Las alas de un avión son uno de sus componentes más importantes. Proporcionan la fuerza de elevación aerodinámica. El ala de un avión tiene varios elementos. Cada uno de ellos tiene su propia función separada que permite que la vela funcione correctamente. En los primeros días de la aviación, los ingenieros comprendieron su importancia para los aviones.
Con el desarrollo en el campo, han aparecido diferentes variantes de alas, que se utilizan para diferentes modelos de aviones. Las formas y dimensiones de las alas son importantes para un avión de pasajeros o un caza militar. En este artículo se tratará la mecanización del ala de un avión, su diseño y finalidad.
Se crea la fuerza de sustentación del ala de un avión. debido a la diferencia de presión. Cambia debido a la presencia de corrientes de aire.
Se explica el principio de funcionamiento y El modelo de impacto de Newton. Las partículas de aire chocan con el semiplano inferior del ala, que se encuentra en ángulo con respecto al flujo, y rebotan hacia abajo, empujando el ala hacia arriba.
La estructura del ala de un avión.
¿Cuántas alas tiene un avión? En el modelo clásico hay dos, uno a cada lado.
Existe algo llamado la envergadura de un avión. Esta es la distancia desde la parte superior del ala izquierda hasta la parte superior del ala derecha. Se mide en línea recta y no depende de su forma ni de su curvatura.
Acerca de su dispositivo
La totalidad de todos los elementos que componen el ala se denomina mecanización. Esto incluye flaps, slats, flaperones, spoilers, etc.
es compartido en tres partes principales. Estos son los semiplanos derecho e izquierdo y la sección central. Los semiplanos también se llaman consolas. Esta es la estructura del ala de un avión y más sobre la estructura a continuación.
Ala de avión.
Solapas
Los flaps fueron vistos por todos los que estaban sentados junto a la ventana, cerca de las alas. Pocas personas saben que se trata de colgajos. Estas son superficies deflectables. Su función es aumentar la capacidad de carga de las alas durante el aterrizaje y el vuelo a baja velocidad.
Cuando no están extendidos, son una continuación del ala. Durante su liberación, se alejan de él formando pequeños huecos.
Al despegar o aterrizar un avión, los flaps deben estar extendidos. ¿Por qué se hace esto? Esto es necesario para reducir la velocidad y aumentar la resistencia aerodinámica. Hay una tercera razón: el reequilibrio de los aviones.
Los flaps del ala de un avión se forman de una a tres rendijas al soltarlas.
Flaperones
También pueden realizar el funcionamiento de flaps. Son usados en aviones ultraligeros y modelos radiocontrolados. Tienen una desventaja importante: son tan eficaces como los alerones.
listones
Se instalan delante del ala. Al igual que las aletas, son superficies desviables. Cuando se sueltan, también se forma una brecha. Normalmente se gestionan simultáneamente con los primeros, pero se pueden gestionar por separado.
existe Dos tipos de lamas: automáticas y adaptativas.
Interceptores
Su otro nombre es spoilers. Estas son superficies de alas que se desvían o liberan en el flujo. Su tarea es aumentar la resistencia aerodinámica y reducir la sustentación.
Estas son sus partes principales que aseguran su buen funcionamiento.
tipos de alas
Puedes ver una foto del ala del avión arriba. Varían mucho en su diseño y características estructurales.
Según su forma hay líneas rectas, barrido, barrido inverso, triangular, trapezoidal, etc.
Las alas barridas son las más populares. Tienen muchas ventajas. Hay un aumento en la sustentación y . También tiene desventajas, pero aún no son tan significativas debido a las importantes ventajas.
Aviones con alas en flecha hacia adelante - mejor controlado a bajas velocidades, eficiente en términos de propiedades aerodinámicas. Una de sus desventajas es que el diseño requiere materiales especiales que crearían suficiente rigidez en las alas.
El martes fue entregada a Moscú la principal “caja negra” del Tu-154 que se estrelló en Sochi. La publicación Life publicó una transcripción, cuya autenticidad no fue confirmada oficialmente, pero de ella se desprende que la tripulación tuvo problemas con los flaps. Y una fuente de Interfax, a su vez, dijo que el Tu-154 podría haberse estrellado debido a una "pérdida" sin suficiente elevación del ala para el despegue.
"Según datos preliminares, los flaps a bordo funcionaban de manera inconsistente, como resultado de no soltarse, se perdió la fuerza de sustentación, la velocidad no fue suficiente para ganar altitud y el avión se estrelló", dijo una fuente en la sede operativa. para trabajar en el lugar.
Novaya Gazeta pidió a los expertos que comentaran sobre la versión con solapas.
Andrey Litvinov
Piloto de primera clase, Aeroflot
— Los flaps son muy críticos. Nosotros ( pilotos — ed.) al principio asumieron que se trataba de flaps, tan pronto como quedó claro que no se trataba de combustible ni del clima. Hubo varias versiones: técnica, error del piloto. Pero pueden ser ambas cosas. Un problema técnico provocó un error del piloto.
Los flaps solo se necesitan para el despegue y el aterrizaje: el área del ala aumenta, la fuerza de elevación aumenta, por lo tanto, el avión necesita una distancia de despegue más corta que sin flaps. Despegas con los flaps, ganas altura y los flaps se retraen. Pero es posible que no limpien si algo se rompe, o que no limpien sincrónicamente: uno es más rápido y el otro es más lento. Si no limpian en absoluto, no es gran cosa; el avión sigue y sigue volando. No se lanza en picado. El comandante simplemente informa a tierra que tiene ese problema técnico, regresa al aeródromo y aterriza, con los flaps extendidos, como se requiere durante un aterrizaje normal. Y los ingenieros ya están averiguando cuál es el problema.
Pero si se eliminan de forma asincrónica, entonces el avión se estrella, eso es lo que da miedo. En un plano del ala, la fuerza de sustentación se vuelve mayor que en el segundo, y el avión comienza a rodar y, como resultado, cae de costado. Si el avión cae, se hunde y comienza a bajar el morro, la tripulación instintivamente comienza a tirar del yugo hacia sí y a aumentar la velocidad del motor; esto es absolutamente normal. Pero el piloto debe controlar la posición espacial de la aeronave.
Existe un concepto: ángulo de ataque supercrítico. Este es el ángulo en el que el aire comienza a escapar del ala. El ala forma un cierto ángulo, su parte superior no se mueve por el aire y el avión comienza a caer, porque nada lo mantiene en el aire.
Volé el TU-154 durante 8 años. No tuve problemas con los flaps, hubo fallas menores, nada grave. Era un avión bueno y fiable en su época. Pero eso fue hace 25 años. Es un producto de su época. Aeroflot tiene todos los aviones nuevos: volamos Airbus y Boeing. Y el Ministerio de Defensa vuela el TU-154. Sí, necesitas fabricar tus propios aviones, sí, pero al menos déjales llevar un superjet. Los aviones modernos tienen muchos sistemas de protección; en realidad, es una computadora voladora. Si ocurre alguna situación, la automatización evita que el avión se cale y es de gran ayuda para el piloto. Estos mismos aviones están todos en modo manual, todos en control manual. Pero esto no significa que deba caer, sino que debe ser técnicamente sólido. Debe someterse a mantenimiento. La pregunta para los técnicos es por qué se produjo una avería tan grave en este avión. Cualquiera puede cometer un error. La tripulación tiene experiencia, pero los pilotos militares generalmente no vuelan mucho. Un piloto militar vuela 150 horas al año. Y civil: 90 horas al mes.
La sorpresa también podría haber funcionado, no esperaban tal desarrollo de los acontecimientos, no tuvieron la reacción suficiente para afrontarlo. Esto no significa que no tengan experiencia. No olvides que eran las 5 de la mañana. Simplemente duerma, el cuerpo se relaja, la reacción inicialmente se inhibe. Llevamos mucho tiempo diciendo que deberíamos prohibir los vuelos nocturnos o reducirlos al mínimo, deberíamos esforzarnos en volar durante el día, eso es lo que hacen muchas compañías europeas.
También hay que recordar que el avión era pesado: los tanques de combustible, la carga y los pasajeros estaban llenos. Hubo poco tiempo para tomar una decisión. No tuvieron tiempo. Esta situación, por supuesto, debe solucionarse. No sé cómo entrena el ejército a los pilotos, pero aquí en Aeroflot lo están solucionando. Existe un algoritmo de acciones para cada situación de emergencia. Todo se practica sin cesar en el simulador. ¿Cuándo fue este equipo al simulador? Si estuviste en el simulador, ¿practicaste ejercicios específicos de flaps? Estamos esperando respuestas de la investigación.
Fuente cercana a la investigación.
— Ahora toda la investigación técnica la lleva a cabo el Ministerio de Defensa. Este es un avión militar: el Instituto de la Fuerza Aérea en Lyubertsy se dedica a descifrar las grabadoras, y todas las grabadoras, unidades y sistemas fueron transportados a Lyubertsy. Los flaps no son una situación crítica, sino en principio una situación controlada y manejable. Existe un algoritmo de actuación en caso de desincronización o posición incorrecta de las trampillas. Los pilotos reciben formación en todo, incluso en simuladores; en cada emergencia, la tripulación de vuelo practica cómo comportarse y cómo controlar el avión. Cada avión tiene sus propias particularidades, para el Tu-154 se han desarrollado algoritmos. Se puede suponer una combinación de problemas técnicos y factores humanos, pero todavía no hay suficiente información.
Vadim Lukashévich
Experto en aviación independiente, candidato de ciencias técnicas.
— No retraer los flaps no es un desastre. Este es un evento muy desagradable, pero no debería pasar nada malo. Y en mi opinión, una combinación de circunstancias y acciones de la tripulación condujeron al desastre en el Mar Negro.
La esencia de los flaps de los aviones es aumentar la sustentación del ala a bajas velocidades. Cómo funciona un ala: cuanto mayor es la velocidad, mayor es la sustentación. Pero cuando el avión despega, la velocidad sigue siendo baja, al igual que durante el aterrizaje. Y para evitar que la fuerza de sustentación disminuya cuando la velocidad disminuye, los flaps en cuestión se extienden. También es necesario comprender que durante el despegue los flaps no se extienden tanto como durante el aterrizaje. Cuando el avión está rodando en la pista, los flaps ya están extendidos, y en el momento del despegue, el tren de aterrizaje se retrae secuencialmente, frenando el avión, y al cabo de 15-20 segundos los flaps también se retraen, dificultando el vuelo del avión. aumenta la velocidad. Además de la fuerza de elevación, también crean una resistencia adicional del aire y un momento de inmersión adicional, cuando el avión "quiere" bajar el morro.
¿Qué pasó en el momento del desastre? Un avión pesado, cargado y lleno de combustible despega, los pilotos retraen los flaps, pero por alguna razón esto no funciona. En teoría, puedes continuar el vuelo con normalidad y en este estado, sin coger velocidad, puedes dar la vuelta y aterrizar para solucionar el problema. Es posible aterrizar con los flaps en esta posición, pero la velocidad de aterrizaje será mayor y no será muy fácil. Pero, obviamente, aquí no existía tal solución. Quizás el problema con los flaps no se notó de inmediato, y cuando el avión comenzó a bajar el morro, es posible que se hayan pronunciado palabras descifradas de la grabadora.
La mecanización de alas es una parte integral de las alas de los aviones modernos. Esto incluye dispositivos que le permiten cambiar las características aerodinámicas del ala en etapas individuales del vuelo (Fig. 3.8).
Existen dos tipos de mecanización en función de las funciones que realizan:
- · mejorar las características de despegue y aterrizaje (flaps y slats);
- · para control en vuelo (spoilers en modo amortiguador de elevación y en modo alerón).
Mecanización de alas de aviones:
1 - solapas; 2 - listones; 3 - spoilers
Un flap simple es una sección de la cola del ala que se desvía hacia abajo hasta 45°. Para aumentar la eficiencia de la trampilla, se hace ranurada. Cuando se desvía la solapa retráctil, se forma un espacio perfilado entre su punta y el ala. Los aviones modernos utilizan flaps de dos o tres ranuras.
Las láminas forman parte de la punta del ala en el borde de ataque, que se desvía hacia abajo en un ángulo de hasta 25° y avanza, formando un espacio perfilado con el ala. Al igual que los flaps, los slats reducen la velocidad de despegue y aterrizaje del avión y, lo más importante, aumentan el ángulo crítico de ataque.
Los medios de mecanización incluyen spoilers (interceptores) utilizados como aletas de freno, frenos de aire, amortiguadores de elevación, controles de balanceo, etc. Cuando los spoilers se desvían hacia arriba, se interrumpe el flujo alrededor del ala, lo que conduce a una disminución del coeficiente de sustentación. Con la ayuda de spoilers, es posible cambiar la velocidad vertical de descenso, reducir la longitud del recorrido de aterrizaje gracias a un frenado más efectivo de las ruedas del tren de aterrizaje y aumentar la eficiencia del control de balanceo.
El ala de los aviones modernos tiene mecanización de las partes delantera y trasera. Los elementos de mecanización de la parte delantera del ala garantizan la eliminación de la pérdida del ala en ángulos de ataque elevados. Su trabajo está sincronizado con el de mecanización de la parte trasera: los flaps, los más efectivos y extendidos son los flaps retráctiles ranurados, que aumentan la curvatura del perfil del ala y su área. Se pueden instalar escudos en la nariz y la parte trasera del ala. Su diseño es más sencillo que el de los flaps, pero su eficacia es menor.
Elementos del sistema de control aerodinámico de la aeronave: 1 - flaps de morro; 2 -- solapas; 3 - quilla que se mueve todo; 4 -- estabilizador diferencial; 5 - interceptores
Para reducir el esfuerzo sobre las palancas de control, todos los aviones modernos tienen refuerzos en el sistema de control: actuadores de dirección. En los años 70 apareció el sistema de control fly-by-wire (EDCS). En los aviones equipados con dicho sistema, no hay (o es redundante) cableado de control mecánico, y las señales de control se transmiten desde las palancas al mecanismo de dirección a través de comunicaciones eléctricas. El sistema de control eléctrico tiene una masa menor y permite aumentar la confiabilidad del sistema de control mediante líneas de comunicación redundantes. Este sistema puede utilizar computadoras y actuadores de alta velocidad para controlar aeronaves estáticamente inestables y reducir el estrés al maniobrar o volar en atmósferas turbulentas.
En los aviones subsónicos, para reducir las cargas que actúan sobre los controles, se utilizan servocompensadores y servotimones, pequeñas superficies conectadas en el primer caso con timones, en el segundo, con palancas de control. Con su ayuda, los timones se facilitan o desvían.
Mecanización de alas
Solapas y lamas extendidas.
Lamas extendidas.
Mecanización de alas- un conjunto de dispositivos en el ala de una aeronave diseñados para regular sus propiedades de carga. La mecanización incluye flaps, slats, spoilers, spoilers, flaperones, sistemas activos de control de capa límite, etc.
Solapas
Solapas- superficies deflectables situadas simétricamente en el borde de salida del ala. Los flaps en estado retraído son una continuación de la superficie del ala, mientras que en estado extendido pueden alejarse de ella formando grietas. Se utilizan para mejorar la capacidad de carga del ala durante el despegue, ascenso, descenso y aterrizaje, así como al volar a bajas velocidades. Existe una gran cantidad de tipos de diseños de solapas:
El principio de funcionamiento de los flaps es que cuando se extienden aumenta la curvatura del perfil y (en el caso de los flaps retráctiles, que también se llaman flaps de Fowler) la superficie del ala, por tanto, aumenta la fuerza de sustentación. . La mayor sustentación permite que los aviones vuelen sin entrar en pérdida a velocidades más bajas. Por tanto, extender los flaps es una forma eficaz de reducir las velocidades de despegue y aterrizaje. La segunda consecuencia de la extensión de los flaps es un aumento de la resistencia aerodinámica. Si durante el aterrizaje el aumento de la resistencia ayuda a reducir la velocidad del avión, durante el despegue la resistencia adicional elimina parte del empuje del motor. Por lo tanto, durante el despegue, los flaps siempre se extienden en un ángulo menor que durante el aterrizaje. La tercera consecuencia de la liberación de los flaps es el reequilibrio longitudinal del avión debido a la aparición de un momento longitudinal adicional. Esto complica el control de la aeronave (en muchos aviones modernos, el momento de inmersión cuando se extienden los flaps se compensa moviendo el estabilizador en un cierto ángulo negativo). Las solapas que forman hendiduras perfiladas durante la liberación se llaman ranurado. Las solapas pueden constar de varias secciones, formando varias ranuras (normalmente de una a tres).
Por ejemplo, el Tu-154M doméstico utiliza flaps de dos ranuras y el Tu-154B utiliza flaps de tres ranuras. La presencia de un espacio permite que el flujo fluya desde un área de alta presión (la superficie inferior del ala) a un área de baja presión (la superficie superior del ala). Las ranuras están perfiladas de modo que la corriente que fluye desde ellas se dirige tangencialmente a la superficie superior, y la sección transversal de la ranura debe estrecharse gradualmente para aumentar la velocidad del flujo. Después de atravesar la ranura, el chorro de alta energía interactúa con la lenta capa límite y evita la formación de vórtices y la separación del flujo. Este evento hace posible "hacer retroceder" la pérdida de flujo en la superficie superior del ala hacia ángulos de ataque más altos y valores de fuerza de sustentación más altos.
Flaperones
Flaperones, o "alerones flotantes": alerones que también pueden realizar la función de flaps cuando se desvían hacia abajo en fase. Ampliamente utilizado en aviones ultraligeros y modelos de aviones radiocontrolados cuando vuelan a bajas velocidades, así como durante el despegue y el aterrizaje. A veces se utiliza en aviones más pesados (por ejemplo, Su-27). La principal ventaja de los flaperones es su facilidad de implementación sobre la base de alerones y servos existentes.
listones
listones- superficies deflectables instaladas en el borde de ataque del ala. Cuando se desvían, forman un espacio similar al de las aletas ranuradas. Los listones que no forman un espacio se denominan bordes de ataque desviables. Por regla general, las láminas se desvían automáticamente al mismo tiempo que las trampillas, pero también se pueden controlar de forma independiente.
En general, el efecto de los slats es aumentar el ángulo de ataque permitido, es decir, la separación del flujo desde la superficie superior del ala se produce a un ángulo de ataque mayor.
Además de los simples, existen los llamados lamas adaptativas. Los listones adaptativos se desvían automáticamente para garantizar un rendimiento aerodinámico óptimo del ala durante todo el vuelo. El control del balanceo también se garantiza en ángulos de ataque elevados mediante el control asíncrono de lamas adaptativas.
Interceptores
Liberación del alerón izquierdo al parar un giro hacia la derecha
Interceptores (spoilers)- superficies en la superficie superior del ala que se desvían o liberan en el flujo, lo que aumenta la resistencia aerodinámica y reduce la sustentación. Por eso los spoilers también se denominan elementos de control directo de elevación.
Dependiendo de la finalidad y superficie de la consola, su ubicación en el ala, etc., los interceptores se dividen en:
Spoilers de alerones
Spoilers de alerones Son una adición a los alerones y se utilizan principalmente para controlar el balanceo. Se desvían asimétricamente. Por ejemplo, en un Tu-154, cuando el alerón izquierdo se desvía hacia arriba en un ángulo de hasta 20°, el interceptor de alerón en la misma consola se desvía automáticamente hacia arriba en un ángulo de hasta 45°. Como resultado, la sustentación en la consola del ala izquierda disminuye y el avión gira hacia la izquierda.
Para algunas aeronaves, los spoilers de alerones pueden ser el elemento de control de balanceo principal (o de respaldo).
Spoilers
Spoilers publicados
Spoilers (spoilers multifuncionales)- levantar compuertas.
La activación simétrica de los spoilers en ambas consolas de las alas provoca una fuerte disminución de la sustentación y el frenado del avión. Después del lanzamiento, el avión se equilibra en un ángulo de ataque más alto, comienza a disminuir la velocidad debido al aumento de la resistencia y desciende suavemente. Es posible cambiar la velocidad vertical sin cambiar el ángulo de paso. Es decir, cuando se sueltan simultáneamente, los spoilers se utilizan como frenos de aire.
Los interceptores también se utilizan activamente para amortiguar la sustentación después del aterrizaje o durante un despegue abortado y para aumentar la resistencia. Cabe señalar que no amortiguan directamente la velocidad sino que reducen la sustentación del ala, lo que conduce a un aumento de la carga sobre las ruedas y una mejor tracción de las ruedas con la superficie. Gracias a esto, tras soltar los spoilers internos, se puede proceder a frenar utilizando las ruedas.
ver también
- Lama giratoria: un dispositivo de propulsión basado en una lama.
- Lama vibratoria - propulsión basada en lamas
- Los alerones son timones que controlan el balanceo de un avión.
- Aerodinámica del Boeing 737
Notas
Fundación Wikimedia. 2010.
Vea qué es "mecanización de alas" en otros diccionarios:
Un conjunto de dispositivos en la parte delantera y (o) trasera del ala para cambiar sus características aerodinámicas. El funcionamiento de todos los elementos del perfil aerodinámico se basa en controlar la capa límite en la superficie del ala y (o) cambiar la curvatura del perfil. M. k.... ... enciclopedia de tecnologia
Un conjunto de dispositivos que cambian la sustentación y la resistencia del ala de un avión. MK reduce la velocidad de aterrizaje de un avión y durante el despegue facilita su despegue de la superficie de la tierra. Dependiendo del tipo de elevación M.... ... Gran enciclopedia soviética
mecanización de alas Enciclopedia "Aviación"
mecanización de alas- Arroz. 1. Esquema de mecanización de la parte delantera del ala. mecanización del ala un conjunto de dispositivos en la parte delantera y (o) trasera del ala para cambiar sus características aerodinámicas. El trabajo de todos los elementos del M.K. se basa en la gestión de la frontera... ... Enciclopedia "Aviación"
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Mecanización de alas- dispositivos (slats, flaps, flaps, etc.) para cambiar las características aerodinámicas del ala con el fin de reducir la velocidad de aterrizaje (despegue), la carrera de despegue (carrera), así como mejorar la maniobrabilidad de la aeronave. en vuelo, etc.... Glosario de términos militares
Enciclopedia "Aviación"
mecanización de potencia de ala- Arroz. 1. Mecanización energética del ala. Mecanización energética de los dispositivos del ala para aumentar la fuerza de elevación del ala, cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de energía de los motores del avión o energía adicional... ... Enciclopedia "Aviación"
Dispositivos para aumentar la sustentación de las alas, cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de energía de los motores de los aviones o de fuentes de energía adicionales. E.m.c. se utiliza para mejorar las características de despegue, aterrizaje y maniobra de una aeronave,... ... enciclopedia de tecnologia
