Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Высотные устройства на борту самолета Boeing 747-400 (ZK-SUH) компании Air New Zealand по прибытии в лондонский аэропорт Хитроу, Англия. Хорошо видны закрылки с тремя прорезями на задней кромке и закрылки Крюгера на передней кромке.

В авиационной конструкции и авиационно - космической технике , A высокого подъем устройство является компонент или механизм на крыле воздушного судна , что увеличивает количество подъемной силы производимого крыла. Устройство может быть фиксированным компонентом или подвижным механизмом, который раскрывается при необходимости. К распространенным подвижным устройствам с большой подъемной силой относятся подкрылки и предкрылки . Фиксированные устройства включают в себя передовые слоты , ведущие расширения корневых кромок и управление пограничной слоя систему.

Цель [ править ]

Размер и грузоподъемность неподвижного крыла выбираются как компромисс между различными требованиями. Например, крыло большего размера обеспечит большую подъемную силу и уменьшит расстояние и скорость, необходимые для взлета и посадки, но увеличит лобовое сопротивление, что снизит характеристики во время крейсерской части полета. Современные конструкции крыла пассажирских реактивных самолетов оптимизированы для обеспечения скорости и эффективности во время крейсерской части полета, поскольку именно здесь самолет проводит большую часть своего полетного времени. Устройства с большой подъемной силой компенсируют этот конструктивный недостаток, добавляя подъемную силу при взлете и посадке, уменьшая расстояние и скорость, необходимые для безопасной посадки самолета, и позволяя использовать более эффективное крыло в полете. Высотные устройства на Боинге 747-400например, увеличьте площадь крыла на 21% и увеличьте создаваемую подъемную силу на 90%. [1]

Типы устройств [ править ]

Закрылки [ править ]

Основная статья: Закрылки (самолет)

Наиболее распространенным устройством большой подъемной силы является закрылок, подвижная часть крыла, которую можно опустить для получения дополнительной подъемной силы. Когда закрылки опускаются, это меняет форму крыла, чтобы придать ему больший изгиб . Закрылки обычно расположены на задней кромке крыла, а закрылки на передней кромке крыла используются иногда. Есть много видов откидных створок задней кромки.

Простые откидные закрылки стали широко использоваться в 1930-х годах, вместе с появлением современных быстрых монопланов, которые имели более высокие скорости посадки и взлета, чем старые бипланы.

В разъемном закрылке нижняя поверхность откидывается вниз, а верхняя остается либо прикрепленной к крылу, либо перемещается независимо.

Ходовые закрылки также выдвигаются назад, чтобы увеличить хорду крыла при раскрытии, увеличивая площадь крыла, чтобы обеспечить еще большую подъемную силу. Они начали появляться незадолго до Второй мировой войны благодаря усилиям множества разных людей и организаций в 1920-х и 30-х годах.

Щелевые закрылки состоят из нескольких отдельных небольших аэродинамических поверхностей, которые разделяются, шарнирно шарнирно соединяются и даже скользят друг мимо друга при раскрытии. Такое сложное расположение закрылков встречается на многих современных самолетах. [2] В больших современных авиалайнерах используются закрылки с тремя прорезями для создания большой подъемной силы, необходимой во время взлета.

Планки и прорези [ править ]

Основные статьи: передняя планка и передний паз

Еще одно распространенное устройство для большой подъемной силы - предкрылок, небольшое устройство в форме крыла, прикрепленное прямо перед передней кромкой крыла. Предкрылок перенаправляет воздушный поток на переднюю часть крыла, позволяя ему проходить более плавно над верхней поверхностью при большом угле атаки . Это позволяет крылу эффективно работать под большими углами, необходимыми для увеличения подъемной силы. Прорезь - это зазор между предкрылком и крылом. [3] Планка может быть зафиксирована на месте, с прорезью, постоянно находящейся позади нее, или она может быть выдвигающейся, чтобы прорезь закрывалась, когда это не требуется. Если он зафиксирован, он может выглядеть как нормальная часть передней кромки крыла с прорезью, заглубленной в поверхность крыла сразу за ней.

Предкрылок или прорезь могут быть либо полного размаха, либо могут быть размещены только на части крыла (обычно подвесной), в зависимости от того, как необходимо изменить характеристики подъемной силы для хорошего управления низкой скоростью. Прорези и предкрылки иногда используются только для секции перед элеронами, гарантируя, что, когда остальная часть крыла остановится, элероны остаются в рабочем состоянии.

Первые предкрылки были разработаны Густавом Лахманном в 1918 году и одновременно с ним Хэндли-Пейдж , получивший патент в 1919 году. К 1930-м годам были разработаны автоматические предкрылки, которые открывались или закрывались по мере необходимости в зависимости от условий полета. Обычно они приводились в действие давлением воздушного потока на предкрылок, чтобы закрыть его, и небольшими пружинами, чтобы открывать его на более медленных скоростях, когда динамическое давление снижалось, например, когда скорость упала или воздушный поток достиг заданного угла атаки на крыло.

Современные системы, такие как современные закрылки, могут быть более сложными и обычно раскрываются гидравлически или с помощью сервоприводов. [4] [5] [6]

Контроль пограничного слоя и выдувные створки [ править ]

Системы с приводом в движение с большой подъемной силой обычно используют поток воздуха от двигателя для формирования потока воздуха над крылом, заменяя или изменяя действие закрылков. Выдувные закрылки отбирают « стравливаемый воздух » из компрессора реактивного двигателя или выхлопа двигателя и обдувают его заднюю верхнюю поверхность крыла и закрылка, возобновляя подпитку пограничного слоя и позволяя воздушному потоку оставаться прикрепленным при больших углах атаки. Более продвинутой версией выдувного закрылка является крыло управления циркуляцией , механизм, который выбрасывает воздух назад по специально разработанному аэродинамическому профилю для создания подъемной силы за счет эффекта Коанды .

Другой подход - использовать поток воздуха от двигателей напрямую, поместив заслонку так, чтобы она открывалась на пути выхлопа. Такие закрылки требуют большей прочности из-за мощности современных двигателей, а также большей термостойкости к горячему выхлопу, но влияние на подъемную силу может быть значительным. Примеры включают C-17 Globemaster III .

Расширения корня переднего края [ править ]

Основная статья: Расширение переднего края

Более распространенным на современных истребителях, но также встречается и на некоторых гражданских типах, является расширение корня передней кромки (LERX), иногда называемое просто расширением передней кромки (LEX). LERX обычно состоит из небольшого треугольного галтеля, прикрепленного к хвостовику передней кромки крыла и к фюзеляжу. В нормальном полете LERX создает небольшую подъемную силу. Однако при более высоких углах атаки он создает вихрь, который располагается на верхней поверхности основного крыла. Закручивающее действие вихря увеличивает скорость воздушного потока над крылом, таким образом уменьшая давление и обеспечивая большую подъемную силу. Системы LERX отличаются потенциально большими углами, на которых они эффективны.

Co-Flow Jet [ править ]

Крыло Co-Flow Jet (CFJ) имеет верхнюю поверхность с прорезью для впрыска после передней кромки и прорезью для всасывания перед задней кромкой для увеличения подъемной силы, увеличения запаса устойчивости и уменьшения сопротивления. CFJ продвигается факультетом машиностроения и аэрокосмической техники Университета Майами . Для гибридно-электрического регионального самолета на базе ATR 72 с той же площадью крыла, размером и массой CFJ улучшает крейсерский коэффициент подъемной силы для большей нагрузки на крыло , позволяя использовать больше топлива и аккумуляторов для большей дальности полета. [7]

См. Также [ править ]

  • Контроль пограничного слоя
  • Крыло управления циркуляцией
  • Китай (самолет)

Ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ↑ Колин Катлер (19 ноября 2014 г.). «16 малоизвестных фактов о Боинге 747» . www.boldmethod.com . Проверено 22 марта 2016 года .
  2. Перейти ↑ Taylor 1990, p. 337.
  3. ^ Kermode, AC Механика полета , восьмой изд., Pitman, 1972
  4. Перейти ↑ Taylor 1990, p. 346
  5. Перейти ↑ Taylor 1990, p. 399.
  6. ^ Абцуг, Malcomb (2005). Устойчивость и управление самолетом: история технологий, сделавших возможной авиацию . 231: Издательство Кембриджского университета. п. 416. ISBN 9780521021289.CS1 maint: location ( ссылка )
  7. ↑ Грэм Уорвик (21 января 2019 г.). «Неделя технологий, 21-26 января 2019 г.» . Авиационная неделя и космические технологии .

Библиография [ править ]

  • Тейлор, Джон В. Р. Знания о полете , Лондон: Universal Books Ltd., 1990. ISBN 0-9509620-1-5 .