Как работает крыло самолёта

Строение крыла самолета

Из многочисленных средств передвижения именно самолет является самым быстрым, удобным и безопасным. Каждый современный человек видел авиалайнер, но не все понимают, как именно работает механизм. В этой статье мы подробно рассмотрим строение крыла самолета.

Конструкция авиалайнера состоит из следующих основных элементов:

  • крыла;
  • оперения хвостовой части;
  • устройства для взлета и посадки;
  • фюзеляжа;
  • двигателей.

Поскольку в рамках одной статьи невозможно детально рассмотреть каждый элемент конструкции, далее мы сфокусируем внимание исключительно на крыльях.

Подробнее о конструкции

Одним из основных «органов» воздушного транспорта являются крылья, без которых самолет даже не сможет оторваться от земли. Конструкция крыла самолета состоит из правой и левой консоли, основное предназначение данного узла – создать необходимую подъемную силу для авиалайнера.

Здесь расположена механизация для взлета и посадки, которая в несколько раз улучшает следующие характеристики:

  • разгон авиалайнера;
  • скорость разбега;
  • скорость взлета и посадки.

Также тут располагаются топливные баки, а на военных машинах предусмотрены место для перевозки военного снаряжения.

От чего зависят летные качества авиатранспорта?

Размах и форма крыла самолета влияют на летные качества. Размах крыла самолета определяется длиной между прямым крылом и концевой точкой данного элемента.

Профиль крыла самолета – это сечение по плоскости, которое замеряется перпендикулярно размаху. В зависимости от предназначения авиалайнера его профиль крыла может меняться, и именно этот момент является основным, ведь с его помощью формируется сам летательный аппарат. То есть профиль крыла самолета влияет на назначение авиатранспорта и скорость его передвижения. Например:

  • профиль с острой передней кромкой предназначается для скоростных авиалайнеров МИГ-25;
  • высотный самолет МИГ-31 обладает аналогичным профилем;
  • более толстый профиль с передней закругленной кромкой предназначается для авиатранспорта, предназначенного для транспортировки пассажиров.

Существует несколько вариантов профилей, однако их форма исполнения всегда одинаковая. Данный элемент представляется в виде капли различной толщины.

Создавая профиль для любого летательного аппарата, производители сперва проводят точные расчеты, основанные на аэродинамике. Подготовленный образец проверяется в специальной аэродинамической трубе, и если технические характеристики подойдут для полетных условий, профиль устанавливается на летательный аппарат. Разработкой аэродинамических профилей занимались ученые с начала развития авиации, процесс разработки не прекращается и в настоящее время.

Принцип работы

При помощи крыла летательный аппарат удерживается в небе. Многие ошибочно считают, что авиатранспорт обладает двумя крыльями, на самом деле у него имеется всего один элемент, и две плоскости, которые расположены на правой и левой сторонах.

То, как работает крыло самолета, доступно объяснили журналисты телеканала «Россия 2». Рекомендуем ознакомиться с коротким и познавательным видео, на котором принцип работы крыла самолета изложен доступным языком.

Согласно закону Бернулли, чем выше поток частиц или жидкости, тем меньше будет наблюдаться внутреннее давление воздушного потока. Именно по этому закону создается профиль крыла, то есть поток частиц или жидкости, соприкасаясь с поверхностью профилей, равномерно распределятся по всем частям элемента.

В хвостовой зоне частицы также не должны соединяться, чтобы не образовался вакуум, поэтому верхняя часть элемента обладает большей кривизной. Именно такое строение позволяет создать меньшее давление на верхней части элемента, что и требуется для создания подъемной силы.

Читать еще:  Где отдохнуть в Казахстане

Сила подъема крыла может завесить и от «угловой атаки». Для ее замера используется длина хорды крыла и скорость встречного потока воздушных масс. Чем больше будет показатель «угловой атаки», тем будет больше сила подъема крыла. Поток воздушных масс может быть как ламинарным, так и турбулентным:

  1. Гладкий поток без вихрей называется ламинарным, с его помощью создается подъемная сила.
  2. При турбулентном потоке, который создается при помощи вихрей, равномерно распределить давление не получится, соответственно, и подъемную силу создать не удастся.

Чтобы воздушный транспорт имел нужный скоростной диапазон, мог осуществлять безопасную посадку и взлет, максимально разгонялся, существует специальный механизм управления крыла, в который входят следующие элементы:

  • закрылки и предкрылки;
  • интерцепторы;
  • щитки для посадки.

Закрылки устанавливаются в задней части, являются основными компонентами в механизме управления самолета. Они уменьшают скорость, предоставляют авиатранспорту необходимую силу для подъема в воздух. Предкрылки не допускают возникновения слишком большой «угловой атаки», элементы расположены в носовой части. Интерцепторы расположены вверху крыла, помогают снизить подъемную силу когда это необходимо.

Законцовка

Данная часть крыла самолета помогает увеличить размах крыла, в несколько раз снижает сопротивление, которое образуется воздушным потоком, а также увеличивает подъемную силу. Кроме этого, законцовка крыла самолета помогает увеличить длину, практически не изменив при этом его размах. При использовании законцовки расход топлива у самолетов сокращается в несколько раз, а у планеров увеличивается дальность пути. Чаще всего используются гребневые законцовки, который помогают экономнее использовать топливо, легче набирать высоту, уменьшить длину разбега перед взлетом.

Кроме этого, элемент крыла самолета гребневого типа в несколько раз уменьшает индукционное сопротивление. Сегодня они чаще всего применяются на Боингах-767, -777, -747-8, а в ближайшее время планируется установка на Боингах-787.

Механизация крыла самолета. Описание. Фото. Видео.

Термин «механизация крыла» на английском звучит как «high lift devices», что в дословном переводе – устройства для повышения подъемной силы. Именно это и является основным предназначением механизации крыла, а где находятся плоскости, относящиеся к механизации крыла и каким образом увеличивают подъемную силу, а также зачем это нужно — расскажет эта статья.

Механизация крыла – перечень устройств, которые устанавливаются на крыло самолета для изменения его характеристик на протяжении разных стадий полета. Основное предназначение крыла самолета – создание подъемной силы. Этот процесс зависит от нескольких параметров – скорости движения самолета, плотности воздуха, площади крыла и его коэффициента подъемной силы.

Механизация крыла непосредственно влияет на площадь крыла и на его коэффициент подъемной силы, а также косвенно на его скорость. Коэффициент подъемной силы зависит от кривизны крыла и его толщины. Соответственно можно сделать вывод, что механизация крыла кроме площади крыла еще и увеличивает его кривизну и толщину профиля.

На самом деле не совсем так, ведь увеличение толщины профиля связано с большими технологическими сложностями, не столь эффективно и больше ведет к увеличению лобового сопротивления, потому этот пункт необходимо отбросить, соответственно механизация крыла увеличивает его площадь и кривизну. Делается это с помощью подвижных частей (плоскостей), расположенных в определенных точках крыла. По месторасположению и функциям, механизация крыла делится на закрылки, предкрылки и спойлеры (интерсепторы).

Закрылки самолета. Основные виды.

Закрылки – первая из придуманных разновидностей механизации крыла, они же и наиболее эффективны. Они широко применялись еще до Второй Мировой войны, а на ее протяжении и после их конструкция была доработана и, также, были изобретены новые виды закрылок. Основными характеристиками, которые указывают на то, что это закрылок действительно является им – его расположение и манипуляции, которые с ним происходят. Закрылки всегда находятся на задней кромке крыла и всегда опускаются вниз, и, к тому же, могут выдвигаться назад. При опускании закрылка увеличивается кривизна крыла, при его выдвижении – площадь. А раз подъемная сила крыла прямо пропорциональна его площади и коэффициенту подъемной силы, то если обе величины увеличиваются, закрылок выполняет свою функцию наиболее эффективно. По своему устройству и манипуляциям закрылки делятся на:

  • простые закрылки (самый первый и самый простой вид закрылок)
  • щитовые закрылки
  • щелевые закрылки
  • закрылки Фаулера (наиболее эффективный и наиболее широко применяемый в гражданской авиации вид закрылок)
Читать еще:  Сколько зарабатывают маникюрщицы

Каким образом функционируют все вышеперечисленные закрылки показано на схеме. Простой закрылок, как видно из схемы, просто отклоняемая вниз задняя кромка крыла. Таким образом, кривизна крыла увеличивается, однако область низкого давления над крылом уменьшается, потому простые закрылки менее эффективны, чем щитовые, верхняя кромка которых не отклоняется и область низкого давления не теряет в размерах.

Щелевой закрылок получил свое название по причине образуемой им щели после отклонения. Эта щель позволяет проходить воздушной струе к области низкого давления и направлена она таким образом, чтобы предотвращать срыв потока (процесс, во время которого величина подъемной силы резко падает), придавая ему дополнительную энергию.

Закрылок Фоулера выдвигается назад и вниз, чем увеличивает и площадь и кривизну крыла. Как правило, он сконструирован таким образом, чтобы при его выдвижении еще и создавалась щель, или две, или даже три. Соответственно он выполняет свою функцию наиболее эффективно и может давать прирост в подъемной силе до 100%.

Предкрылки. Основные функции.

Предкрылки – отклоняемые поверхности на передней кромке крыла. По своему строению и функциям они схожи с закрылками Фаулера – отклоняются вперед и вниз, увеличивая кривизну и немного площадь, образуют щель, для прохода воздушного потока к верхней кромке крыла, чем способствуют увеличению подъемной силы. Предкрылки, просто отклоняемые вниз, которые не создают щели называются отклоняемыми носками и только увеличивают кривизну крыла.

Спойлеры и их задачи.

Спойлеры. Перед рассмотрением спойлеров, следует заметить, что при создании дополнительной подъемной силы всеми вышеперечисленными устройствами создается дополнительное лобовое сопротивление, что ведет к понижению скорости. Но это происходит как следствие повышения подъемной силы, в то время как задача спойлеров – конкретно значительное повышение лобового сопротивления и прижимание самолета к земле после касания. Соответственно это единственное устройство механизации крыла, которое находится на верхней его поверхности и отклоняется вверх, чем и создается прижимная сила.

А зачем же нужно увеличивать подъемную силу? Вообще требуется не столько увеличение подъемной силы, сколько уменьшение скорости самолета, по крайней мере в гражданской авиации. А поскольку эти две величины непосредственно связаны, потому и происходит одно за счет другого.

Уменьшение скорости необходимо при взлете и посадке для обеспечения большей безопасности и уменьшения длины взлетной полосы. Кроме того, боевым самолетам довольно часто при выполнении того или иного маневра необходимо очень быстро увеличить либо уменьшить подъемную силу, для чего и служит механизация крыла.

Устройство крыла самолета

Крылья самолета — одни из важнейших его составляющих. Именно они обеспечивают подъемную аэродинамическую силу самолету. Элементов у крыла самолета есть несколько. У каждого из них — своя отдельная функция, которая позволяет крылу правильно работать. На заре авиации инженеры понимали его важность для самолета.

Читать еще:  Куда сходить ночью в Москве

С развитием в области авиастроения появились разные варианты крыльев, которые применяются для различных моделей самолетов. Формы крыла и его размеры имеют важное значение для пассажирского лайнера или военного истребителя. О механизации крыла самолета, его конструкции и назначении и будет рассказано в этой статье.

Как они работают?

Подъемная сила крыла самолета создается за счет разницы давления. Оно изменяется за счет нахождения потоков воздуха.

Принцип действия объясняется и ударной моделью Ньютона. Частицы воздуха наталкиваются на нижнюю полуплоскость крыла, который расположен под углом к потоку, и отскакивают вниз, выталкивая крыло наверх.

Строение крыла самолета.

Сколько крыльев у самолета? В классической модели их два — по одному с каждого бока.

Существует такое понятие, как размах крыла самолета. Это расстояние от вершины левой части крыла до верха правой. Оно измеряется по прямой линии и не зависит от формы или его стреловидности.

Об их устройстве

Совокупность всех элементов, из которого состоит крыло, называется его механизацией. Сюда входят закрылки, предкрылки, флапероны, спойлеры и т.д.

Его разделяют на три основные части. Это правая и левая полуплоскости и центроплан. Полуплоскости по-другому называют консолями. Это устройство крыла самолета, а о строении подробнее ниже.

Закрылки

Закрылки видели все, кто садится у иллюминатора, около крыльев. Немногие знают, что это закрылки. Это отклоняемые поверхности. Их функция — повышение несущей способности крыльев при взлете, посадке, полете на небольшой скорости.

Когда они не выпущены, то являются продолжением крыла. Во время их выпуска они отходят от него, образуя небольшие щели.

При взлете или посадке самолета пилоты обязательно выполняют выпуск закрылок. Зачем это делается? Это нужно, чтобы снизить скорость и увеличить аэродинамическое сопротивление. Есть и третья причина — перебалансировка воздушного судна.

Закрылки крыла самолета образуют от одной до трех щелей при их выпуске.

Флапероны

Они могут осуществлять и работу закрылков. Их используют на сверхлегких самолетах и радиоуправляемых моделях. У них есть один существенный минус — они так эффективны, как элероны.

Предкрылки

Их устанавливают впереди крыла. Как и закрылки, это отклоняющиеся поверхности. При их выпуске также образуется щель. Обычно они управляются одновременно с первыми, но ими можно руководить и отдельно.

Существует два типа предкрылок — автоматические и адаптивные.

Интерцепторы

Их другое название — спойлеры. Это отклоняемые или выпускаемые на поток поверхности крыла. Их задача состоит в том, чтобы увеличить аэродинамическое сопротивление и снизить подъемную силу.

Это его основные части, которые обеспечивают его бесперебойную работу.

Виды крыльев

Фото крыла самолета вы можете увидеть выше. Они сильно различаются по своей конструкции и особенностям строения.

По форме различают прямые, стреловидные, с обратной стреловидностью, треугольные, трапециевидные и т.д.

Более всего популярны именно стреловидные крылья. У них много преимуществ. Тут и увеличение подъемной силы и скорости. Недостатки у него тоже есть, но все же они не так существенны за счет значительных плюсов.

Самолеты с обратной стреловидностью крыла — лучше управляемы на небольшой скорости, эффективны в том, что касается аэродинамических свойств. Из их минусов — для конструкции нужны специальные материалы, которые бы создавали достаточную жесткость крыла.

Источники:

http://samoleting.ru/raznoe/stroenie-kryla-samoleta.html

http://avia.pro/blog/mehanizaciya-kryla-samoleta-opisanie-foto-video

http://nasamoletah.ru/samolety/ustrojstvo-kryla-samoleta.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector