Mechanizacja skrzydła samolotu: opis, zasada działania i urządzenie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ci ludzie, którzy latali samolotami i zwracali uwagę na skrzydło żelaznego ptaka podczas siadania lub startu, prawdopodobnie zauważyli, że ta część zaczyna się zmieniać, pojawiają się nowe elementy, a samo skrzydło staje się szersze. Proces ten nazywa się mechanizacją skrzydeł.

Informacje ogólne

Ludzie zawsze chcieli jeździć szybciej, latać szybciej itp. I generalnie z samolotem wszystko działało całkiem nieźle. W powietrzu, gdy urządzenie już leci, rozwija niesamowitą prędkość. Należy jednak w tym miejscu wyjaśnić, że duża prędkość dopuszczalna jest tylko podczas lotu bezpośredniego. Podczas startu lub lądowania jest odwrotnie. Aby skutecznie podnieść konstrukcję w niebo lub odwrotnie, wylądować, nie jest potrzebna duża prędkość. Istnieje kilka powodów takiego stanu rzeczy, ale głównym jest to, że do przyspieszenia potrzebny jest ogromny pas startowy.

Drugim głównym powodem jest wytrzymałość na rozciąganie podwozia samolotu, która zostanie przekazana, jeśli zostanie zdjęte w ten sposób. Oznacza to, że w końcu okazuje się, że do lotów z dużą prędkością potrzebny jest jeden rodzaj skrzydła, a do lądowania i startu - zupełnie inny. Co zrobić w takiej sytuacji? Jakstworzyć dwie pary skrzydeł zasadniczo różniące się konstrukcją dla tego samego samolotu? Odpowiedź brzmi nie. To właśnie ta sprzeczność skłoniła ludzi do nowego wynalazku, który nazwano mechanizacją skrzydła.

Kąt natarcia

Aby w przystępny sposób wyjaśnić czym jest mechanizacja, konieczne jest przestudiowanie jeszcze jednego małego aspektu, który nazywa się kątem natarcia. Ta cecha ma najbardziej bezpośredni związek z prędkością, jaką samolot jest w stanie rozwinąć. Ważne jest, aby zrozumieć, że w locie prawie każde skrzydło jest ustawione pod kątem w stosunku do nadlatującego strumienia. Ten wskaźnik nazywa się kątem natarcia.

Załóżmy, że aby latać z małą prędkością i jednocześnie utrzymać siłę nośną, aby nie spaść, będziesz musiał zwiększyć ten kąt, czyli podnieść nos samolotu do góry, tak jak to jest zrobione na starcie. Należy jednak tutaj wyjaśnić, że istnieje znak krytyczny, po przekroczeniu którego przepływ nie będzie mógł utrzymać się na powierzchni konstrukcji i oderwie się od niej. W pilotażu nazywa się to oddzieleniem warstwy granicznej.

Ta warstwa nazywana jest przepływem powietrza, który styka się bezpośrednio ze skrzydłem samolotu i w ten sposób wytwarza siły aerodynamiczne. Mając to wszystko na uwadze, powstaje wymóg - obecność dużej siły nośnej przy niskiej prędkości i utrzymanie wymaganego kąta natarcia, aby latać z dużą prędkością. To właśnie te dwie cechy łączą mechanizację skrzydła samolotu.

Ulepszenia wydajności

Aby poprawićcharakterystyki startu i lądowania, a także dla zapewnienia bezpieczeństwa załogi i pasażerów, konieczne jest maksymalne ograniczenie prędkości startu i lądowania. To właśnie obecność tych dwóch czynników doprowadziła do tego, że projektanci profilu skrzydła zaczęli uciekać się do tworzenia dużej liczby różnych urządzeń, które znajdują się bezpośrednio na skrzydle samolotu. Zestaw tych specjalnych sterowanych urządzeń stał się znany jako mechanizacja skrzydeł w przemyśle lotniczym.

Cel mechanizacji

Za pomocą takich skrzydeł udało się osiągnąć silny wzrost wartości siły nośnej aparatu. Znaczący wzrost tego wskaźnika doprowadził do tego, że przebieg samolotu podczas lądowania wzdłuż pasa startowego został znacznie zmniejszony, a także zmniejszyła się prędkość, z jaką ląduje lub startuje. Celem mechanizacji skrzydła jest również to, aby poprawiło ono stabilność i zwiększyło sterowność tak dużego samolotu jak samolot. Stało się to szczególnie widoczne, gdy samolot zyskuje duży kąt natarcia. Ponadto należy stwierdzić, że znaczne zmniejszenie prędkości lądowania i startu nie tylko zwiększyło bezpieczeństwo tych operacji, ale także obniżyło koszty budowy pasów startowych, ponieważ stało się możliwe skrócenie ich długości.

Esencja mechanizacji

Tak więc, ogólnie rzecz biorąc, mechanizacja skrzydła doprowadziła do znacznej poprawy parametrów startu i lądowania samolotu. Ten wynik został osiągnięty dzięki znacznemu zwiększeniu maksymalnego współczynnika podnoszenia.

Istota tegoProces polega na tym, że dodaje się specjalne urządzenia, które zwiększają krzywiznę profilu skrzydła aparatu. W niektórych przypadkach okazuje się również, że wzrasta nie tylko krzywizna, ale także bezpośrednia powierzchnia tego elementu samolotu. Ze względu na zmianę tych wskaźników całkowicie zmienia się również schemat przepływu. Czynniki te decydują o zwiększeniu współczynnika nośności.

Ważne jest, aby pamiętać, że projekt mechanizacji skrzydeł jest realizowany w taki sposób, aby wszystkie te szczegóły można było kontrolować w locie. Niuans polega na tym, że przy małym kącie natarcia, czyli podczas lotu już w powietrzu z dużą prędkością, w rzeczywistości nie są używane. Ich pełny potencjał ujawnia się właśnie podczas lądowania lub startu. Obecnie istnieje kilka rodzajów mechanizacji.

Tarcza

Tarcza jest jedną z najczęstszych i najprostszych części zmechanizowanego skrzydła, która dość skutecznie radzi sobie z zadaniem zwiększenia współczynnika nośności. W schemacie mechanizacji skrzydła ten element jest odchyloną powierzchnią. Po złożeniu element ten prawie ściśle przylega do dolnej i tylnej części skrzydła samolotu. Gdy ta część jest odchylona, maksymalna siła nośna pojazdu wzrasta, ponieważ zmienia się efektywny kąt natarcia, a także wklęsłość lub krzywizna profilu.

W celu zwiększenia wydajności tego elementu, jest on konstrukcyjnie wykonany tak, że gdy odchyla się, cofa się i jednocześnie do krawędzi spływu. Dokładnie takmetoda da największą skuteczność odsysania warstwy przyściennej z górnej powierzchni skrzydła. Ponadto zwiększa się efektywna długość strefy wysokiego ciśnienia pod skrzydłem samolotu.

Projekt i cel mechanizacji skrzydła samolotu z listwami

W tym miejscu należy od razu zauważyć, że stała listwa jest montowana tylko w tych modelach samolotów, które nie są szybkie. Dzieje się tak, ponieważ tego typu konstrukcja znacznie zwiększa opór, co drastycznie zmniejsza zdolność samolotu do osiągania dużych prędkości.

Jednak istotą tego elementu jest to, że ma on taką część, jak odchylony palec u nogi. Stosowany jest na tego typu skrzydłach, które charakteryzują się cienkim profilem, a także ostrą krawędzią natarcia. Głównym celem tej skarpety jest zapobieganie przerywaniu przepływu przy dużym kącie natarcia. Ponieważ kąt może stale się zmieniać podczas lotu, nos jest całkowicie kontrolowany i regulowany, dzięki czemu w każdej sytuacji można znaleźć pozycję, która utrzyma przepływ na powierzchni skrzydła. Może to również zwiększyć stosunek podnoszenia do przeciągania.

Klapy

Schemat mechanizacji klap skrzydłowych jest jednym z najstarszych, ponieważ elementy te były jednymi z pierwszych, które zostały użyte. Lokalizacja tego elementu jest zawsze taka sama, znajdują się one z tyłu skrzydła. Ruch, który wykonują, jest również zawszetak samo, zawsze spadają prosto w dół. Mogą też trochę się cofnąć. Obecność tego prostego elementu w praktyce okazała się bardzo skuteczna. Pomaga samolotom nie tylko podczas startu lub lądowania, ale także podczas wykonywania wszelkich innych manewrów pilotażowych.

Rodzaj tego przedmiotu może się nieznacznie różnić w zależności od typu samolotu, w którym jest używany. Mechanizacja skrzydła TU-154, uważanego za jeden z najpopularniejszych typów samolotów, również ma to proste urządzenie. Niektóre samoloty charakteryzują się tym, że ich klapy są podzielone na kilka niezależnych części, a dla niektórych jest to jedna ciągła klapa.

Lotki i spoilery

Oprócz tych elementów, które zostały już opisane, istnieją również takie, które można zaklasyfikować jako drugorzędne. System mechanizacji skrzydeł obejmuje drobne szczegóły, takie jak lotki. Praca tych części odbywa się w różny sposób. Najczęściej stosowana konstrukcja jest taka, że na jednym skrzydle lotki są skierowane w górę, a na drugim w dół. Oprócz nich pojawiają się również elementy takie jak klaperony. Zgodnie z ich właściwościami są podobne do klap, te części mogą odchylać się nie tylko w różnych kierunkach, ale także w tym samym kierunku.

Spoilery to także dodatkowe elementy. Ta część jest płaska i znajduje się na powierzchni skrzydła. Odchylenie, a właściwie podniesienie spoilera odbywa się bezpośrednio w strumieniu. Z tego powodu następuje wzrost opóźnienia przepływu, przez co wzrasta ciśnienie na górnej powierzchni. Prowadzi to do spadkusiła nośna danego skrzydła. Te elementy skrzydeł są czasami określane również jako elementy sterujące podnośnikiem samolotu.

Warto powiedzieć, że jest to dość krótki opis wszystkich elementów konstrukcyjnych mechanizacji skrzydeł samolotu. W rzeczywistości zastosowano tam dużo więcej drobnych detali, elementów, które pozwalają pilotom w pełni kontrolować proces lądowania, startu, samego lotu itp.