Устройство крыла самолета

Механизация крыла самолета

Выпущенные закрылки (Фаулера) самолета ТУ-154.

Продолжаем разговор о самолетах :-).

Природа-матушка есть сущность прямолинейная. Это в том смысле, что живет она по своим законам и нас, людей, в рамках этих законов держит.

Однако, человек — существо амбициозное :-), да и смекалки-хитрости у него не занимать, и умудряется он из рамок этих не вылезая, сделать, однако, все по-своему и совместить казалось бы несовместимое.

Ну, на то ему и разум дан (дай только бог, чтобы пользовался он этим разумом «разумно» :-)).

Современный самолет — лучший пример сказанного. А конкретно по нашей теме этот пример — механизация крыла.
Многие из тех, кто летал на пассажирских лайнерах и сидел у иллюминатора возле крыла самолета видел, как перед взлетом (или посадкой) крыло как бы «расправляется».

Из его задней кромки «выползают» новые плоскости, слегка загибаясь вниз. А при пробеге после посадки на верхней поверхности крыла поднимается что-то похожее на почти вертикальные щитки. Это и есть элементы механизации крыла. В данном случае я упомянул закрылки и спойлеры.

Однако обо всем по порядку…

Человек всегда стремился летать быстрее. И это у него получалось :-). «Выше, быстрее — всегда!» Скорость — предмет устремлений и камень преткновения. На высоте быстро — это хорошо. Но на взлете и посадке иначе. Большая взлетная скорость не нужна.

Пока ее самолет (особенно если это большой тяжелый лайнер) наберет, никакой полосы не хватит, плюс ограничения по прочности шасси. Посадочная скорость тем более не должна быть очень большой. Или шасси разрушится или экипаж с пилотированием не справится.

Да и пробег после посадки будет немаленький, где набрать таких больших аэродромов :-).

Значит скорость на взлете и посадке надо уменьшать. Но до какого уровня? Ведь тогда уменьшится подъемная сила крыла. Удержится ли самолет в воздухе при этом? Ведь проблема в том, что крыло у самолета одно. Оно и для полета на высоте с большой скоростью и для взлета-посадки тоже.

Но сделать крыло одинаково пригодное для таких разных режимов практически невозможно. В том-то и беда :-).

Оно либо с тонким узким профилем для сверхскоростей в полете, но и тогда больших взлетно-посадочных, как у МИГ-25, либо с толстым широким для средних и низких полетных и малых взлетно-посадочных, как у винтовых пассажирских лайнеров.

Механизация крыла на примере Боинг-737.

Противоречие… Как совместить несовместимое? Вот тут человеку и пригодилась его смекалка-хитрость :-). Выход был найден, вобщем-то, без особого труда. Это взлетно-посадочная механизация крыла.

Скорость полета связана с углом атаки. Практически любое крыло в процессе полета находится под углом к набегающему потоку. Это есть угол атаки. С его увеличением растет подъемная сила.

Самолет может лететь с малой скоростью, но тогда для сохранения подъемной силы на должном уровне, он должен увеличивать угол атаки крыла (задирать нос). Однако увеличивать этот угол можно только до определенной величины. Это так называемый критический угол атаки .

После него воздушный поток уже не может удержаться на верхней поверхности крыла, он с нее срывается, то есть происходит срыв потока или как говорят отрыв пограничного слоя.

Пограничный слой — это слой воздушного потока, непосредственно соприкасающийся с поверхностью крыла и формирующий аэродинамические силы. Пограничный слой перестает плавно обтекать поверхность, становится не ламинарным, а турбулентным. Резко меняется картина распределения давлений на поверхности крыла. Крыло при этом теряет свои несущие свойства и перестает создавать подъемную силу.

Таким образом получается, что для устойчивых и безопасных взлета и посадки с небольшими скоростями нужно чтобы крыло либо обладало высокими несущими свойствами при малой скорости полета, либо могло летать устойчиво на больших углах атаки. А лучше и то и другое вместе :-). Именно таким требованиям и удовлетворяет механизация крыла.

Точнее будет сказать взлетно-посадочная механизация, потому что на крыле ( во всем букете управляемых поверхностей) есть еще элементы механизации, которые используются не только для взлета или посадки (или же вообще для них не предназначены :-)). Однако обо всех о них по порядку.

К элементам механизации крыла, с помощью которых производится активное влияние на подъемную силу и затягивание срыва на взлетно-посадочных режимах, можно отнести щитки, закрылки, предкрылки.

Работа щитка.

Щитки – элементы механизации крыла наиболее часто применявшиеся ранее из-за простоты конструкции. Они могут быть простыми и выдвижными. Простые щитки – это управляемая поверхность, которая в убранном положении плотно прилегает к задней нижней поверхности крыла.

При отклонении такого щитка между ним и верхней поверхностью крыла образуется зона некоторого разрежения. Поэтому верхний пограничный слой в эту зону как бы отсасывается. Это затягивает его отрыв на больших углах.

При этом увеличивается скорость потока над крылом и, соответственно, падает давление.

Кроме того при отклонении щитка увеличивается кривизна профиля. Снизу происходит дополнительное торможение потока и, как следствие, увеличение давления. Поэтому общая подъемная сила растет. Все это позволяет самолету лететь с малой скоростью.

Существует еще выдвижной щиток. Он не только отклоняется вниз, но еще и выдвигается назад. Эффективность такого щитка выше, потому что зона повышенного давления под крылом увеличивается, и условия отсоса пограничного слоя сверху улучшаются.

При использовании щитков подъемная сила на посадочном режиме может вырасти до 60%.

В настоящее время щитки применяются реже и в основном на легких самолетах. Наибольшее применения сейчас получили закрылки.Это когда часть задней кромки крыла отклоняется или выдвигается вниз. Они могут быть простые (или поворотные)

Простой (поворотный) закрылок. Самолет Mu30 Schlacro.

Самолет Mu30 Schlacro.

и выдвижные (их еще называют закрылками Фаулера), которые, в свою очередь, могут при выпуске образовывать профилированные щели. При этом количество щелей обычно бывает от одной до трех.

Виды закрылков и щитков.

Простой закрылок увеличивает подъемную силу за счет увеличения кривизны профиля. При этом увеличивается давление на нижней поверхности крыла. Выдвижной закрылок увеличивает еще и площадь крыла, что также повышает его несущие свойства.

Более эффективен в этом плане щелевой закрылок. Щель в нем выполнена сужающейся и воздух, проходя через нее, разгоняется. Далее он, взаимодействуя с пограничным слоем, разгоняет и его, препятствуя его отрыву и увеличивая подъемную силу. Таких щелей на закрылках современных самолетов бывает от одной до трех и общее увеличение подъемной силы при их применении достигает 90%.

Виды предкрылков и щитков.

Теперь самолет может лететь с небольшой скоростью, не рискуя упасть и уверенно чувствуя себя как на посадке, так и на взлете. Однако надо понимать, что выпущенные (особенно на большой угол) щитки и закрылки создают еще и немалое аэродинамическое сопротивление.

Если на посадке это неплохо, самолет ведь все равно должен гасить скорость и снижаться, то на взлете тратить лишнюю мощность двигателя (которая обычно совсем не лишняя :-)) на преодоление этого сопротивления неразумно. Поэтому закрылки (щитки) обычно могут выпускаться (отклоняться) на разные углы.

На взлете эти углы меньше, на посадке — больше.

Еще одна из проблем, возникающих при выпуске закрылков – это дополнительный продольный момент, стремящийся опустить нос самолету.

Это несколько затрудняет пилотирование. Чаще всего этот момент компенсируется дополнительным отклонением руля высоты (стабилизатора).

Следующий элемент механизации крыла — предкрылки. Чтобы расширить возможность самолета летать на больших углах атаки (а значит и с меньшей скоростью), то есть как говорят «затянуть срыв потока» и были придуманы предкрылки.

Обычный щелевой предкрылок в выпущенном состоянии.

Вы наверняка видели, как самолеты после отрыва от полосы не плавно поднимаются вверх, а делают это интенсивно, довольно резко задрав нос. Это как раз самолет с действующими предкрылками. Дело в том, что критический угол атаки αкр. увеличивается при их использовании на 10º-15º.

Предкрылок.

По конструкции и принципу действия предкрылки похожи на щелевые закрылки, только устанавливаются, естественно, на передней кромке крыла.

Образующаяся при их выдвижении сужающаяся щель разгоняет поток воздуха в нем и тот, в свою очередь, воздействует на пограничный слой, повышая его устойчивость и затягивая срыв на большие углы атаки.

Работа адаптивных предкрылков.

Чаще всего предкрылки отклоняются на фиксированные углы. Однако существуют так называемые адаптивные или автоматические предкрылки.

В обычном полете они прижаты к крылу встречным потоком, но на больших углах атаки, когда условия обтекания крыла приобретают специфический характер, такие предкрылки как бы «отсасываются» и выдвигаются вперед на величину, соответствующую условиям обтекания. Такие действия происходят в течение всего полета.

Существуют еще так называемые предкрылки (или щитки ) Крюгера. Они больше похожи именно на щитки и как бы раскрываются из нижней передней поверхности крыла вниз и вперед. Более понятно их конструкцию можно понять из рисунка. Это предкрылок Крюгера самолета Боинг-727 (под номером 1, под номером 2 – обычный предкрылок).

Читайте также:  Как добраться до аэропорта хельсинки из центра города

Предкрылки и закрылки обычно работают в комплексе. Однако для разных типов самолетов возможны специфичные режимы их раздельной работы. Например дозаправка в воздухе.

Предкрылки Крюгера и обычные предкрылки на крыле Боинга-727.

Механизация крыла Боинг-727 (модель).

Еще один вид механизации крыла, применяемый для предотвращения срыва потока при полетах на больших углах атаки – это отклоняемый носок передней кромки крыла.

Он применяется на крыле с тонким профилем, где предкрылок выполнить было бы проблематично.

В этом случае все крыло находится под большим углом атаки, а носок под маленьким, и он как бы разворачивает поток на крыло, позволяя ему обтекать его безопасно, без срыва. Примерно так :-)…

Поворотный носок.

Вот пожалуй и все об элементах, относящихся к понятию взлетно-посадочная механизация крыла. Эти элементы позволяют самолету уверенно чувствовать себя на взлетно-посадочных режимах  и при этом довольно внушительно (интересно) выглядят :-)…

Механизация Боинг-747. Трехщелевые закрылки Фаулера, предкрылки Крюгера (ближе к фюзеляжу), обычные предкрылки (дальше).

Однако нельзя не упомянуть еще о двух системах. Нам уже ясно, что возможность полета на больших углах атаки напрямую зависит от состояния пограничного слоя на крыле. Поэтому логично, что появились системы, непосредственно управляющие пограничным слоем. Это система отсоса пограничного слоя и система сдува пограничного слоя.

Системы управления пограничным слоем.

В первой системе «вялые», заторможенные участки пограничного слоя засасываются внутрь крыла, при этом толщина оставшегося слоя уменьшается и увеличивается скорость всего потока, предотвращая его срыв. В системе сдува происходит, вобщем-то, то же самое, только заторможенные участки сдуваются дальше по крылу, увеличивается скорость и энергетику пограничного слоя.

В авиации применение нашла в основном вторая система. В частности, например, она применялась на самолетах МИГ-21 и F-4 Fantom. Воздух, необходимый для работы системы берется из-за определенных ступеней ТРД самолета. На рисунке приведен пример системы сдува пограничного слоя. Здесь 1 – отверстия для выхода сдувающего воздуха, 2- сдувающий воздух, 3- набегающий поток.

Система сдува пограничного слоя.

Истребитель МИГ-21.

Самолет F-4 Phantom.

А теперь об оставшихся элементах крыла, указанных на первом рисунке.
Элероны. Их бы я к механизации крыла не относил. Это органы поперечного управления самолетом, то есть управления по каналу крена. Работают они дифференциально. На одном крыле вверх, на втором вниз. Однако существует такое понятие, как флапероны, слегка «роднящее»

Источник: http://avia-simply.ru/mehanizacija-krila/

Почему у самолетов раскачиваются крылья?

Почему у самолета раскачиваются крылья?

Несмотря на то, что самолеты признаются самым безопасным видом транспорта, многие люди боятся перелетов.

Некоторые вещи вызывают у них панику, и в частности, они переживают и нервничают, если внезапно обнаруживают, что у самолета качаются крылья. Им кажется, что они могут отпасть.

На самом деле, раскачивающиеся крылья – это норма для современного воздушного транспорта, они и должны раскачиваться. Но зачем это нужно, почему авиаконструкторы используют такое решение? Делает ли это самолет уязвимее?

Раскачивающиеся во время турбулентности крылья – это залог безопасности во время перелета. Чтобы понять это, достаточно изучить их конструкцию.

Устройство крыла самолета

Устройство крыла пассажирского самолета

Крыло самолета имеет сложную конструкцию, оно не является цельным куском металла. Помимо типичной формы, которая улучшает аэродинамические качества воздушного транспорта, оно имеет и ряд других особенностей.

Для того, чтобы совершить безопасный взлет или посадку, у крыла должны быть одни показатели, а для того, чтобы обеспечивать полет на высоте – другие. Из-за этого крылья самолетов не стационарны, они имеют подвижные элементы, позволяющие менять площадь, кривизну этого элемента по отношению к борту.

Крыло механизировано, состоит из множества элементов, оно подвижно по своей сути.

Как крыло крепится к фюзеляжу

Крепление крыла

Разумеется, что крыло к корпусу самолета не приваривается.

Оно крепится за счет силовых балок – лонжеронов и других вспомогательных элементов к центроплану, а центроплан крепится к фюзеляжу также за счет мощных балок, только продольных, либо шпангоутами.

Подобная конструкция отличается исключительной надежностью, она выдерживает большие нагрузки. Это необходимо, ведь крыло сталкивается с усилием не только от потоков воздуха. На нем находятся двигатели, нередко – и запас топлива.

Если бы крыло крепилось жестко, имело прямую связь с фюзеляжем, оно бы, скорее всего, оторвалось при взлете. Однако определенная подвижность, которая задается такой системой, делает его относительно гибким, но в любом случае возвращающимся к своей форме. Это обеспечивает системе надежность под нагрузками извне.

Интересный факт: прочность и упругость крыла современного самолета может удивить. На испытаниях крыло самолета Боинг – 777 удалось сломать только тогда, когда его отогнули на 7.3 метра от исходного положения.

Расчет нагрузки на крыло

Турбина пассажирского самолета

На крыло самолета приходятся нагрузки разных типов. Это собственный вес крыла, нагрузки аэродинамического характера, а также вес топливных баков, которые могут быть полными или пустыми.

Соответственно, в каждом отдельно взятом случае нагрузки будут разными, это необходимо рассчитывать. Но крыло в любом случае должно оставаться динамичным – хотя бы для того, чтобы подстраиваться под эту возможную разницу.

Почему самолет кружит перед посадкой?

Что говорят специалисты?

Первый отечественный самолет с не стационарным крылом был разработан российским авиаконструктором Туполевым. В рядах людей, имеющих отношение к авиации, ходит показательная байка насчет подвижности крыла его самолета ТУ 114.

Сторонние наблюдатели, пронаблюдав пробный полет, спросили авиаконструктора, почему крыло машет. Он ответил, что если бы оно не махало, то отвалилось бы. И этот ответ можно считать в полной мере исчерпывающим по данному вопросу.

Когда крыло должно колебаться?

Изгиб крыла на взлете

Первые признаки подвижности крыла самолета наблюдательный пассажир может отметить еще при взлете.

В момент разбега и взлета крылья могут сильно колебаться, и уже после отрыва от земли система приходит в равновесие.

В этот момент или позже выдвигаются подкрылки, можно видеть, как работают механизмы, используемые для трансформации крыла. Если полет проходит в спокойной обстановке, то в следующий раз колебания будут заметны уже на посадке.

Но если самолет попадает в турбулентность, крылья вновь начинают ходить ходуном. Таким образом происходит поглощение вибрации, борт может двигаться в установленном режиме. Система работает безотказно, переживать из-за таких явлений пассажиру не стоит.

Амплитуда колебаний крыла

Амплитуда колебаний может варьировать, все зависит от технических показателей конкретного борта. На некоторых небольших авиасудах она почти незаметна, зато на Аэробусе А-380 она просто огромна. Но в любом случае ее наличие является нормой, ведь этот аспект тщательно рассчитывается инженерами еще до начала выпуска новой серии самолетов, и в дальнейшем.

Таким образом, крылья самолета раскачиваются, поскольку они крепятся не прямо к фюзеляжу. Их стационарное крепление привело бы к аварии.

Двигаясь, они обеспечивают воздушному транспорту стабильный полет, исключают неприятности на момент взлета, посадки, попадания борта в турбулентность.

Это совершенно нормальное явление, а самолеты с полной справедливостью признаются наиболее безопасным видом транспорта.

Источник: https://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/pochemu-u-samoletov-raskachivayutsya-krylya/

Устройство выдвижения закрылка крыла самолета

Изобретение относится к авиастроению, а именно к устройствам выдвижения закрылка крыла самолета.

Известны различные устройства выдвижения закрылка крыла самолета (европейская заявка №303458, 1989 г.; патент США №4542869, 1985 г.; заявка Германии №10339030, 2005 г.; патент США №7293744, 2007 г.; авторское свидетельство СССР №1804039, 1988 г.).

Ближайшим аналогом изобретения является устройство выдвижения закрылка крыла самолета по патенту США №4381093, 1983 г.

, содержащее балку механизма уборки-выпуска закрылка, неподвижно закрепленную на силовом каркасе крыла, рельс, установленный на упомянутой балке, каретку, имеющую возможность перемещения по рельсу, а также закрепленный на силовом каркасе крыла отклоняемый обтекатель механизма уборки-выпуска закрылка, и кронштейн закрылка, жестко связанный с закрылком, при этом передняя часть кронштейна закрылка посредством шарнирного звена связана с кареткой, а средство отклонения обтекателя выполнено в виде траверсы, шарнирно соединенной с задней частью кронштейна крепления закрылка и хвостовой частью балки механизма уборки-выпуска закрылка, причем средней своей частью траверса связана посредством шарнирного звена с отклоняемым обтекателем.

Известное устройство имеет большие габариты вследствие того, что в нем обтекатель выполнен в виде единого отклоняемого элемента.

Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение габаритов устройства выдвижения закрылка и снижение усилий на его выдвижение.

Поставленная задача решается за счет того, что заявленное устройство выдвижения закрылка содержит балку, неподвижно закрепленную на силовом каркасе крыла, установленный на балке прямолинейный рельс с кареткой, отклоняемый обтекатель, а также жестко связанный с закрылком кронштейн, передняя часть которого шарнирно связана с кареткой, имеющей возможность перемещения по прямолинейному рельсу балки, при этом задняя часть кронштейна шарнирно соединена с траверсой отклонения обтекателя, другой конец траверсы шарнирно связан с хвостовой частью балки, а средняя часть траверсы посредством шарнирной тяги соединена с отклоняемым обтекателем, отклоняемый обтекатель выполнен из двух независимых частей — носовой, зафиксированной на балке, и шарнирно навешенной на балке отклоняемой хвостовой части, соединенной с упомянутой выше траверсой отклонения обтекателя, причем шарнирный узел крепления передней части кронштейна закрылка к каретке и шарнирный узел крепления траверсы к хвостовой части балки выполнены с возможностью регулировки по высоте.

Читайте также:  Как добраться из аэропорта бове в париж

Шарнирный узел крепления передней части кронштейна закрылка к каретке и узел крепления траверсы к хвостовой части балки выполнены с возможностью регулировки по высоте за счет использования эксцентрикового болтового соединения.

Техническим результатом от использования изобретения является снижение габаритов устройства, снижение усилий на выдвижение закрылка, а также улучшение эксплуатационных свойств вследствие возможности точной регулировки положения закрылка по углу и высоте, обеспечивающей его вписывание в теоретический контур крыла, а также повышение надежности работы устройства.

Выполнение отклоняемого обтекателя из двух по отдельности закрепленных на балке частей, одна из которых неподвижна, а другая — отклоняемая, позволяет уменьшить габариты устройства, снизить нагрузки на выдвижение закрылка, а также снизить аэродинамические нагрузки на отклоняемую часть обтекателя, что в результате позволяет повысить надежность работы устройства. При этом наличие регулируемых по высоте узлов крепления передней части кронштейна закрылка к каретке и траверсы к хвостовой части балки обеспечивают регулировку положения закрылка по углу и высоте в любое время при наличии необходимости.

В уровне техники не обнаружены устройства, содержащие признаки, идентичные отличительным признакам заявленного изобретения.

В известном из уровня техники устройстве управления закрылком самолета обтекатель выполнен из двух звеньев (авторское свидетельство СССР №1804039, 1995 г.

), но при этом оба звена обтекателя являются отклоняемыми, что усложняет кинематическую схему устройства и увеличивает вес по сравнению с предложенным изобретением.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг.1 — общий вид устройства при убранном закрылке.

На фиг.2 — общий вид устройства при выпущенном закрылке.

На фиг.3 — шарнирный узел крепления передней части кронштейна закрылка к каретке

На фиг.4 — шарнирный узел крепления траверсы к хвостовой части балки.

Устройство выдвижения закрылка 1 содержит балку 2 обтекателя механизма уборки-выпуска закрылка, неподвижно установленную на каркасе крыла, с жестко закрепленным на ней прямолинейным рельсом 3 с кареткой 4, имеющей возможность перемещения по рельсу 3. Обтекатель механизма уборки-выпуска закрылка состоит из неподвижной части 5, связанной с силовым каркасом крыла и отклоняемой части 6, закрепленной на балке посредством шарнира 7.

Закрылок 1 жестко связан с кронштейном 8, при этом передняя часть кронштейна 8 посредством шарнирного узла 9 связана с кареткой 4, перемещающейся посредством роликов 10 по прямолинейному рельсу 2 балки обтекателя.

Для отклонения хвостовой части 6 обтекателя устройство снабжено траверсой 11 отклонения хвостовой части обтекателя, при этом траверса 11 шарнирно одним концом соединена с задней частью кронштейна 8 крепления закрылка 1, а другим концом — с задним концом балки 2 обтекателя механизма уборки-выпуска закрылка, при этом средней своей частью траверса 11 посредством шарнирной тяги 12 соединена с отклоняемой хвостовой частью 6 обтекателя.

Шарнирный узел 9 крепления передней части кронштейна 8 закрылка к каретке и шарнирный узел 19 крепления траверсы к хвостовой части балки 2 обтекателя выполнены с возможностью регулировки по высоте положения оси соответствующего шарнира.

Шарнирный узел 9 крепления передней части кронштейна 8 закрылка к каретке 3 включает эксцентриковую ось 14, установленную в отверстиях уха 13 кронштейна 8 закрылка, взаимодействующую через карданное соединение 15 с траверсой 11.

При повороте эксцентриковой оси 14 изменение положения по высоте передается через карданное соединение 15 на кронштейн 8, жестко связанный с закрылком, в результате чего положение закрылка 1 по высоте изменяется для вписывания его в теоретический контур крыла.

Эксцентриковая ось 14 выполнена в виде болта 16 с заплечиками 17, расположенными в отверстиях узла крепления передней части кронштейна 8. Выверка точного положения закрылка по высоте осуществляется поворотом эксцентриковой оси 14 с последующим закреплением гайкой 18 и фиксацией головки болта относительно уха кронштейна 8.

Фиксацию осуществляют за счет того, что головка болта 16 выполнена из двух частей — головки под ключ и расширенной части с радиусными выемками («зубчиками»), расположенными по окружности.

При достижении требуемого положения эксцентриковой оси в радиусные выемки головки болта вставляют штифт, входящий в глухие отверстия, выполненные в ухе кронштейна 8, далее затягивают гайку 18.

Узел крепления траверсы к хвостовой части балки выполнен аналогично описанному выше.

Устройство работает следующим образом.

Привод (на чертежах не показан), связанный с кареткой 3, перемещает ее по прямолинейному рельсу 2. При этом перемещается также кинематически связанный с кареткой 6 закрылок 1, движение которому передается от каретки 3 через шарнирное звено 9 и кронштейн 8.

Одновременно с закрылком 1 отклоняется отклоняемая хвостовая часть обтекателя, поворачиваясь относительно шарнира 7 его навески на балке 2 механизма уборки-выпуска закрылка, жестко закрепленной в узлах 19 и 20 на каркасе крыла.

Движение хвостовой части 8 обтекателя от кронштейна 8 крепления закрылка передает траверса 11, поворачивающаяся относительно шарнира ее крепления к хвостовому концу балки 2 и через шарнирную тягу 12 отклоняющая отклоняемую хвостовую часть 6 обтекателя..

При необходимости регулировки положения закрылка после расконтривания гайки и головки болта производится поворот эксцентриковой оси до достижения вписывания закрылка в теоретический контур крыла. За счет наличия двух разнесенных по хорде закрылка и регулируемых по высоте шарнирных соединений возможна как регулировка положения закрылка по вертикали, так и изменение его углового положения.

1.

Устройство выдвижения закрылка, содержащее балку, неподвижно закрепленную на силовом каркасе крыла, установленный на балке прямолинейный рельс с кареткой, отклоняемый обтекатель, а также жестко связанный с закрылком кронштейн, передняя часть которого шарнирно связана с кареткой, имеющей возможность перемещения по прямолинейному рельсу балки, при этом задняя часть кронштейна шарнирно соединена с траверсой отклонения обтекателя, другой конец траверсы шарнирно связан с хвостовой частью балки, а средняя часть траверсы посредством шарнирной тяги соединена с отклоняемым обтекателем, отличающееся тем, что отклоняемый обтекатель выполнен из двух независимых частей — носовой, зафиксированной на балке, и шарнирно навешенной на балке отклоняемой хвостовой части, соединенной с упомянутой выше траверсой отклонения обтекателя, причем шарнирный узел крепления передней части кронштейна закрылка к каретке и шарнирный узел крепления траверсы к хвостовой части балки выполнены с возможностью регулировки по высоте.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шарнирный узел крепления передней части кронштейна закрылка к каретке и узел крепления траверсы к хвостовой части балки выполнены с возможностью регулировки по высоте за счет использования эксцентрикового болтового соединения.

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/239/2394722.html

Крылья самолета. Почему интерсепторы только сверху?

Вопрос у Вас довольно объемный, и видимо ответом про одни интерцепторы тут не отделаешься. И так.

Крыло современного самолета представляет собой сложный механизм, состоящий из различных подвижных плоскостей, которые позволяют ему увеличивать его конструктивные возможности в зависимости от поставленных задач. Все это носит общее название «механизация крыла».

Интерцепторы, это один из видов механизации крыла. Для начала нужно сказать, что интерцепторы, это ни есть «воздушные тормоза» в строгом понимании этого слова. Воздушные тормоза, как раз находились бы в нижней плоскости крыла, если таковые бы имелись на самолете.

Самый известный пример воздушного тормоза, это конструкция нижних спойлеров в самолете Юнкерс Ju-87. Они, в отличии от интерцепторов, представляют собой ажурную конструкцию, способную пропускать через себя поток воздуха, и превращая поток в турбулентный.

Эффективны на пикировании, где и применяются. Выглядит устройство воздушного тормоза так:

Похоже на интерцепторы, но с другой стороны профиля, и конструктивно иное. Собственно сам интерцептор. Это устройство состоит из 3 плоскостей. Интерцепторы, спойлеры-интерцепторы, и элерон интерцепторы. На крыле размещаются следующим образом:

Что для чего нужно.

  1. Спойлер-интерцеатор. Наиболее заметная в работе часть механизации. Их Вы и видите при посадке. Они служат для того, чтобы в момент касания, снизить подъемную силу крыла, про которую Вы тут и писали уже. Поток с верхней плоскости срывается, и снижаемое профилем крыла атмосферное давление над верхней плоскостью увеличивается. Их применяют, чтобы самолет, образно говоря, не прыгал по полосе. Включать можно двумя способами. Первый, которым обычно пользуются зарубежные пилоты — так называемый «автобрейк». Интерцепторы выпускаются сами, после обжатия основных стоек шасси. Пилот заранее ставит переключатель в положение «auto». Другой способ-вручную. В кабине Вы сможете увидеть вот этот рычаг:Он стоит на замке, дабы случайно не быть переведенным в рабочее положение. Для снятия с замка его нужно приподнять и потянуть на себя ( Боинг 737 ). В зависимости от его положения, сперва сработают на определенный угол средние интерцепторы, а потом, и спойлер-интерцепторы. Пилот делает это после касания самолета.
  2. Средние интерцепторы ( или просто интерцепторы) служат для снижения подъемной силы крыла в полете. Если самолету необходимо резко снизить эшелон, без набора скорости в снижении, применяют этот вид механизации крыла. Самолет буквально «проваливается» ниже. В сочетании с РВ ( руль высоты), данная механизация может быть задействована для снижения скорости. Однако существуют серьезные ограничения по ее применению в зависимости от воздушной скорости и эшелона.
  3. Элерон-интерцептор. Служит так же для снижения подъемной силы крыла, но применяется при маневрировании. В частности для создания крена. При более высоких углах крена, эта механизация помогает элеронам, снижая подъемную силу крыла в сторону которого крен выполняется. Это делает самолет более управляемым.
Читайте также:  Топ-10 самых опасных аэропортов мира

Длаее по вопросу. Что касается шасси. Они сильно искажают аэродинамику самолета, и создают тормозящий эффект. Их можно использовать как воздушный тормоз, однако не раньше, чем самолет достигнет возможной для этого скорости. Ее значение оговорено в РЛЭ конкретной модели самолета.

Выпуск шасси на более высокой скорости чреват разрушением конструкции, и как следствие не допускается. Во многих современных самолетах, шасси не выпустятся, если предел воздушной скорости пройден. Автоматика не даст это сделать, даже если Вы активируете гидравлический кран.

Что касается закрылков и предкрылков, то эти элементы наоборот, увеличивают подъемную силу крыла, дополнительно искривляя профиль, для того, чтобы самолет мог держаться в воздухе а более низкой скорости. Поток проходящий по нижней плоскости профиля преодолевает путь меньший, чем тот, что проходит его по верхней.

В результате этого, снизу создается более высокое давление, а сверху более низкое, и крыло «всплывает». Для управления этими потоками и создана механизация крыла.

Источник: http://www.bolshoyvopros.ru/questions/1911077-krylja-samoleta-pochemu-interseptory-tolko-sverhu.html

Как возникает подъемная сила крыла самолета

ПОЧЕМУ И КАК ЛЕТАЕТ САМОЛЕТ

изобретатели первых летательных машин строили крылья в виде плоских или немного изогнутых по­верхностей. Позже выяснилось, что выгоднее придавать крылу самолета обтекаемую форму — такую, какая в по­перечном сечении изображена на рис. 14, а. Это сечение называется профилем крыла.

Существует много профилей крыльев. На нашем ри­сунке изображены наиболее типичные. Линия АБ, соеди­няющая носок и хвостик профиля, называется его хордой.

Вид крыла сверху тоже бывает различным, но чаще конструкторы применяют только три формы: прямо­угольную, трапециевидную и стреловидную (рис. 14, б). Концы прямоугольных и трапециевидных крыльев обыч­но закругляются.

При выборе формы крыла и его профиля конструк­тор руководствуется их аэродинамической выгодностью. Крыло работает выгодно, когда оно развивает большую подъемную силу, но дает малое лобовое сопротивление.

А) б)

Рис. 14. Различные формы крыла самолета:

А) профиль крыла, линия ЛБ — хорда профиля, б) вид крыла сверху.

Крыло самолета, само по себе неподвижное, создает подъемную силу благодаря поступательному движению самолета, которое сообщает ему силовая установка. Встречный воздушный поток обтекает крыло несиммет­рично.

Аэродинамическая сиша благодаря специальному профилю крыла отклоняется еще больше вверх, чем у плоской пластины, поставленной под острым углом к потоку.

Несимметричное обтекание крыла вызывается не­симметричной формой профиля или наличием угла атаки1, а чаще — тем и другим вместе.

Углом атаки крыла условились считать угол между хордой профиля и направлением воздушного потока.

Обычно самолет имеет в полете очень малый угол атаки крыла — около 3—5 градусов, а скоростные само­леты — еще меньше. Уже одно это показывает* что крыло

Самолета создает подъемную силу несколько иначе, чем воздушный змей, который летает, как мы видели, при угле атаки в 40—60 градусов.

Каким же образом при таком малом угле атаки воз­никает подъемная сила, способная поддерживать в воз­духе очень тяжелую машину?

Посмотрите внимательно на рис. 15, а, на котором изображена схема обтекания крыла воздухом при малом угле атаки.

В) г)

Рис. 15. Обтекание крыла воздушным потоком и возникновение подъ­емной силы:

А) при небольшом угле атаки; б) скорость воздуха над крылом больше, чем под крылом; в) обтекание крыла при нулевом угле атаки и г) при критическом угле

Атаки.

Струйки воздуха обтекают крыло несимметрично, больше отклоняясь сверху, чем снизу.

Сверху струйкам приходится огибать выпуклую часть крыла, поэтому они сжаты и, следовательно, по закону неразрывности ско­рость течения воздуха здесь больше, чем вдали от крыла.

Под крылом же, наоборот, скорость течения воздуха меньше, так как здесь происходит некоторое торможение воздушного потока (благодаря углу атаки).

Таким образом, скорость воздуха над крылом полу­чается больше, чем под крылом (рис. 15* б).

По закону Бернулли, чем больше скорость потока, тем меньше в нем давление.

Следовательно, над крылом обра­зуется пониженное давление, а под крылом — повышен­ное; к этому добавляется трение воздуха в пограничном слое и в результате возникает сила Р, направленная в сторону меньшего давления,— полная аэродинамическая сила крыла.

Конечно, воздух давит снизу вверх не в од­ной точке крыла, как изображено на нашем рисунке, а на всю площадь крыла. Но давление воздуха на все крыло, то есть полную аэродинамическую силу, можно изобразить одной стрелкой Р, как бы приложенной в центре давления (сокращенно: Ц. Д.).

Полную аэродинамическую силу Р мы можем заме­нить, как уже делали раньше, двумя силами Л и П, на­правленными по потоку и перпендикулярно к нему. Сила Л — лобовое сопротивление крыла, а сила П — его подъемная сила.

У хороших крыльев подъемная сила при самом вы­годном угле атаки бывает примерно в 20 раз больше силы лобового сопротивления. Таким образом, главная доля полной аэродинамической силы крыла идет на под­держание самолета.

Интересно, что многие крылья развивают подъемную силу даже при нулевом угле атаки, то есть когда воз­дух набегает на крыло параллельно хорде профиля (рис. 15, в).

На первый взгляд это кажется совершенно непонятным, так как при нулевом угле атаки давление под крылом повышено немного (по сравнению с давле­нием вдали от крыла). Зато над крылом благодаря уве­личению скорости струек при обтекании верхней выпук­лой части давление воздуха значительно понижено.

Вы­ходит, что и в этом случае благодаря несимметричности профиля разность давлений под крылом и над крылом все-таки имеется.

С малым углом атаки самолет летает при самой боль­шой скорости, какую он может развить при полной мощ­ности силовой установки. Тогда даже малый угол атаки оказывается достаточным для создания подъемной силы, равной весу самолета.

С увеличением угла атаки подъемная сила растет.

К сожалению, это происходит только до угла в 15—16 градусов, так как при таком угле плавность об­текания уже сильно нарушается (рис. 15, г).

Струйки воз­духа отрываются от верхней поверхности крыла, обра­зуются вихри, лобовое сопротивление возрастает, а подъемная сила начинает падать. Угол атаки, при ко­тором это происходит, называют критическим.

При та­ком угле атаки самолет уже плохо управляется и не­устойчив.

Чтобы улучшить обтекание крыла на больших углах атаки, русский ученый С. А. Чаплыгин (1869—1942), уче­ник и соратник Н. Е. Жуковского, предложил щелевые

Предкрылок

Рис. 16. Механизированные крылья.

Крылья. Идея их состоит в том, что крыло снабжают так называемым предкрылком и благодаря щели между ним и крылом (рис. 16) поток более плавно обтекает крыло даже на больших углах атаки.

Объясняется это тем, что струйки воздуха, проходя через узкую щель, увеличивают свою скорость и увлекают за собой другие струйки, задерживая их отрыв от крыла.

Поэтому плав­ное обтекание крыла сохраняется дольше и подъемная сила не перестает возрастать до угла атаки в 25 граду­сов, а иногда и больше.

Еще чаще применяют закрылки и так называемые щитки, расположенные у задней кромки крыла. При взлете и посадке летчик отклоняет закрылки или щитки вниз на угол 20—40 градусов и благодаря этому как бы увеличивает кривизну нижней поверхности крыла, что ведет к увеличению подъемной силы. При взлете это сокращает длину разбега, а при посадке уменьшает ско­рость самолета во время приземления.

Применение предкрылков, закрылков и щитков полу­чило в наше время название механизации крыла.

Механизированные крылья широко распространены во всем мире.

Более подробнее о советской авиации здесь В Ся история развития самолета — от его рождения до наших дней — это история борьбы за скорость по­лета. Дальнейшее развитие авиации, несомненно, будет …

Почему самолет может делать виражи[13]) и фигуры? Какие силы заставляют тяжелую машину легко ку­выркаться в воздухе? Как летчик управляет этими сила­ми в криволинейном полете? Конечно, это все те же аэродинамические …

П Еред посадкой летчик выключает двигатель или убав­ляет его обороты до самых малых. Самолет начи­нает плавно снижаться по наклонной траектории. Такой спуск самолета называют планированием. Чтобы легче понять поведение самолета …

Источник: https://msd.com.ua/pochemu-i-kak-letaet-samolet/kak-voznikaet-podemnaya-sila-kryla-samoleta/

Ссылка на основную публикацию