Планки являются аэродинамические поверхности на передней кромки крыльев с неподвижным крылом самолета , который, когда развернут, позволяют крыло работать на более высоком угле атаки . Более высокий коэффициент подъемной силы достигается за счет угла атаки и скорости, поэтому при развертывании предкрылков самолет может летать на более низких скоростях или взлетать и приземляться на более короткие расстояния. Они обычно используются при посадке или выполнении маневров, при которых самолет приближается к сваливанию , но обычно убираются в нормальном полете, чтобы минимизировать сопротивление . Они уменьшают скорость сваливания .
Предкрылки - одно из нескольких устройств большой подъемной силы, используемых на авиалайнерах , таких как системы закрылков , идущие вдоль задней кромки крыла.
Типы [ править ]
Типы включают:
- Автоматический
- Подпружиненный предкрылок лежит заподлицо с передней кромкой крыла и удерживается на месте силой воздуха, действующего на них. Когда самолет замедляется, аэродинамическая сила уменьшается, и пружины выдвигают предкрылки. Иногда их называют планками Хэндли-Пейдж .
- Фиксированный
- Планка постоянно выдвигается. Иногда это используется на специализированных низкоскоростных самолетах (они называются слотами ) или когда простота важнее скорости.
- Работает
- Выдвижением предкрылка может управлять пилот. Это обычно используется на авиалайнерах.
Операция [ править ]
Аккорд из ламели , как правило , всего лишь несколько процентов от хорды крыла. Предкрылки могут выступать за внешнюю треть крыла или закрывать всю переднюю кромку . Многие ранние аэродинамики, в том числе Людвиг Прандтль , полагали, что предкрылки работают , создавая поток высокой энергии в потоке основного аэродинамического профиля , таким образом возобновляя энергию его пограничного слоя и замедляя срыв. [1] На самом деле планка не придает воздуху в прорези высокую скорость (фактически снижает его скорость), а также ее нельзя назвать высокоэнергетическим воздухом, поскольку весь воздух за пределами фактических пограничных слоев имеет одинаковое общее количество тепла. . Фактические эффекты планки следующие: [2] [3]
- Эффект планки
- Скорости на передней кромке нижнего по потоку элемента (основной аэродинамической поверхности ) уменьшаются из-за циркуляции верхнего по потоку элемента (предкрылка), тем самым уменьшая пики давления нижнего по потоку элемента.
- Эффект циркуляции
- Циркуляция элемента ниже по потоку увеличивает циркуляцию элемента выше по потоку, улучшая его аэродинамические характеристики.
- Эффект демпинга
- Скорость выброса на задней кромке предкрылка увеличивается за счет циркуляции основного аэродинамического профиля, таким образом уменьшая проблемы разделения или увеличивая подъемную силу.
- Восстановление давления с поверхности
- Замедление следа предкрылка происходит эффективно, вне контакта со стеной.
- Эффект свежего пограничного слоя
- Каждый новый элемент начинается со свежего пограничного слоя на его передней кромке . Тонкие пограничные слои могут выдерживать более сильные неблагоприятные градиенты, чем толстые. [3]
Планка имеет аналог, который можно найти в крыльях некоторых птиц, алула , перо или группа перьев, которые птица может вытягивать, управляя своим «большим пальцем».
История [ править ]
Планки были впервые разработаны Густавом Лахманном в 1918 году. Крушение самолета Rumpler C в августе 1917 года побудило Лахманна развить эту идею, и в 1917 году в Кельне была построена небольшая деревянная модель . В 1918 году в Германии компания Lachmann представила патент на передние планки. [4] Тем не менее, немецкое патентное ведомство сначала отклонило его, поскольку ведомство не верило в возможность переноса киоска путем разделения крыла.
Независимо от Лахманна, компания Handley Page Ltd в Великобритании также разработала крыло с прорезями, чтобы отсрочить срыв за счет задержки отделения потока от верхней поверхности крыла при больших углах атаки, и подала заявку на патент в 1919 году; чтобы избежать возражений против патентов, они достигли соглашения о праве собственности с Lachmann. В том году Airco DH.9 был оснащен предкрылками и совершил испытательный полет. [5] Позже Airco DH.9A был модифицирован как моноплан с большим крылом, оснащенным предкрылками передней кромки полного размаха и элеронами задней кромки (то есть тем, что позже будет называться закрылками задней кромки), которые можно было развернуть вместе с передними планками для проверки улучшенных характеристик на низких скоростях. Позже это было известно какХэндли Пейдж HP20 [6] Несколько лет спустя, впоследствии устроившись на работу в авиастроительную компанию Хэндли-Пейдж, Лахманн отвечал за ряд проектов самолетов, включая Хэндли Пейдж Хэмпден .
Лицензирование дизайна стало одним из основных источников дохода компании в 1920-х годах. Первоначально конструкция имела форму фиксированной прорези возле передней кромки крыла, которая использовалась на ряде самолетов с взлетно-посадочной полосой .
Во время Второй мировой войны немецкие самолеты обычно оснащались более совершенной версией предкрылка, которая уменьшала лобовое сопротивление за счет того, что давление воздуха прижимало его к передней кромке крыла и вылетало наружу, когда угол атаки увеличивался до критического. Знаменитые ламели того времени принадлежали немецкому Fieseler Fi 156 Storch . По конструкции они были похожи на выдвижные планки, но были фиксированными и не выдвигались. Эта особенность конструкции позволяла самолету взлетать при слабом ветре на расстоянии менее 45 м (150 футов) и приземляться на расстоянии 18 м (60 футов). Самолет разработан Messerschmitt компании используются автоматические, пружинные передовые ламели , как правило, за исключением того, для Липпиш -разработана Ракетный истребитель Messerschmitt Me 163B Komet , в котором вместо этого использовались фиксированные пазы, встроенные за одно целое с внешними передними кромками панели крыла и сразу за ними.
После Второй мировой войны предкрылки также использовались на более крупных самолетах и обычно приводились в действие гидравликой или электричеством .
Исследование [ править ]
Существует ряд технологических исследований и разработок, направленных на интеграцию функций систем управления полетом, таких как элероны , рули высоты , элевоны , закрылки и флапероны, в крылья для выполнения аэродинамических целей с преимуществами меньшего количества: массы, стоимости, сопротивления, инерции (для более быстрого , более сильный отклик управления), сложность (механически проще, меньше движущихся частей или поверхностей, меньше обслуживания) и поперечное сечение радара для скрытности . Они могут использоваться во многих беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) и истребителях 6-го поколения.. Один многообещающий подход, который может конкурировать с предкрылками, - это гибкие крылья.
В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может изменять форму в полете, отклоняя воздушный поток. X-53 Активный Аэроупругое Wing является НАСА усилия. Адаптивное совместимое крыло является военным и коммерческим усилием. [7] [8] [9]
См. Также [ править ]
- Передний откидной клапан
- Лоскут (воздухоплавание)
- Поверхности управления полетом
- Клапан Крюгера
- Передовой слот
Ссылки [ править ]
- ^ Теория секций крыла, Abbott и Doenhoff, Dover Publications
- Перейти ↑ High-Lift Aerodynamics, AMO Smith, Journal of Aircraft, 1975
- ^ a b Аэродинамика с высоким подъемом, АМО Смит, McDonnell Douglas Corporation, Лонг-Бич, июнь 1975 г. Архивировано 07 июля 2011 г., Wayback Machine
- ↑ Густав Лахманн - Национальный консультативный комитет по аэронавтике (ноябрь 1921 г.). «Опыты со щелевыми крыльями» (PDF) . Проверено 14 октября 2018 .
- ↑ Хэндли Пейдж, Ф. (22 декабря 1921 г.), «Разработки в конструкции самолетов с помощью щелевых крыльев» , Flight , XIII (678), стр. 844, заархивировано из оригинала 03.11.2012 - через Flightglobal Archive
- ^ F. Хэндли Page «Развитие В Aircraft Design By Использование щелевых Wings» Архивированные 2012-11-03 в Вайбак Machine Flight , 22 декабря 1921, фото страница 845 преобразованного DH4 для тестирования щелевых крыльев
- ↑ Скотт, Уильям Б. (27 ноября 2006 г.), «Morphing Wings» , Aviation Week & Space Technology , заархивировано из оригинала 26 апреля 2011 г.
- ^ "FlexSys Inc .: Аэрокосмическая промышленность" . Архивировано из оригинального 16 -го июня 2011 года . Проверено 26 апреля 2011 года .
- ^ Кота, Шридхар; Осборн, Рассел; Эрвин, Грегори; Марич, Драган; Флик, Питер; Пол, Дональд. «Адаптивное совместимое крыло для миссии - конструкция, изготовление и летные испытания» (PDF) . Анн-Арбор, Мичиган; Дейтон, Огайо, США: FlexSys Inc., Исследовательская лаборатория ВВС. Архивировано из оригинального (PDF) 22 марта 2012 года . Проверено 26 апреля 2011 года .
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме передовых откидных створок . |