Aripile unui avion sunt una dintre cele mai importante componente ale sale. Ele asigură forța de ridicare aerodinamică. O aripă de avion are mai multe elemente. Fiecare dintre ele are propria sa funcție separată care permite aripii să funcționeze corect. În primele zile ale aviației, inginerii au înțeles importanța acesteia pentru aeronave.
Odată cu dezvoltarea în domeniu, au apărut diferite variante de aripi, care sunt folosite pentru diferite modele de aeronave. Formele și dimensiunile aripilor sunt importante pentru un avion de linie de pasageri sau un avion de luptă militar. Mecanizarea unei aripi de avion, designul și scopul acesteia vor fi discutate în acest articol.
Este creată forța de susținere a aripii unui avion datorita diferentei de presiune. Se modifică din cauza prezenței curenților de aer.
Se explică principiul de funcționare și Modelul de impact al lui Newton. Particulele de aer se ciocnesc cu semiplanul inferior al aripii, care este situat la un unghi față de flux, și sar în jos, împingând aripa în sus.
Structura unei aripi de avion.
Câte aripi are un avion? În modelul clasic sunt două dintre ele - câte unul pe fiecare parte.
Există așa ceva ca anvergura aripilor unui avion. Aceasta este distanța de la partea de sus a aripii stângi la partea de sus a dreptei. Se măsoară în linie dreaptă și nu depinde de forma sau măturarea sa.
Despre dispozitivul lor
Totalitatea tuturor elementelor care alcătuiesc aripa poartă denumirea de mecanizare a acesteia. Aceasta include clapete, lamele, flaperons, spoilere etc.
Este împărtășită în trei părți principale. Acestea sunt semiplanurile din dreapta și din stânga și secțiunea centrală. Semiplanurile sunt numite și console. Aceasta este structura unei aripi de avion și mai multe despre structura de mai jos.
Aripa de avion.
Flapsuri
Clapetele au fost văzute de toți cei care stăteau la fereastră, lângă aripi. Puțini oameni știu că acestea sunt clape. Acestea sunt suprafețe deflectabile. Funcția lor este de a crește capacitatea portantă a aripilor în timpul aterizării și zborului la viteză mică.
Când nu sunt extinse, sunt o continuare a aripii. În timpul eliberării lor, se îndepărtează de el, formând mici goluri.
La decolarea sau aterizarea unei aeronave, flapsurile trebuie extinse. De ce se face asta? Acest lucru este necesar pentru a reduce viteza și pentru a crește rezistența aerodinamică. Există un al treilea motiv - reechilibrarea aeronavei.
Se formează clapele aripii unui avion de la una la trei fante la eliberarea lor.
Flaperons
De asemenea, pot efectua operarea clapetelor. Sunt folosite pe aeronave ultrauşoare şi modele radiocontrolate. Au un dezavantaj semnificativ - sunt la fel de eficiente ca eleroanele.
Lamele
Sunt instalate în fața aripii. La fel ca clapele, acestea sunt suprafețe deflectabile. Când sunt eliberate, se formează și un gol. De obicei sunt gestionate concomitent cu primele, dar pot fi gestionate separat.
Există două tipuri de șipci - automate și adaptive.
Interceptori
Celălalt nume al lor este spoilers. Acestea sunt suprafețele aripilor care sunt deviate sau eliberate în flux. Sarcina lor este de a crește rezistența aerodinamică și de a reduce portanța.
Acestea sunt părțile sale principale care asigură funcționarea sa fără probleme.
Tipuri de aripi
Puteți vedea o fotografie cu aripa avionului mai sus. Ele variază foarte mult în ceea ce privește designul și caracteristicile structurale.
După forma lor există linii drepte, măturat, măturat invers, triunghiular, trapezoidal etc.
Aripile măturate sunt cele mai populare. Au multe avantaje. Există o creștere a liftului și . Are și dezavantaje, dar totuși nu sunt atât de semnificative datorită avantajelor semnificative.
Avioane cu aripi îndreptate înainte - mai bine controlat la viteze mici, eficient din punct de vedere al proprietăților aerodinamice. Unul dintre dezavantajele lor este că designul necesită materiale speciale care ar crea o rigiditate suficientă a aripilor.
Marți, principala „cutie neagră” a lui Tu-154 care s-a prăbușit la Soci a fost livrată la Moscova. Publicația Life a publicat o transcriere, a cărei autenticitate nu a fost confirmată oficial, dar din aceasta rezultă că echipajul a avut probleme cu clapele. Iar o sursă Interfax, la rândul său, a spus că Tu-154 s-ar fi putut prăbuși din cauza unei „calare” cu ridicarea aripii insuficientă pentru decolare.
„Conform datelor preliminare, clapetele de la bord au funcționat inconsecvent, ca urmare a eșecului lor de eliberare, s-a pierdut forța de ridicare, viteza nu a fost suficientă pentru a câștiga altitudine, iar avionul s-a prăbușit”, a spus o sursă de la sediul operațional. pentru munca la fața locului.
Novaya Gazeta a cerut experților să comenteze versiunea cu clapete.
Andrei Litvinov
Pilot de clasa I, Aeroflot
— Clapele sunt foarte critice. Noi ( piloți — ed.) la început au presupus că acestea sunt clapete - de îndată ce a devenit clar că nu era combustibil sau vreme. Au existat mai multe versiuni - eroare tehnică, pilot. Dar pot fi ambele. O problemă tehnică a dus la o eroare a pilotului.
Flapurile sunt necesare doar pentru decolare și aterizare - aria aripii crește, forța de ridicare crește, prin urmare, avionul are nevoie de o distanță de decolare mai scurtă decât fără flaps. Decolezi cu clapetele, câștigi altitudine, iar clapetele se retrag. Dar s-ar putea să nu curețe dacă ceva este spart sau s-ar putea să nu curețe sincron - unul este mai rapid, celălalt este mai lent. Dacă nu curăță deloc, nu este mare lucru; Nu se scufundă. Comandantul pur și simplu raportează la sol că are o astfel de problemă tehnică, se întoarce pe aerodrom și aterizează - cu flapsurile extinse, așa cum este necesar în timpul unei aterizări normale. Și inginerii își dau seama deja care este problema.
Dar dacă sunt îndepărtate asincron, atunci avionul se prăbușește, asta e înfricoșător. Pe un plan al aripii, forța de ridicare devine mai mare decât pe al doilea, iar avionul începe să se rostogolească și, ca urmare, cade pe o parte. Dacă avionul se prăbușește, se scufundă și începe să-și coboare nasul, echipajul începe instinctiv să tragă jugul spre sine și să mărească turația motorului - acest lucru este absolut normal. Dar pilotul trebuie să controleze poziția spațială a aeronavei.
Există un concept - unghi supercritic de atac. Acesta este unghiul la care aerul începe să iasă din aripă. Aripa devine într-un anumit unghi, partea sa superioară nu este zburată de aer, iar avionul începe să cadă, pentru că nimic nu o ține în aer.
Am zburat cu TU-154 timp de 8 ani. Nu am avut probleme cu clapele, au fost defecțiuni minore, nimic grav. Era un avion bun de încredere la vremea lui. Dar asta a fost acum 25 de ani. Este un produs al timpului său. Aeroflot are toate avioanele noi - zburăm cu Airbus și Boeing. Și Ministerul Apărării zboară cu TU-154. Da, trebuie să vă faceți propriile avioane, da, dar măcar lăsați-le să ia un superjet. Avioanele moderne au o mulțime de sisteme de protecție; de fapt, este un computer zburător. Dacă se întâmplă o situație, automatizarea împiedică blocarea avionului și este de mare ajutor pilotului. Aceleași avioane sunt toate în modul manual, toate în control manual. Dar asta nu înseamnă că ar trebui să cadă, trebuie să fie solid din punct de vedere tehnic. Acesta trebuie să fie supus întreținerii. Întrebarea pentru tehnicieni este de ce a avut loc o avarie atât de gravă pe acest avion. Oricine poate face o greșeală. Echipajul are experiență, dar piloții militari, în general, nu zboară prea mult. Un pilot militar zboară 150 de ore pe an. Și civil - 90 de ore pe lună.
Surpriza ar fi putut funcționa și ei, nu se așteptau la o asemenea desfășurare a evenimentelor, nu au avut suficientă reacție pentru a face față. Asta nu înseamnă că sunt neexperimentați. Nu uita că era ora 5 dimineața. Doar dormi, corpul este relaxat, reacția este inițial inhibată. Spunem de mult timp că ar trebui să interzicem zborurile de noapte sau să le reducem la minimum, ar trebui să ne străduim să zburăm în timpul zilei;
De asemenea, trebuie să vă amintiți că avionul era greu, rezervoarele de combustibil, încărcătura și pasagerii erau pline. A fost puțin timp pentru a lua o decizie. Nu au avut timp. Această situație, desigur, trebuie rezolvată. Nu știu cum antrenează armata piloții, dar aici, la Aeroflot, se lucrează la asta. Există un algoritm de acțiuni pentru fiecare situație de urgență. Totul se practică la nesfârșit pe simulator. Acest echipaj a mers la simulator când? Dacă ai fost pe simulator, ai practicat exerciții specifice cu clapete? Asteptam raspunsuri de la ancheta.
Sursa apropiata anchetei
— Acum întreaga investigație tehnică este condusă de Ministerul Apărării. Aceasta este o aeronavă militară - Institutul Forțelor Aeriene din Lyubertsy este angajat în descifrarea înregistratoarelor, iar toate înregistratoarele, unitățile și sistemele au fost transportate la Lyubertsy. Flaps-urile nu sunt o situație critică, ci în principiu o situație controlată și gestionabilă. Există un algoritm pentru acțiuni în caz de desincronizare sau poziție incorectă a clapetelor. Piloții sunt instruiți în orice, inclusiv în simulatoare, pentru fiecare urgență, echipajul de zbor exersează cum să se comporte, cum să controleze aeronava. Fiecare aeronavă are propriile sale algoritmi au fost dezvoltați pentru Tu-154. Se poate presupune o combinație de probleme tehnice și factori umani, dar încă nu există suficiente informații.
Vadim Lukașevici
Expert independent în aviație, candidat la științe tehnice
— Neretragerea clapetelor nu este un dezastru. Acesta este un eveniment foarte neplăcut, dar nu ar trebui să se întâmple nimic rău din el. Și după părerea mea, o combinație de circumstanțe și acțiunile echipajului au dus la dezastrul din Marea Neagră.
Esența flapurilor de avion este creșterea portanței aripii la viteze mici. Cum funcționează o aripă - cu cât viteza este mai mare, cu atât portanța este mai mare. Dar când avionul decolează, viteza este încă mică, la fel ca în timpul aterizării. Și pentru a preveni scăderea forței de ridicare când viteza scade, clapetele în cauză sunt extinse. De asemenea, trebuie să înțelegeți că în timpul decolării flapurile nu se extind la fel de mult ca în timpul aterizării. Când aeronava rulează pe pistă, flapsurile sunt deja extinse, iar în momentul decolării, trenul de aterizare este retras secvenţial, frânând aeronava, iar după 15-20 de secunde flapsurile sunt de asemenea retractate, împiedicând avionul ca ei. viteza creste. Pe lângă forța de ridicare, ele creează și rezistență suplimentară a aerului și un moment suplimentar de scufundare - atunci când avionul „dorește” să-și coboare nasul.
Ce s-a întâmplat în momentul dezastrului? Un avion greu, încărcat, plin cu combustibil, decolează, piloții retrag clapetele, dar din anumite motive acest lucru nu funcționează. În teorie, poți continua zborul în mod normal și în această stare, fără a crește viteza, poți să te întorci și să aterizezi pentru a remedia problema. Este posibil să aterizați cu flapurile în această poziție, dar viteza de aterizare va fi mai mare și nu va fi foarte ușor. Dar, evident, nu a existat o astfel de soluție aici. Poate că problema cu clapetele nu a fost observată imediat, iar când avionul a început să coboare nasul, s-ar putea să fi fost rostite cuvinte descifrate din reportofon.
Mecanizarea aripilor este o parte integrantă a aripilor aeronavelor moderne. Acestea includ dispozitive care vă permit să schimbați caracteristicile aerodinamice ale aripii în etapele individuale ale zborului (Fig. 3.8).
Există două tipuri de mecanizare în funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc:
- · pentru a îmbunătăți caracteristicile de decolare și aterizare (clapete și lamele);
- · pentru control în zbor (spoilere în modul amortizor de ridicare și în modul eleron).
Mecanizarea aripii aeronavei:
1 - clapete; 2 - lamele; 3 - spoilere
O clapă simplă este o secțiune a cozii a aripii care deviază în jos la 45°. Pentru a crește eficiența clapei, acesta este realizat cu fante. Când clapeta retractabilă este deviată, se formează un spațiu profilat între vârful său și aripă. Avioanele moderne folosesc flapsuri cu două sau trei fante.
Lamelele sunt o parte a vârfului aripii de la marginea anterioară, care se deviază în jos cu un unghi de până la 25° și se deplasează înainte, formând un spațiu profilat cu aripa. La fel ca flapsurile, lamele reduc viteza de decolare și de aterizare ale aeronavei și, cel mai important, măresc unghiul critic de atac.
Mijloacele de mecanizare includ spoilere (interceptoare) folosite ca clapete de frână, frâne pneumatice, amortizoare de ridicare, comenzi de rulare etc. Când spoilerele sunt deviate în sus, fluxul în jurul aripii este întrerupt, ceea ce duce la o scădere a coeficientului de portanță. Cu ajutorul spoilerelor, puteți modifica viteza verticală de coborâre, puteți reduce lungimea cursei de aterizare datorită frânării mai eficiente a roților trenului de aterizare și puteți crește eficiența controlului ruliului.
Aripa aeronavelor moderne are mecanizare a părților din față și din spate. Elementele de mecanizare a părții frontale a aripii asigură eliminarea blocajului pe aripă la unghiuri mari de atac. Munca lor este conectată sincron cu munca de mecanizare a părții din spate - clapetele cele mai eficiente și răspândite sunt clapetele retractabile cu fante, care măresc curbura profilului aripii și a zonei sale. Scuturile pot fi instalate în nasul și în spatele aripii. Designul lor este mai simplu decât cel al clapetelor, dar eficiența lor este mai mică.
Elemente ale sistemului de control aerodinamic al aeronavei: 1 -- clapete din nas; 2 -- clapete; 3 -- chila totală; 4 -- stabilizator diferential; 5 -- interceptori
Pentru a reduce efortul asupra pârghiilor de control, toate aeronavele moderne au amplificatoare în sistemul de control - actuatoare de direcție. În anii 70, a apărut un sistem de control fly-by-wire (EDCS). La aeronavele echipate cu un astfel de sistem, nu există (sau redundante) cablaje de control mecanic, iar semnalele de control sunt transmise de la pârghii la mecanismele de cârmă prin comunicații electrice. Sistemul de control electric are o masă mai mică și permite creșterea fiabilității sistem de control prin linii de comunicație redundante. Acest sistem poate folosi computere și dispozitive de acționare de mare viteză pentru a controla aeronavele instabile static și pentru a reduce stresul atunci când manevrează sau zboară în atmosfere turbulente.
La aeronavele subsonice, pentru a reduce sarcinile care acționează asupra comenzilor, se folosesc servocompensatoare și servo cârme - suprafețe mici conectate în primul caz cu cârme, în al doilea - cu pârghii de comandă. Cu ajutorul lor, cârmele sunt facilitate sau deviate.
Mecanizarea aripilor
Clape și lamele extinse.
Lamele extinse.
Mecanizarea aripilor- un set de dispozitive de pe aripa unei aeronave concepute pentru a-și regla proprietățile portante. Mecanizarea include clapete, lamele, spoilere, spoilere, flaperoane, sisteme de control activ al stratului limită etc.
Flapsuri
Flapsuri- suprafețe deflectabile situate simetric pe marginea de fugă a aripii. Flapsurile în stare retrasă sunt o continuare a suprafeței aripii, în timp ce în stare extinsă se pot îndepărta de aceasta cu formarea de fisuri. Sunt folosite pentru a îmbunătăți capacitatea portantă a aripii în timpul decolării, urcării, coborârii și aterizării, precum și atunci când zboară la viteze mici. Există un număr mare de tipuri de modele de clapete:
Principiul de funcționare al clapetelor este că atunci când sunt extinse, curbura profilului crește și (în cazul clapetelor retractabile, care sunt numite și clapete Fowler) aria suprafeței aripii, prin urmare, forța de ridicare crește . Susținerea crescută permite aeronavei să zboare fără a sta la viteze mai mici. Astfel, extinderea flapurilor este o modalitate eficientă de a reduce vitezele de decolare și aterizare. A doua consecință a extensiei flapelor este o creștere a rezistenței aerodinamice. Dacă în timpul aterizării rezistența crescută ajută la încetinirea aeronavei, atunci în timpul decolării rezistența suplimentară ia o parte din forța motorului. Prin urmare, în timpul decolării, flapurile sunt întotdeauna extinse la un unghi mai mic decât în timpul aterizării. A treia consecință a eliberării flapelor este reechilibrarea longitudinală a aeronavei din cauza apariției unui moment longitudinal suplimentar. Acest lucru complică controlul aeronavei (la multe aeronave moderne, momentul de scufundare când flapurile sunt extinse este compensat prin deplasarea stabilizatorului într-un anumit unghi negativ). Clapele care formează fante profilate în timpul eliberării sunt numite crestat. Flapsurile pot consta din mai multe secțiuni, formând mai multe fante (de obicei de la una la trei).
De exemplu, Tu-154M domestic folosește clapete cu două fante, iar Tu-154B folosește clapete cu trei fante. Prezența unui gol permite fluxului să curgă dintr-o zonă de înaltă presiune (suprafața inferioară a aripii) într-o zonă de joasă presiune (suprafața superioară a aripii). Fantele sunt profilate astfel încât fluxul care curge din ele să fie direcționat tangențial la suprafața superioară, iar secțiunea transversală a fantei ar trebui să se îngusteze treptat pentru a crește viteza de curgere. După trecerea prin fantă, jetul de înaltă energie interacționează cu stratul limită lent și previne formarea de vortexuri și separarea fluxului. Acest eveniment face posibilă „împingerea înapoi” a blocului de curgere de pe suprafața superioară a aripii la unghiuri de atac mai mari și valori mai mari ale forței de ridicare.
Flaperons
Flaperons, sau „eleroni plutitori” - eleroni care pot îndeplini și funcția de flaps atunci când sunt deviați în jos în fază. Folosit pe scară largă în avioanele ultra-uşoare și modelele de aeronave radio controlate atunci când zboară la viteze mici, precum și în timpul decolării și aterizării. Uneori folosit pe aeronave mai grele (de exemplu, Su-27). Principalul avantaj al flaperoanelor este ușurința lor de implementare pe baza eleronanelor și servo-urilor existente.
Lamele
Lamele- suprafețe deflectabile instalate pe marginea anterioară a aripii. Când sunt deviate, ele formează un spațiu similar cu cel al clapetelor cu fante. Lamele care nu formează un gol se numesc margini frontale deviabile. De regulă, lamelele sunt deviate automat simultan cu clapetele, dar pot fi și controlate independent.
În general, efectul șipcilor este de a crește unghiul de atac permis, adică separarea fluxului de suprafața superioară a aripii are loc la un unghi de atac mai mare.
Pe lângă cele simple, există așa-numitele lamele adaptive. Lamele adaptive se deviază automat pentru a asigura o performanță aerodinamică optimă a aripilor pe tot parcursul zborului. Controlul ruliului este de asemenea asigurat la unghiuri mari de atac folosind controlul asincron al lamelelor adaptive.
Interceptori
Eliberarea spoilerului eleronului stâng atunci când parați o rostogolire la dreapta
Interceptoare (spoilere)- suprafețe de pe suprafața superioară a aripii care sunt deviate sau eliberate în flux, care cresc rezistența aerodinamică și reduc portanța. Prin urmare, spoilerele sunt numite și elemente de control direct al ridicării.
În funcție de scopul și suprafața consolei, locația acesteia pe aripă etc., interceptoarele sunt împărțite în:
Spoilere cu eleron
Spoilere cu eleron Sunt un plus la eleroni și sunt folosite în principal pentru controlul ruliului. Ele deviază asimetric. De exemplu, pe un Tu-154, atunci când eleronul stâng este deviat în sus cu un unghi de până la 20°, eleronul-interceptor de pe aceeași consolă se deviază automat în sus cu un unghi de până la 45°. Ca urmare, portanța de pe consola aripii stângi scade, iar avionul se rostogolește spre stânga.
Pentru unele aeronave, spoilerele eleronelor pot fi elementul principal (sau de rezervă) de control al ruliului.
Spoilere
Spoilere lansate
Spoilere (spoilere multifuncționale)- amortizoare de ridicare.
Activarea simetrică a spoilerelor pe ambele console ale aripilor duce la o scădere bruscă a portanței și frânării aeronavei. După eliberare, aeronava se echilibrează la un unghi mai mare de atac, începe să încetinească din cauza rezistenței crescute și coboară lin. Este posibil să schimbați viteza verticală fără a modifica unghiul de înclinare. Adică, atunci când sunt eliberate simultan, spoilerele sunt folosite ca frâne pneumatice.
Interceptoarele sunt, de asemenea, utilizate în mod activ pentru a amortiza ascensiunea după aterizare sau în timpul unei decolări întrerupte și pentru a crește rezistența. Trebuie remarcat faptul că nu amortizează atât de mult viteza în mod direct, cât reduc portanța aripii, ceea ce duce la creșterea sarcinii pe roți și la o tracțiune îmbunătățită a roților cu suprafața. Datorită acestui lucru, după eliberarea spoilerelor interne, puteți trece la frânare folosind roțile.
Vezi si
- Lapcă rotativă - un dispozitiv de propulsie bazat pe o șipcă
- Sipcă vibrantă - propulsie pe bază de șipci
- Eleroanele sunt cârme care controlează rularea unei aeronave.
- Aerodinamica Boeing 737
Note
Fundația Wikimedia. 2010.
Vedeți ce este „mecanizarea aripilor” în alte dicționare:
Un set de dispozitive în părțile din față și (sau) din spate ale aripii pentru a modifica caracteristicile aerodinamice ale acesteia. Funcționarea tuturor elementelor profilului aerodinamic se bazează pe controlul stratului limită de pe suprafața aripii și (sau) modificarea curburii profilului. M. k.... ... Enciclopedia tehnologiei
Un set de dispozitive care modifică portanța și tracțiunea aripii unei aeronave. MK reduce viteza de aterizare a unei aeronave, iar în timpul decolării facilitează ridicarea acesteia de pe suprafața pământului. În funcție de tipul de ridicare M....... Marea Enciclopedie Sovietică
mecanizarea aripilor Enciclopedia „Aviație”
mecanizarea aripilor- Orez. 1. Schema de mecanizare a părții din față a aripii. mecanizarea aripii un set de dispozitive în părțile din față și (sau) din spate ale aripii pentru a modifica caracteristicile aerodinamice ale acesteia. Munca tuturor elementelor M.K se bazează pe managementul frontierei... ... Enciclopedia „Aviație”
mecanizarea aripilor- Orez. 1. Schema de mecanizare a părții din față a aripii. mecanizarea aripii un set de dispozitive în părțile din față și (sau) din spate ale aripii pentru a modifica caracteristicile aerodinamice ale acesteia. Munca tuturor elementelor M.K se bazează pe managementul frontierei... ... Enciclopedia „Aviație”
mecanizarea aripilor- Orez. 1. Schema de mecanizare a părții din față a aripii. mecanizarea aripii un set de dispozitive în părțile din față și (sau) din spate ale aripii pentru a modifica caracteristicile aerodinamice ale acesteia. Munca tuturor elementelor M.K se bazează pe managementul frontierei... ... Enciclopedia „Aviație”
Mecanizarea aripilor- dispozitive (lapci, flaps, flaps etc.) pentru modificarea caracteristicilor aerodinamice ale aripii în vederea reducerii vitezei de aterizare (decolare), rulare la decolare (rulare), precum și îmbunătățirea manevrabilității aeronavei in zbor etc.... Glosar de termeni militari
Enciclopedia „Aviație”
mecanizarea puterii aripilor- Orez. 1. Mecanizarea energetică a aripii. mecanizarea energetică a dispozitivelor aripii pentru creșterea forței de ridicare a aripii, al cărei principiu de funcționare se bazează pe utilizarea energiei de la motoarele aeronavei sau suplimentare... ... Enciclopedia „Aviație”
Dispozitive pentru creșterea portanței aripilor, al căror principiu de funcționare se bazează pe utilizarea energiei de la motoarele de aeronave sau surse suplimentare de energie. E.m.c este folosit pentru a îmbunătăți caracteristicile de decolare, aterizare și manevră ale unei aeronave,... ... Enciclopedia tehnologiei
