите, тъй като тези елементи са едни от първите, използвани. Местоположението на този елемент винаги е едно и също, те се намират на гърба на крилото. Движението, което извършват, също е винагисъщото, те винаги падат право надолу. Те също могат да се преместят малко назад. Наличието на този прост елемент на практика се оказа много ефективно. Той помага на самолета не само при излитане или кацане, но и при извършване на всякакви други пилотски маневри.

Типът на този артикул може леко да варира в зависимост от типа самолет, на който се използва. Механизацията на крилото на ТУ-154, която се счита за един от най-разпространените типове самолети, също има това просто устройство. Някои самолети се характеризират с факта, че техните клапи са разделени на няколко независими части, а за някои това е една непрекъсната клапа.

Елерони и спойлери

В допълнение към тези елементи, които вече са описани, има и такива, които могат да бъдат класифицирани като вторични. Системата за механизация на крилото включва незначителни детайли като елерон. Работата на тези части се извършва различно. Най-често използваната конструкция е такава, че на едното крило елероните са насочени нагоре, а на второто - надолу. В допълнение към тях има и елементи като флаперони. По своите характеристики те са подобни на клапи, тези части могат да се отклоняват не само в различни посоки, но и в една и съща посока.

Спойлерите също са допълнителни елементи. Тази част е плоска и се намира на повърхността на крилото. Отклонението или по-скоро издигането на спойлера се извършва директно в потока. Поради това се наблюдава увеличаване на забавянето на потока, поради което налягането върху горната повърхност се увеличава. Това води до намаляванеподемната сила на дадено крило. Тези елементи на крилото понякога се наричат контроли за повдигане на самолета.

Заслужава да се каже, че това е доста кратко описание на всички конструктивни елементи на механизацията на крилото на самолета. Всъщност там се използват много повече малки детайли, елементи, които позволяват на пилотите да контролират напълно процеса на кацане, излитане, самия полет и т.н.