Спойлер гаситель подъемной силы на крыльях самолета. "Командир, мы падаем!" Почему в последние секунды экипаж говорил о закрылках? Механизмы передней кромки крыла

На современных самолетах с целью получения высоких летно-тактических характеристик, в частности для достижения больших скоростей полета, значительно уменьшены и площадь крыла и его удлинение. А это отрицательно сказывается на аэродинамическом качестве самолета и особенно на взлетно-посадочных характеристиках.

Для удержания самолета в воздухе в прямолинейном полете с постоянной скоростью необходимо, чтобы подъемная сила была равна весу самолета - Y = G . Но так как

(30)

Из формулы (30) следует, что для удержания самолета в воздухе на наименьшей скорости (при посадке, например) нужно, чтобы коэффициент подъемной силы С y был наибольшим. Однако С y можно увеличивать путем увеличения угла атаки только до α крит. Увеличение угла атаки больше критического приводит к срыву потока на верхней поверхности крыла и к резкому уменьшению С y , что недопустимо. Следовательно, для обеспечения равенства подъемной силы и веса самолета необходимо увеличить скорость полета .

Вследствие указанных причин посадочные скорости современных самолетов довольно велики. Это сильно усложняет взлет и посадку и увеличивает длину пробега самолета.

С целью улучшения взлетно-посадочных характеристик и обеспечения безопасности на взлете и особенно посадке необходимо посадочную скорость по возможности уменьшить. Для этого нужно, чтобы С y был возможно больше. Однако профили крыла, имеющие большое Су макс, обладают, как правило, большими значениями лобового сопротивления Сх мин , так как у них большие относительные толщина и кривизна. А увеличение Сх. мин , препятствует увеличению максимальной скорости полета. Изготовить профиль крыла, удовлетворяющий одновременно двум требованиям: получению больших максимальных скоростей и малых посадочных - практически невозможно.

Поэтому при проектировании профилей крыла самолета стремятся в первую очередь обеспечить максимальную скорость, а для уменьшения посадочной скорости применяют на крыльях специальные устройства, называемые механизацией крыла.

Применяя механизированное крыло, значительно увеличивают величину Су макс, что дает возможность уменьшить посадочную скорость и длину пробега самолета после посадки, уменьшить скорость самолета в момент отрыва и сократить длину разбега при взлете. Применение механизации улучшает устойчивость и управляемость самолета на больших углах атаки. Кроме того, уменьшение скорости при отрыве на взлете и при посадке увеличивает безопасность их выполнения и сокращает расходы на строительство взлетно-посадочных полос.

Итак, механизация крыла служит для улучшения взлетно-посадочных характеристик самолета путем увеличения максимального значения коэффициента подъемной силы крыла Cу макс .

Суть механизации крыла состоит в том, что с помощью специальных приспособлений увеличивается кривизна профиля (в некоторых случаях и площадь крыла), вследствие чего изменяется картина обтекания. В результате получается увеличение максимального значения коэффициента подъемной силы.

Эти приспособления, как правило, выполняются управляемыми в полете: при полете на малых углах атаки (при больших скоростях полета) они не используются, а применяются лишь на взлете, на посадке, когда увеличение угла атаки не обеспечивает получения нужной величины подъемной силы.

Существуют следующие виды механизации крыла: щитки, закрылки, предкрылки, отклоняемые носки крыла, управление пограничным слоем, реактивные закрылки .

Щиток представляет собой отклоняющуюся поверхность, которая в убранном положении примыкает к нижней, задней поверхности крыла. Щиток является одним из самых простых и наиболее распространенных средств повышения Су макс.

Увеличение Су макс при отклонении щитка объясняется изменением формы профиля крыла, которое можно условно свести к увеличению эффективного угла атаки и вогнутости (кривизны) профиля.

При отклонении щитка образуется вихревая зона подсасывания между крылом и щитком. Пониженное давление в этой зоне распространяется частично на верхнюю поверхность профиля у задней кромки и вызывает отсос пограничного слоя с поверхности, лежащей выше по течению. За счет отсасывающего действия щитка предотвращается срыв потока на больших углах атаки, скорость потока над крылом возрастает, а давление уменьшается. Кроме того, отклонение щитка повышает давление под крылом за счет увеличения эффективной кривизны профиля и эффективного угла атаки α эф .

Благодаря этому выпуск щитков увеличивает разность относительных давлений над крылом и под крылом, а следовательно, и коэффициент подъемной силы Су .

На рис. 42 показан график зависимости С y от угла атаки для крыла с различным положением щитка: убранное, взлетное φ щ = 15°, посадочное φ щ = 40°.

При отклонении щитка вся кривая Су щ = f(α) смещается вверх почти эквидистантно кривой Су = f (α) основного профиля.

Из графика видно, что при отклонении щитка в посадочное положение (φ щ = 40°) приращение Су составляет 50-60%, а критический угол атаки при этом уменьшается на 1-3°.

Для увеличения эффективности щитка конструктивно его выполняют таким образом, что при отклонении он одновременно смещается назад, к задней кромке крыла. Тем самым увеличиваются эффективность отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла и протяженность зоны повышенного давления под крылом.

При отклонении щитка одновременно с увеличением коэффициента подъемной силы увеличивается и коэффициент лобового сопротивления, аэродинамическое качество крыла при этом уменьшается.

Закрылок . Закрылок представляет собой отклоняющуюся часть задней кромки крыла либо поверхность, выдвигаемую (с одновременным отклонением вниз) назад из-под крыла. По конструкции закрылки делятся на простые (нещелевые), однощелевые и многощелевые .

Рис. 39. Профиль крыла со щитком, смещающимся назад

Рис. 40. Закрылки: а - нещелевой; б - щелевой

Нещелевой закрылок увеличивает коэффициент подъемной силы С y за счет увеличения кривизны профиля. При наличии между носком закрылка и крылом специально спрофилированной щели эффективность закрылка увеличивается, так как воздух, проходящий с большой скоростью через сужающуюся щель, препятствует набуханию и срыву пограничного слоя. Для дальнейшего увеличения эффективности закрылков иногда применяют двухщелевые закрылки, которые дают прирост коэффициента подъемной силы С y профиля до 80%.

Увеличение Су макс крыла при выпуске закрылков или щитков зависит от ряда факторов: их относительных размеров, угла отклонения, угла стреловидности крыла. На стреловидных крыльях эффективность механизации, как правило, меньше, чем у прямых крыльев. Отклонение закрылков, так же как и щитков, сопровождается не только повышением С y , но в еще большей степени приростом С x , поэтому аэродинамическое качество при выпущенной механизации уменьшается.

Критический угол атаки при выпущенных закрылках незначительно уменьшается, что позволяет получить С умакс при меньшем подъеме носа самолета (рис. 37).

Рис. 41. Профиль крыла с щитком

Рис. 42. Влияние выпуска щитков на кривую Су=f()

Рис. 43. Поляра самолета с убранными и выпущенными щитками

Предкрылок представляет собой небольшое крылышко, находящееся впереди крыла (рис. 44).

Предкрылки бывают фиксированные и автоматические.

Фиксированные предкрылки на специальных стойках постоянно закреплены на некотором удалении от носка профиля крыла. Автоматические предкрылки при полете на малых углах атаки плотно прижаты к крылу воздушным потоком. При полете на больших углах атаки происходит изменение картины распределения давления по профилю, в результате чего предкрылок как бы отсасывается. Происходит автоматическое выдвижение предкрылка (рис. 45).

При выдвинутом предкрылке между крылом и предкрылком образуется суживающаяся щель. Увеличиваются скорость воздуха, проходящего через эту щель, и его кинетическая энергия. Щель между предкрылком и крылом спрофилирована таким образом, что воздушный поток, выходя из щели, с большой скоростью направляется вдоль верхней поверхности крыла. Вследствие этого скорость пограничного слоя увеличивается, он становится более устойчивым на больших углах атаки и отрыв его отодвигается на большие углы атаки. Критический угол атаки профиля при этом значительно увеличивается (на 10°-15°), а Cу макс увеличивается в среднем на 50% (рис. 46).

Обычно предкрылки устанавливаются не по всему размаху, а только на его концах. Это объясняется тем, что, кроме увеличения коэффициента подъемной силы, увеличивается эффективность элеронов, а это улучшает поперечную устойчивость и управляемость. Установка предкрылка по всему размаху значительно увеличила бы критический угол атаки крыла в целом, и для его реализации на посадке пришлось бы стойки основных ног шасси делать очень высокими.

Рис. 44. Предкрылок

Рис. 45. Принцип действия автоматического предкрылка:

а - малые углы атаки; б – большие углы атаки

Фиксированные предкрылки устанавливаются, как правило, на нескоростных самолетах, так как такие предкрылки значительно увеличивают лобовое сопротивление, что является помехой для достижения больших скоростей полета.

Отклоняемый носок (рис. 47) применяется на крыльях с тонким профилем и острой передней кромкой для предотвращения срыва потока за передней кромкой на больших углах атаки.

Изменяя угол наклона подвижного носка, можно для любого угла атаки подобрать такое положение, когда обтекание профиля будет безотрывным. Это позволит улучшить аэродинамические характеристики тонких крыльев на больших углах атаки. Аэродинамическое качество при этом может возрастать.

Искривление профиля отклонением носка повышает Су макс крыла без существенного изменения критического угла атаки.

Рис. 46. Кривая Су =f (α) для крыла с предкрылками

Рис. 47. Отклоняемый носок крыла

Управление пограничным слоем (рис. 48) является одним из наиболее эффективных видов механизации крыла и сводится к тому, что пограничный слой либо отсасывается внутрь крыла, либо сдувается с его верхней поверхности.

Для отсоса пограничного слоя или для его сдувания применяют специальные вентиляторы либо используют компрессоры самолетных газотурбинных двигателей.

Отсасывание заторможенных частиц из пограничного слоя внутрь крыла уменьшает толщину слоя, увеличивает его скорость вблизи поверхности крыла и способствует безотрывному обтеканию верхней поверхности крыла на больших углах атаки.

Сдувание пограничного слоя увеличивает скорость движения частиц воздуха в пограничном слое, тем самым предотвращает срыв потока.

Управление пограничным слоем дает хорошие результаты в сочетании с щитками или закрылками.

Рис. 48. Управление пограничным слоем

Рис. 49. Реактивный закрылок

Реактивный закрылок (рис. 49) представляет струю газов, вытекающую с большой скоростью под некоторым углом вниз из специальной щели, расположенной вблизи задней кромки крыла. При этом струя газа воздействует на поток, обтекающий крыло, подобно отклоненному закрылку, вследствие чего перед реактивным закрылком (под крылом) давление повышается, а позади его понижается, вызывая увеличение скорости движения потока над крылом. Кроме того образуется реактивная сила Р , создаваемая вытекающей струёй.

Эффективность действия реактивного закрылка зависит от угла атаки крыла, угла выхода струи и величины силы тяги Р . Их используют для тонких, стреловидных крыльев малого удлинение Реактивный закрылок позволяет увеличить коэффициент подъемной силы Cу макс в 5-10 раз . Для создания струи используются газы, выходящие из турбореактивного двигателя.

Предварительные данные расшифровки «черных ящиков» сократили количество версий о причинах катастрофы Ту-154. Это могла быть ошибка пилотирования или поломка самолета.

Читайте также 21:13 27 декабря 2016 Расшифровку последних минут жизни пилотов опубликовал Life. Известно, что сначала пилот докладывает о том, что скорость 300, забирают стойки. Потом звучит резкий сигнал. Один из пилотов восклицает: «Закрылки, с*ка!». А затем звучит крик: «Командир, падаем!».

Точные причины произошедшего установят следователи. Пока же эксперты выдвигают варианты из-за которых борт мог рухнуть в море. «Сноб» выяснил, как взлетает Ту-154 и зачем нужны закрылки, о которых пилоты кричали перед гибелью.

Как взлетает самолет Ту-154:

Сначала пилот получает от диспетчера разрешение на взлет.
-Потом пилот отключает тормоза, открывает закрылки, самолет набирает скорость.
-На скорости 260 км/ч начинается подъем переднего колеса шасси.
-На скорости 300 км/ч - самолет отрывается от взлетной полосы.
-После отрыва на 5 метров убирается шасси.
-На 120 метрах отрыва самолет изменяет положение со взлетных 20 градусов наклона до 15
-На скорости в 360 км/ч убирают закрылки. Стабилизатор из взлетного положения переходит в полетное. Самолет выравнивает градус наклона до 0.

Для чего нужны закрылки и что могло с ними случиться

Закрылки - это специальные устройства на задней части крыла самолета. Они представляют собой симметрично расположенные отклоняемые поверхности.

Самолет отрывается от земли лишь тогда, когда подъемная сила превысит вес самолета. Для этого и нужны закрылки. Они меняют конфигурацию крыла, за счет чего подъемная сила увеличивается, а скорость на взлете и посадке - уменьшается.

На Ту-154 закрылки могли убрать несинхронно - один из них мог заклинить. Это могло вызвать неравномерный прирост подъемной силы.

Мнение эксперта

Читайте также 20:04 25 декабря 2016
По словам заслуженного пилота РФ Константина Онохина, налет у пилотов Ту-154 был 3 тысячи часов. Это много для истребителя, но для транспортной авиации международных рейсов этого мало. Ту-154 - хороший самолет, но требующий квалификации командира и членов экипажа выше среднего.

Эксперт напоминает, что взлетать и садиться самолеты лучше против ветра. Но аэропорт Сочи сложный в этом плане - ветер там дует со всех сторон. С набором высоты попутный ветер мог усилиться и дуть в хвост, скорость упала, а центровка стала передней. У Ту-154 с центровкой особый момент - у самолета есть четвертый бак с топливом впереди, который способствует снижению центра тяжести вперед. Это очень опасно.

«Пилот держал штурвал на пределе, но все равно произошло касание о водную поверхность, — поясняет Константин Онохин. — Почему такой разброс остатков самолета? Это как бросать камешки блинчиком на озере. Вот и самолет также - несколько ударов по воде, а потом под воду. Жалко ребят, они попали в очень трудное положение, из которого оказалось невозможно выбраться».

Также сейчас появляются мнения летчиков о том, что пилоты могли ошибиться и вместо шасси убрать закрылки.

Отметим, что пока все версии специалистов - предположительные. Точную и официальную причину назовут после изучения всех фактов произошедшей катастрофы.

Те люди, которые летали на самолетах и обращали внимание на крыло железной птицы, в то время как она садится или взлетает, наверняка замечали, что эта часть начинает меняться, появляются новые элементы, а само крыло становится шире. Этот процесс и называют механизацией крыла.

Общая информация

Люди всегда хотели быстрее ездить, быстрее летать и т. д. И, в общем-то, с самолетом это вполне получилось. В воздухе, когда аппарат уже летит, он развивает огромную скорость. Однако тут следует уточнить, что высокий показатель скорости приемлем лишь во время непосредственного полета. Во время взлета или посадки все совсем наоборот. Для того чтобы успешно поднять конструкцию в небо или же, наоборот, посадить ее, большая скорость не нужна. Причин этому несколько, но основная кроется в том, что для разгона понадобится огромная взлетная полоса.

Вторая основная причина - это предел прочности шасси самолета, который будет пройден, если взлетать таким образом. То есть в итоге получается так, что для скоростных полетов нужен один тип крыла, а для посадки и взлета - совсем другой. Что же делать в такой ситуации? Как создать у одного и того же самолета две принципиально разных по своей конструкции пары крыльев? Ответ - никак. Именно такое противоречие и подтолкнуло людей к новому изобретению, которое назвали механизацией крыла.

Угол атаки

Чтобы доступно объяснить, что такое механизация, необходимо изучить еще один небольшой аспект, который называется углом атаки. Эта характеристика имеет самую непосредственную связь со скоростью, которую самолет способен развить. Здесь важно понимать, что в полете практически любое крыло находится под углом по отношению к набегающему на него потоку. Вот этот показатель и зовется углом атаки.

Допустим, чтобы лететь с малой скоростью и при этом сохранить подъемную силу, чтобы не упасть, придется увеличить этот угол, то есть самолета вверх, как это делается на взлете. Однако тут важно уточнить, что есть критическая отметка, после пересечения которой поток не сможет удерживаться на поверхности конструкции и сорвется с нее. Такое в пилотировании называют отрывом пограничного слоя.

Этим слоем называют поток воздуха, который непосредственно соприкасается с крылом самолета и создает при этом аэродинамические силы. С учетом всего этого формируется требование - наличие большой подъемной мощности на малой скорости и поддержание требуемого угла атаки, чтобы лететь на высокой скорости. Именно эти два качества и совмещает в себе механизация крыла самолета.

Улучшение характеристик

Для того чтобы улучшить взлетно-посадочные характеристики, а также обеспечить безопасность экипажа и пассажиров, необходимо по максимуму уменьшить скорость взлета и посадки. Именно наличие этих двух факторов привело к тому, что проектировщики профиля крыла стали прибегать к созданию большого числа различных устройств, которые располагаются непосредственно на крыле самолета. Набор этих специальных управляемых устройств и стали называть механизацией крыла в авиастроении.

Предназначение механизации

Применяя такие крылья, удалось достичь сильного увеличения значения подъемной силы аппарата. Значительное увеличение этого показателя привело к тому, что сильно уменьшился пробег самолета при посадке по полосе, а также уменьшилась скорость, с которой он приземляется или взлетает. Назначение механизации крыла также в том, что она улучшила устойчивость и повысила управляемость такой большой авиамашины, как самолет. Это особенно стало заметно, когда летательный аппарат набирает высокий угол атаки. К тому же стоит сказать, что существенное снижение скорости посадки и взлета не только увеличило безопасность выполнения этих операций, но и позволило сократить затраты на строительство взлетных полос, так как появилась возможность их сокращения по длине.

Суть механизации

Итак, если говорить в общем, то механизация крыла привела к тому, что были значительно улучшены взлетно-посадочные параметры самолета. Такой результат был достигнут за счет сильного увеличения максимального коэффициента подъемной силы.

Суть этого процесса заключена в том, что добавляются специальные устройства, которые усиливают кривизну профиля крыла аппарата. В некоторых случаях получается и так, что увеличивается не только кривизна, но и непосредственная площадь этого элемента самолета. Из-за изменения этих показателей полностью меняется и картина обтекаемости. Эти факторы и являются определяющими в увеличении коэффициента подъемной силы.

Важно отметить, что конструкция механизации крыла выполняется таким образом, чтобы в полете все эти детали были управляемыми. Нюанс кроется в том, что на малом углу атаки, то есть при полете уже в воздухе на большой скорости, они фактически не используются. Весь их потенциал раскрывается именно при посадке или взлете. В настоящее время различают несколько видов механизации.

Щиток

Щиток - это одна из самых распространенных и самых простых деталей механизированного крыла, которая довольно эффективно справляется с задачей повышения коэффициента подъемной силы. В схеме механизации крыла этот элемент представляет собой отклоняющуюся поверхность. При убранном положении этот элемент почти вплотную примыкает к нижней и задней части крыла самолета. При отклонении этой детали максимальная подъемная сила аппарата увеличивается, потому что меняется эффективный угол атаки, а также вогнутость или кривизна профиля.

Для того чтобы увеличить эффективность этого элемента, его конструктивно исполняют так, чтобы он при своем отклонении смещался назад и одновременно с этим к задней кромке. Именно такой способ даст наибольшую эффективность отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла. Кроме этого, увеличивается эффективная протяженность зоны повышенного давления под крылом самолета.

Конструкция и назначение механизации крыла самолета с предкрылками

Здесь важно отметить сразу, что фиксированный предкрылок монтируется только на те модели самолета, которые не являются скоростными. Это объясняется тем, что такой тип конструкции значительно увеличивает лобовое сопротивление, а это резко снижает возможность летательного аппарата развить высокую скорость.

Закрылки

Схема механизации крыла с закрылками - одна из самых старых, так как эти элементы были одними из первых, которые стали использоваться. Расположение этого элемента всегда одно и то же, находятся они на задней части крыла. Движение, которое они выполняют, также всегда одинаковое, они всегда опускаются строго вниз. Также они могут немного выдвигаться назад. Наличие этого простого элемента на практике оказалось очень эффективным. Он помогает самолету не только при взлете или посадке, но и при выполнении любых других маневров при пилотировании.

Тип этого элемента может несколько изменяться в зависимости от на котором он используется. Механизация крыла ТУ-154, который считается одним из самых распространенных типов самолета, также имеет это простое устройство. Некоторые самолеты характеризуются тем, что их закрылки поделены на несколько самостоятельных частей, а у некоторых это один сплошной закрылок.

Элероны и интерцепторы

Кроме тех элементов, что уже были описаны, есть еще те, которые можно отнести к второстепенным. Система механизации крыла включает в себя такие второстепенные детали, как элероны. Работа этих деталей осуществляется дифференциально. Чаще всего используется конструкция такая, что на одном крыле элероны направлены вверх, а на втором они направлены вниз. Кроме них есть еще и такие элементы, как флапероны. По своим характеристикам они схожи с закрылками, отклоняться эти детали могут не только в разные стороны, но и в одну и ту же.

Дополнительными элементами являются также интерцепторы. Эта деталь является плоской и располагается на поверхности крыла. Отклонение, или скорее подъем, интерцептора осуществляется прямо в поток. Из-за этого происходит увеличение торможения потока, в силу этого увеличивается давление на верхней поверхности. Это приводит к тому, что уменьшается подъемная сила именно данного крыла. Эти элементы крыла иногда еще называют органами для управления подъемной силой самолета.

Стоит сказать о том, что это довольно краткая характеристика всех элементов конструкции механизации крыла самолета. В действительности там используется намного больше разнообразных мелких деталей, элементов, которые позволяют пилотам полностью контролировать процесс посадки, взлета, самого полета и т. д.

Крыло самолета является одной из основных составляющих его частей. Именно благодаря ему самолет летает и совершает различные маневры в воздухе. Оно служит также для размещения в нем топливных баков и шасси. К крылу подвешиваются авиамоторы и боевое вооружение авиалайнеров. Однако основная задача этой части самолета – создание подъемной силы на всех этапах полета.

Механизация крыла Боинг-727

Используемые в современной авиации виды крыльев самолета, бывают прямоугольными, трапециевидными, стреловидными и треугольными. Реже встречаются конструкции с переменной и обратной стреловидностью.

Прямоугольные крылья позволяют создавать наибольшую подъемную силу. Они более устойчивы и хорошо управляются. Их целесообразно использовать на скоростях меньше звука. Они обеспечивают лучшие параметры самолета при взлете и посадке, а также при выполнении маневров. Однако такие конструкции создают большое сопротивление при больших скоростях полета и они более тяжелые.

Трапециевидные крылья менее тяжелые, чем прямоугольные, но они более жесткие. Чем больше суживается такое крыло, тем оно легче и тем жестче оно должно быть. Трапециевидные крылья тоже с успехом используются на дозвуковых самолетах.

Стреловидные крылья применяются для полета на больших дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. По сравнению с прямым крылом, у стреловидного меньше несущие способности при одинаковых скоростях полета. Это снижает устойчивость и управляемость самолетов. Чтобы компенсировать этот недостаток, на поверхностях стреловидных крыльев вдоль набегающего потока иногда устанавливают дополнительно небольшие вертикальные плоскости и делают пилообразые уступы на передних кромках. Любой летательный аппарат со стреловидным крылом становится более устойчивым и управляемым, по мере увеличения его скорости.

В то же время, повышенная поперечная устойчивость снижает маневренные возможности самолета при больших скоростях.

Треугольные крылья. При равных с другими крыльями (например, стреловидными) площади крыла и нагрузках, их конструкция легче и более жесткая. Меньший вес объясняется меньшим значением изгибающих и осевых сил при большем поперечном сечении крыла. Повышенная жесткость такого крыла обусловлена большими, по сравнению с другими крыльями, моментами инерции, что тоже объясняется большим поперечным сечением крыла.

Такие крылья имеют меньшее лобовое сопротивление при переходе к сверхзвуковой скорости. Поэтому они применяются преимущественно на сверхзвуковых самолетах.

Большее поперечное сечение треугольного крыла позволяет размещать в крыле вместительные внутренние объемы. Однако конструкция треугольного крыла, по своим аэродинамическим характеристикам, создает меньшую подъемную силу, а также ограничивает использование средств механизации крыла, что чрезвычайно важно на малых скоростях полета.

Крыло самолета - сложная инженерная конструкция, состоящая из множества деталей. Для создания силы, способной поднять самолет в воздух, крылу придается аэродинамическая форма.

В разрезе классическое крыло напоминает вытянутую каплю с плоской нижней частью. Благодаря такой форме, набегающий во время полета аэроплана воздушный поток, сжимается в нижней поверхности крыла, а в верхней образуется разреженное пространство. Сформировавшиеся при этом силы начинают толкать крыло в сторону разреженного пространства, то есть вверх. Таким образом, создается подъемная сила.

Но эти условия полета формируются только при достаточной скорости. Поэтому все самолеты (кроме самолетов с вертикальным взлетом) сначала разгоняются. Им нужно набрать определенную скорость, чтобы оторваться от взлетной полосы и начать набор высоты. Это так называемая скорость отрыва. Она для каждого самолета своя, и даже для одного и того же самолета, но с разной взлетной массой, она тоже будет отличаться. И только после набора этой скорости, крыло начинает поддерживать самолет и не дает ему упасть.

На этапе разгона и набора высоты, для создания большей силы подъема, крыло должно иметь, как можно большую площадь.

Также большая площадь необходима для снижения и посадки аэроплана. Однако в прямолинейном полете, желательно чтобы площадь крыла была как можно меньше с целью создания наименьшего сопротивления. Все эти противоречивые требования «уживаются» в конструкции крыла при помощи специальных механических устройств.

Механизация крыла самолета подразделяется на механические устройства, расположенные на задней и передней кромках крыла.

Основное предназначение этих устройств – управление подъемной силой и сопротивлением самолета, преимущественно когда самолет взлетает или садится. Средства механизации крыла должны отвечать довольно жестким требованиям, и, в первую очередь, к ним относятся слаженность действия механизмов и безотказность их работы. Механизация крыла самолета конструкция и назначение отдельных его составляющих частей представлены ниже.

Механизация крыла на примере Боинг-737

Механизмы задней кромки крыла

При взлете и посадке самолета, для увеличения площади крыла и изменения его аэродинамических характеристик, применяются щитки и закрылки .

Они представляют собой выдвижные или поворотные плоскости. Обыкновенные щитки просто отклоняются вниз при помощи поворотного механизма. Выдвижные щитки, вначале выдвигаются назад за плоскость крыла, а затем наклоняются вниз. Закрылки подразделяются на обыкновенные и щелевые.

Обыкновенные закрылки тоже просто отклоняются вниз. Обыкновенные щитки и закрылки при отклонениях не имеют зазора между крылом. Щелевые закрылки в рабочем положении образуют зазор между своим корпусом и крылом. За счет этого зазора, области низкого и высокого давления в верхней и нижней поверхности крыла сообщаются между собой. Это способствует равномерному обтеканию крыла воздухом, предотвращает срывы потока и падение подъемной силы.

Выпущенные закрылки (Фаулера) самолета ТУ-154

Щелевые закрылки, так же как и крыло подвергаются скоростному напору воздуха и поэтому имеют аэродинамический профиль.

Они подразделяются на однощелевые и многощелевые. Однощелевые закрылки представляют собой простую однопрофильную конструкцию и просто отклоняются вниз, или выдвигаются назад из крыла, а затем отклоняются вниз.

Многощелевые закрылки имеют сложную многоступенчатую многопрофильную (до 3-х профилей) конструкцию с механизмом выдвижения из крыла. Каждый профиль многоступенчатой конструкции отклоняется на свой угол. При опускании закрылков и щитков изменяется аэродинамика крыла, а при их выдвижении увеличивается его площадь. Все эти действия способствуют увеличению подъемной силы крыла.

Простой (поворотный) закрылок

Механизмы передней кромки крыла

В качестве механизмов передней кромки крыла используются предкрылки и отклоняемые носки крыла.

Предкрылки наиболее сложные по конструкции устройства. Они представляют собой выдвижные механизмы аэродинамического профиля, установленные в передней части крыла. Их назначение улучшать летные возможности самолета на малых скоростях. При взлете их применение увеличивает угол набора высоты, что увеличивает крутизну взлета самолета и его быстрый выход на заданную высоту полета.

Обычный щелевой предкрылок в выпущенном состоянии

После выдвижения предкрылков вперед и вниз, образуется зазор, который, как и в случае с закрылками, открывает проход для набегающего потока воздуха с нижней кромки крыла к верхней его поверхности, что предотвращает срыв потока и повышает устойчивость полета самолета. Конструкция механизмов предкрылков обладает большой массой.

К основным недостаткам предкрылков следует отнести то, что в полете их деформация отличается от деформации основного крыла, что ухудшает аэродинамическое качество крыла в целом.

К разновидностям предкрылков относятся Щитки Крюгера, выполненные в виде отклоняющихся вперед и вниз плоскостей. Их применяют вместе с предкрылками на стреловидных крыльях. Они могут использоваться только до определенного угла подъема самолета. При его превышении происходит потеря управляемости.

Отклоняемые носки крыла. Применяются на самолетах с тонким крылом, где невозможно разместить механизмы предкрылков. Назначение их такое же, как и предыдущих механизмов – понизить вероятность потери управления при малых скоростях полета самолета и увеличить подъемную силу крыла.

К средствам механизации относятся также устройства, уменьшающие подъемную силу (тормозные щитки ) и интерцепторы . Конструктивно они представляют собой профилированные плоскости. Располагаются в верхней части крыла перед закрылками. Если самолету нужно снизить скорость, они поднимаются вверх, и создают дополнительное сопротивление.

В убранном положении они спрятаны в крыло. Тормозные щитки отклоняются вверх синхронно, а интерцепторы используются в качестве органов управления креном самолета, поэтому они отклоняются только с той стороны крыла, в сторону которой направлен крен. Для повышения управляемости интерцепторы располагаются как можно дальше от оси самолета.

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

Резюме

Крыло самолета постоянно совершенствуется. Создаются новые материалы, более легкие, теплостойкие, с новыми прочностными характеристиками. Они в состоянии будут выдержать нагрузки недоступные «старым» материалам. Конструкторы при разработке этих тяжелых конструкций получили на вооружение компьютерную технику. Все это позволяет создавать совершенно новые модели авиационных крыльев, с новыми, недостижимыми ранее характеристиками. Оснащенные такими крыльями летательные аппараты будут способны летать еще выше и еще быстрее, станут намного маневренней современных машин. Так, развитие крыла будет способствовать развитию авиации в целом.

Вконтакте

Билет №1

Механизация крыла представляет собой систему устройств (закрылков, щитков, предкрылков предназначенных для управления подъемной силой и сопротивлением самолета главным образом для улучшения его ВПХ. Эти же устройства могут применяться для повышения маневренных возможностей легких скоростных самолетов, а часть из них, например предкрылки, - для улучшения поперечной устойчивости и управляемости самолета при полете на больших углах атаки, особенно на самолетах со стреловидным крылом.

Здесь в носовой части крыла - предкрылки 1 или отклоняемые носки 8; в хвостовой части крыла - закрылки (поворотно- выдвижные 9, одно-, двух- или трехщелевые 5), элерон-закрылок 10, гасители подъемной силы (тормозные щитки) 2. Все эти средства позволяют управлять подъемной силой и сопротивлением крыла, улучшая ВПХ самолета. 6- внешний элерон, 3- внутренний элерон, 4- интерцептор, 7 – триммеры. Требования к механизации крыла: максимальное увеличение при отклонении средств механизации в посадочное положение при посадочных углах атаки самолета, минимальное увеличение в убранном положении средств механизации, максимальное значение аэродинамического качества при разбеге самолета с небольшой тяго вооруженностью, синхронность действий механизации на обеих консолях крыла, простота конструкции и высокая надежность работы.

Факторы, увеличивающие несущую способность : увеличением эффективности кривизны профиля крыла при отклонении средств механизации в рабочее положение, увеличением площади крыла при применении выдвижных щитков или выдвижных закрылков, управлением пограничным слоем для обеспечения безотрывного обтекания верхней поверхности крыла или затягивания срыва на большие углы атаки за счет увеличения скорости пограничного слоя. Щитком наз-ся подвижная часть нижней поверхности крыла у его задней кромки, отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы крыла и его сопротивления. Различают щитки с фиксированной осью вращения и выдвижные. Прирост подъемной силы получается за счет увеличения эффективной кривизны профиля при выпуске щитков и откоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла в зону разрежения за щитком. Критические углы атаки крыла с выпущенными и убранными щитками близки между собой. Для выдвижных щитков прирост подъемной силы получается и за счет увеличения площади крыла. Конструкция щитка состоит из каркаса и обшивки. К каркасу крепится обшивка. Крепление к крылу - при помощи шомпола на специальном профиле в передней части щитка и на заднем лонжероне крыла.

Закрылки - профилированная подвижная часть крыла, расположенная в его хвостовой части и отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы крыла. Различают поворотный закрылок - поворачиваемый вокруг связанной с крылом оси вращения, выдвижной - поворачиваемый относительно оси вращения и одновременно смещаемый назад вдоль хорды крыла для увеличения его площади, щелевой - при отклонении которого между его носком и крылом образуется профилированная щель, многощелевой закрылок, составленный из нескольких подвижных звеньев отклоняющихся на разные углы и разделяющихся профилированными щелями. Конструкция поворотного закрылка состоит из каркаса и обшивки. Каркас обычно состоит из одного лонжерона, стрингеров и нервюр. Задняя часть закрылка может иметь сотовую конструкцию, что повышает его жесткость и уменьшает массу. Навеска такого закрылка осуществляется при помощи кронштейнов. Для его выдвижения назад по хорде и отклонения вниз используют специально спрофилированные направляющие рельсы, закрепленные на усиленных нервюрах крыла и опирающиеся на эти рельсы ролики, установленные на торцевых нервюрах закрылка на кронштейнах. На лонжероне закрылка закреплен кронштейн, с которым связана тяга силового привода выпуска и уборки закрылка. Очертания носка закрылка и задней части крыла, положение неподвижной оси вращения закрылка выбираются так, чтобы при отклонении закрылка образовывалась профилированная щель, ускоряющая движение проходящего через нее воздуха и направляющая его вдоль верхней поверхности закрылка. Это позволяет получит более высокие значения коэф-та подъемноой силы на взлете и посадке. Дефлектор -профилированная часть закрылка, установленная неподвижно перед носком закрылка и образующая щель перед ним. Конструкция 3-щелевого выдвижного закрылка. Он состоит из основного и хвостового звеньев и дефлектора. Основное звено является центральной несущей частью и главным силовым элементом закрылка, на котором монтируются хвостовое звено и дефлектор. Гасители подъемной силы (тормозные щитки) и интерцепторы-подвижные части крыла в виде профилированных щитков расположенные на верхней поверхности крыла впереди закрылков и служащие для управления подъемной силы. При включении гасители подъемной силы (тормозные щитки) отклоняются вверх симметрично на обеих половинах крыла, а при включении интерцепторов вверх отклоняется интерцептор только той половины крыла, в сторону которой надо создать крен. Поэтому интерцепторы являются органом поперечной управляемости самолета. Использование гасителей подъемной силы при заходе на посадку позволяет уточнять заход, увеличивая крутизну планирования, т. к. при отклонении этих средств механизации уменьшается подъемная сила крыла и увеличивается его сопротивление. Предкрылки - профилированная подвижная часть крыла, расположенная в носовой его части. При выпуске предкрылков между ними и носовой частью крыла образуется профилированная щель, обеспечивающая более устойчивое обтекание крыла на больших углах атаки. При работе трансмиссии ее механизмы перемещают предкрылок рельсами по кареткам, закрепленным на переднем лонжероне крыла. Щитки Крюгера устанавливают в корневой части крыла на его носке. Они обеспечивают безотрывное обтекание крыла только до определенного угла атаки, после чего начинается резкий срыв потока. Поэтому наиболее ранний срыв потока в корневой части стреловидного крыла при отсутствии срыва на его концевых частях создает пикирующий момент на уменьшение углов атаки, что повышает безопасность полета.

2.Технологический процесс (ТП) и его структура. Классификация ТП, виды документации, унифицированные ТП .

В зависимости от типа производства разраб-ся технол-ое описание произв-ых процессов на различном уровне. В условиях многономенклатурного, единичного или многосерийного производства разраб-ся в осн-ом маршрутные ТП. В маршр. карте указывают какая пов-ть обраб-ся, а также указ-ют оборудование и норму времени. Такие компоненты технологии как оснащение (приспос. зажимное, шпиндельная оснастка, патроны, суппорты, инструмент режущий и мерительный) выбирает высококвалифицированный рабочий. Для деталей параметры которых точнее 11 квалитета разраб-ся маршр-опер процессы т.е. на отдельной операции такого процесса разр-ют операц карты. Это операции на которых формируется точность наиболее отв-ных пар-ров, на них как правило важную роль играет базирование, метод настройки оборудования оснащ, всё это указ-ся в операц картах, указ режим межпереходные размеры, припуски. Операц ТП с заполнением на всю деталь разрабатывают в случае крупносерийрого или массового производства.

Еденичным ТП – назыв ТП изгот или ремонта изделия одного наименования типа размера и исп-я независимо от типа произодства.

Униф-ным ТП – назыв процесс относящийся к группе изделий, деталей, сб едениц хар-ся общностью констр-х и технологич признаков.

Среди униф различают типовые и групповые ТП

К констр признакам относ: форму, размеры их точность, шероховатость поверхн, материал, прочность, твёрдость.

К тех-им признакам относят: типовые схемы базир-я, типовые методы обр-ки эл-х пов-тей.

Типовой ТП – это процесс изгот-я изделий с общими технол признаками

Групповой ТП – это процесс изготовления группы изделий с общими технол признаками

Проект-ныйТП – это поцесс выполняемый по предварительному проекту тех-ой документации. ТП соотв-ий современным достиж-ям науки и техн. , методы и ср-ва осущ-я которого предстоит освоить назыв проектным

ТП выполн по рабочей техн и констр докум-ции назыв рабочим

ТП применяемый на предпр огранич период времени назыв временным.

ТП установл гос стандартом наз стандартным

ТП в составл которого включается не только технол операции, но и операции переем-ия, контроля, отчистки наз-ся комплексным