Механизация крыла самолета

Перейдем к моделям

Хотя существует несколько типов закрылков, в моделях обычно используют обычный не щелевой закрылок – он является частью задней кромки крыла. Этого вполне достаточно, что бы закрылки выполняли свои функции и были просты в реализации. При появлении закрылков на модели вы можете использовать несколько новых режимов полетов. Основным преимуществом использования закрылков является более короткая дистанция взлета и посадки.

Использование закрылков может привести к изменению направления полета относительно горизонта вверх или вниз. Руль высоты должен быть использован для компенсации изменения траектории полета. Еще одной особенностью использования закрылков является то, что отклоненные вниз на половину закрылки увеличивают подъемную силу крыла, а отклоненные до упора – резко увеличивают сопротивление. Поэтому для взлета лучше использовать на половину отклоненные закрылки, а для посадки полностью отклоненные. Отклоненные закрылки нагружают конструкцию крыла и исполнительные механизмы и должны использоваться на малых скоростях полета. Настоящие самолеты даже имеют свой диапазон скоростей, на которых можно использовать закрылки.  

Теперь, мы знаем о большей подъемной силе крыла с закрылками на малых скоростях. Значит, при убирании закрылков на этой же скорости подъемная сила будет меньше, и самолет может – “провалиться”. Поэтому надо добавить газ перед уборкой закрылков. Не выполнение этого требования может привести к сваливанию модели раньше чем Вы успеете набрать безопасную скорость. Это же нужно учитывать и при взлете модели. Взлетать лучше без закрылков или с отклоненными закрылками не более 20 градусов. Слишком большое отклонение может не дать набрать модели достаточной для взлета скорости.

Использование закрылков увеличивает механические нагрузки на крыло и требует повышенного внимания после их установки. Убедитесь, что серво, используемые для закрылков, имеют достаточное усилие и прочно закреплены. Есть много способов передачи усилия от серво на закрылки. Это можно сделать обычным способом через тяги от серво или даже общей трубкой для обоих закрылков. На больших или скоростных моделях лучшим способом организации механизации закрылков является использование отдельного серво для каждого закрылка. Максимальные углы отклонения регулируются длиной рычага качалки серво. Т.е. Вы сами подбираете, в какое отверстие надо вставить тягу на качалке серво и на кабанчике закрылка. 

Пилот имеет несколько вариантов настройки управления закрылками на передатчике. Наименее желательным является использование двухпозиционного переключателя, который либо убирает либо выпускает закрылки. Это очень резко меняет режим полета модели. А вот трех позиционный переключатель позволяет добавить промежуточную позицию закрылка для более копийных полетов. Пропорциональное отклонение закрылков это уже третий путь решения. Тут может быть хоть какое положение закрылков. Однако недостатком будет тот факт, что иногда бывает трудно сказать, на какой угол отклонен закрылок. Особенно если на пропорциональном канале орган управления – круглая ручка на передатчике. Четвертая возможность настройки заключается в возможности настроить замедления работы конкретного канала передатчика. В этом случае закрылки выпускаются медленно, и режим полета модели меняется плавно. Это дает возможность пилоту держать ровную траекторию полета модели. Надо сказать, не во всех передатчиках есть такая функция. Вместо нее можно использовать отдельные электронные устройства – замедлители серво. Их еще используют для медленного выпуска или уборки шасси. Замедлители включаются между серво и приемником. 

Использование закрылков на масштабной модели – очень полезный опыт, который позволяет заработать дополнительно очки во время полетов моделей копий. Ведь Вы можете использовать модель так же как и прототип – в разных режимах полета. Обязательно попробуйте полетать с закрылками! Это выглядит завораживающе! Модель как будто зависает в воздухе! 

Владимир Масленников

пишите отзывы, мы пишем и переводим статьи для Вас!

Авторское право: Перепечатка материалов перевода статьи без разрешения автора запрещено. Автор разрешает дать ссылку на эту статью на сайте Территория Хобби.

Органы управления и сигнализации

Комплекс бортового оборудования, командные и исполнительные устройства самолёта называют органами управления. Команды подаются из пилотной кабины, а выполняются элементами плоскости крыла, оперением хвоста. На разных типах самолётов используются различные типы систем управления: ручная, полуавтоматическая и полностью автоматизированная.

Органы управления, независимо от типа системы управления, разделяют следующим образом:

1. Основное управление, включающее в себя действия, отвечающие за регулировку лётных режимов, восстановление продольного баланса самолёта в заранее заданных параметров, они включают:

• рычаги, непосредственно управляемые пилотом (штурвал, рули высоты, горизонта, командные панели);
• коммуникации для соединения управляющих рычагов с элементами исполнительных механизмов;
• непосредственные исполняющие устройства (элероны, стабилизаторы, сполерные системы, закрылки, предкрылки).

1. Дополнительное управление, используемое при взлётном или посадочном режимах.

При применении ручного или полуавтоматического управления воздушным судном пилота можно считать неотъемлемой частью системы. Только он может проводить сбор и анализ информации о положении самолёта, нагрузочных показателях, соответствии направления полёта с плановыми данными, принимать соответствующее обстановке решение.

Для получения объективной информации о лётной обстановке, состоянии узлов самолёта пилот использует группы приборов, назовем основные:

1. Пилотажные и используемые для навигационных целей. Определяют координаты, горизонтальное и вертикальное положение, скорость, линейные отклонения. Контролируют угол атаки по отношению к встречному потоку воздуха, работу гироскопических устройств и многие не менее значимые параметры полёта. На современных моделях самолётов объединены в единый пилотажно-навигационный комплекс;
2. Для контроля работы силового агрегата. Обеспечивают пилота информацией о температуре и давлении масла и авиационного топлива, расход рабочей смеси, количество оборотов коленчатых валов, вибрационный показатель (тахометры, датчики, термометры и подобное);
3. Для наблюдения за функционированием дополнительного оборудования и авиационных систем. Включают в себя комплекс измерительных приборов, элементы которого размещены практически во всех конструктивных частях самолёта (манометры, указателя расходования воздуха, перепада давления в герметических закрытых кабинах, положения закрылков, стабилизирующих устройств и тому подобное);
4. Для оценки состояния окружающей атмосферы. Основными измеряемыми параметрами являются температура наружного воздуха, состояние атмосферного давления, влажность, скоростные показатели перемещения воздушных масс. Используются специальные барометры и другие адаптированные измерительные приборы.

Об аэродинамических законах

Когда летательный аппарат передвигается, его скорость, другие характеристики движения меняются, как и характеристики воздушных потоков, которые его обтекают. Вместе с тем меняются и спектры обтекания. Это неустановившееся движение.

Чтобы лучше это понять, нужны упрощения. Это в значительной мере упростит вывод, а инженерное значение останется прежним.

Во-первых, рассматривать лучше всего установившееся движение. Имеется в виду, что потоки воздуха не будут меняться со временем.

Во-вторых, лучше принять гипотезу неразрывности среды. То есть в расчет не берутся молекулярные движения воздуха. Воздух рассматривается в качестве неразрывной среды с постоянной плотностью.

В-третьих, лучше принять, что воздух не вязок. Фактически его вязкость равняется нулю, а силы внутреннего трения отсутствуют. То есть из спектра обтекания удаляется пограничный слой, не берется в расчет лобовое сопротивление.

Владение главными аэродинамическими законами позволяет выстроить математические модели того, как летательный аппарат обтекается воздушными потоками. Оно же позволяет вычислить показатель основных сил, которые зависят от того, как распределяется давление по самолету.

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)

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.

Примечания

1. ↑  (неопр.). Проверено 1 июня 2010. 10 февраля 2012 года.
2. ↑  (неопр.) (недоступная ссылка). Проверено 1 июня 2010. 2 сентября 2009 года.
3. ↑  (неопр.). Проверено 1 июня 2010. 10 февраля 2012 года.
4. ↑ Предкрылок // Авиация. Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. — Большая Российская энциклопедия, 1994. — С. 445. — 736 с. — ISBN 5-85270-086-X.
5. ↑  (неопр.). Проверено 1 июня 2010. 10 февраля 2012 года.

Компоненты летательного аппарата (ЛА)
Конструкция планера ЛА	Аварийная авиационная турбина V-образное оперение ВСУ Гидравлическая система Гаргрот Гермокабина Гермошпангоут Гондола Головной обтекатель Стабилизатор Задняя кромка крыла Зализ Кабина Киль Кессон Корень крыла Крыло Лонжерон Мотогондола Нервюра Обшивка Носок крыла Оперение Подкос Расчалка Стабилизатор Планер летательного аппарата Противообледенительная система Противопожарное оборудование Рампа Система отбора воздуха Система кондиционирования Стойка Стрингер Технический отсек Фонарь кабины Фюзеляж Центроплан
Элементы управления полётом	NOTAR Автомат перекоса Аэродинамический тормоз Боковая ручка Вибросигнализатор штурвала Крутка крыла Руль высоты Руль направления Рулевой винт Ручка управления самолётом Сервокомпенсатор Спойлер (интерцептор) Спойлерон Стопор рулей Толкатель штурвальной колонки Триммер Флаперон Фенестрон ЦПГО Штурвал Элевоны Элероны
Аэродинамика имеханизация крыла	ACTE Адаптивное управляемое крыло Активное аэроупругое крыло Аэродинамический гребень Бесхвостка Вибрирующий предкрылок Гребень крыла Законцовка крыла Кольцевое крыло Крыло изменяемой стреловидности Крыло обратной стреловидности Наплыв крыла Пластинчатый турбулизатор Предкрылки Роторный предкрылок Утка Щиток Крюгера
Бортовое радиоэлектронноеоборудование (БРЭО)	ACAS GPS БРЛС Доплеровский измеритель скорости и сноса TCAS Радиовысотомер Радиодальномер Радиокомпас Радиотехническая система ближней навигации Речевой информатор Самолётный радиолокационный ответчик Самолётное переговорное устройство GPWS Станция предупреждения об облучении
Авиационное оборудование (АО)	EFIS Автопилот Авиационный электропривод Автомат углов атаки и сигнализации перегрузок Автомат тяги АБСУ INS Авиагоризонт БРЛС Бортовая СЭС ЛА Вариометр Высотомер Гировертикаль Датчик угловой скорости Демпфер рыскания ИЛС Индикатор отклонения курса Кислородное оборудование Компас Корректор высоты Курсовертикаль Командно-пилотажный прибор Навигационные огни Плановый навигационный прибор Приборная доска Приёмник воздушного давления Бортовые огни Система воздушных сигналов Система аварийной подачи кислорода Система управления воздухозаборником Система траекторного управления Сигнальное табло Система управления полётом самолёта Стеклянная кабина Сигнализатор обледенения Указатель курса Указатель поворота и скольжения Указатель скорости Система сигнализации пожара в авиации ЭДСУ FADEC
Силовая установка итопливная система (СУ и ТС)	EICAS Воздушный винт Кок Кольцо Тауненда Конус воздухозаборника Обтекатель NACA Несущий винт ПАЗ Пластинчатый отсекатель Подвесной топливный бак Привод постоянных оборотов Реверс РУД Сверхзвуковой воздухозаборник Топливный бак Топливная система летательного аппарата Управление вектором тяги Форсажная камера
Взлётно-посадочные устройства	Автомат торможения Гидравлический амортизатор Демпфер шимми Закрылок Закрылок Гоуджа Закрылок со сдувом пограничного слоя Парашютно-тормозная установка Тормозной гак Тормоз колеса Шасси
Системы аварийногопокидания и спасения (САПС)	Катапультируемое кресло Спасательная капсула
Системы авиационноговооружения и обороны (АВ)	Бомбодержатель Бомбовый прицел Грузоотсек Узел подвески вооружения Средства инфракрасного противодействия
Бытовое оборудование	Бортовой туалет Бортовой трап Развлекательная система
Средства объективного контроля	Аэрофотоаппарат Бортовой самописец Бортовые средства объективного контроля Статоскоп Фотопулемёт
Функционально связанныесистемы ЛА

Полная аэродинамическая сила.

Согласно третьему закону Ньютона сила воздействия крыла на воздух равна силе воздействия воздушного потока на крыло. Эта сила получила название полной аэродинамической силы R крыла.

Полная аэродинамическая сила – это сила, с которой набегающий воздушный поток воздействует на твердое тело.

Центр давления – точка приложения этой силы.

• R – Полная аэродинамическая сила.
• Cr – Коэффициент полной аэродинамической силы.
• q – Динамический напор.
• S – Эффективная площадь тела.

• r – Плотность воздуха.
• V – Скорость тела относительно воздуха (или «воздушная скорость» тела).

Сила воздействия воздушного потока на твердое тело зависит от многих параметров, главными из которых являются форма и ориентация тела в потоке, линейные размеры тела и интенсивность воздушного потока, определяющаяся его плотностью и скоростью.

Из формулы видно, что сила воздействия воздушного потока на тело зависит от линейных размеров тела, интенсивности воздушного потока, которая определяется его плотностью и скоростью, и коэффициента полной аэродинамической силы Cr.

Наибольший интерес в этой формуле представляет коэффициент Cr, определяющийся множеством факторов, главными из которых являются форма тела и его ориентацией в воздушном потоке. Аэродинамика – наука экспериментальная. Формул, позволяющих абсолютно точно описать процесс взаимодействия твердого тела с набегающим потоком воздуха, пока нет. Однако было замечено, что тела, имеющие одинаковую форму (при разных линейных размерах), взаимодействуют с воздушным потоком одинаково. Можно сказать, что Cr = R (полной аэродинамической силе) при продувке тела некоторого единичного размера воздушным потоком единичной интенсивности. Такого рода коэффициенты очень широко используются в аэродинамике, так как они позволяют исследовать характеристики летательных аппаратов (ЛА) на их уменьшенных моделях.

При взаимодействии твердого тела с потоком воздуха неважно, движется ли тело в неподвижном воздухе или неподвижное тело обтекается движущимся воздушным потоком. Возникающие силы взаимодействия будут одинаковы

Но, с точки зрения удобства изучения этих сил, проще иметь дело со вторым случаем.

Для удобства выполнения аэродинамических расчетов полную аэродинамическую силу R можно разложить на три взаимно перпендикулярные составляющие в скоростной системе координат. Положительное направление оси X будет направлено по вектору скорости полета, оси Y перпендикулярно к оси X вверх, а ось Z направлена перпендикулярно к плоскости, в которой находятся оси X и Y. Составляющую полной аэродинамической силы вдоль оси X назвали силой аэродинамического сопротивления. Составляющую вдоль оси Y – подъемной силой.

• R – Полная аэродинамическая сила.
• Y – Подъемная сила.
• X – Сила лобового сопротивления.
• Z – Боковая сила.

Формулы подъемной силы и силы сопротивления очень похожи на формулу полной аэродинамической силы. Что неудивительно, так как и Y, и X являются составными частями R.

• Cy – Коэффициент подъемной силы.
• Cx – Коэффициент сопротивления.
• r – Плотность воздуха.
• V – Скорость тела относительно воздуха (воздушная скорость).
• S – Эффективная площадь тела.

Шпангоуты

Они могут быть усиленными или обычными. Последние обеспечивают сохранность формы поперечного сечения модуля. Усиленные шпангоуты используются на участках скопления больших нагрузок на корпус. На них находятся узлы, стыкующие агрегаты, закрепляющие грузы, крупное оборудование, двигатели и пр. Усиление устанавливают также по границам крупных вырезов в корпусе. Обычные шпангоуты имеют, как правило, рамную конструкцию. Они изготавливаются из штампованного или гибкого листа. Усиленные элементы выполняют в форме замкнутой рамы швеллерного или двутаврового сечения. Касательный поток выступает как опорная реакция. Рама распределяет внешнее воздействие по всему периметру. Сама же она действует на изгиб. Он определяет ее сечение. Конструкция такой рамы монолитная или сборная. На участках установки перегородок усиленный шпангоут зашивают стенкой полностью. Она подкрепляется горизонтальными и вертикальными профилями. Обшивка шпангоута может осуществляться также сферической оболочкой. Подкрепляющие элементы при этом располагаются радиально.

Что может стать причиной отмены полета самолета?

Принято считать, что отмена того или иного рейса происходит только из-за неблагоприятной погоды либо неполадок в самом летательном устройстве. Это вовсе не так, отмена рейса может произойти по таким причинам:

• низкая видимость, когда нет никакой гарантии, что пилот сможет посадить самолет в нужном месте. В таком случае лайнер может просто не увидеть взлетно-посадочную полосу, из-за чего может возникнуть авария;
• техническое состояние аэропорта. Бывает, что какие-то оборудования в аэропорту перестали работать или случились неполадки в работе той или иной системы, из-за чего рейс может быть перенесен на другое время;
• состояние самого пилота. Неоднократно случалось такое, что пилот не мог управлять рейсом в нужный момент и появлялась надобность в замене. Ни для кого не секрет, что в лайнере всегда два пилота. Именно поэтому необходимо определенное время, чтобы найти второго пилота. Таким образом, рейс может немного задержаться.

Лишь при полной подготовке и при благоприятных метеорологических условиях можно отправлять воздушное судно в полет. Решение об отправке принимает командир самолета. Он несет полную ответственность за то, чтобы самолет благополучно осуществил авиарейс.

Конструкция крыла

Крыло – один из основных конструктивных элементов самолёта, обеспечивающий создание подъёмной силы для полёта и маневрирования в воздушных массах. Крылья используют для размещения взлётно-посадочных устройств, силового агрегата, топлива и навесного оборудования. От правильного сочетания веса, прочности, жёсткости конструкции, аэродинамики, качества изготовления зависят эксплуатационные и лётные характеристики самолёта.

Основными частями крыла называется следующий перечень элементов:

1. Корпус, сформированный из лонжеронов, стрингеров, нервюров, обшивки;
2. Предкрылки и закрылки, обеспечивающие плавный взлёт и посадку;
3. Интерцепторы и элероны – посредством них осуществляется управление самолётом в воздушном пространстве;
4. Щитки тормозные, предназначенные для уменьшения скорости движения во время посадки;
5. Пилоны, необходимые для крепления силовых агрегатов.

Крыло самолёта

Конструктивно-силовая схема крыла (наличие и расположение деталей при нагрузочном воздействии) должна обеспечивать устойчивое противодействие силам кручения, сдвига и изгиба изделия. К ней относятся продольные, поперечные элементы, а также внешняя обшивка.

1. К поперечным элементам относят нервюры;
2. Продольный элемент представлен лонжеронами, которые могут быть в виде монолитной балки и представлять ферму. Располагаются по всему объёму внутренней части крыла. Участвуют в придании жёсткости конструкции, при воздействии сгибающей и поперечной силы на всех этапах полёта;
3. Стрингер также относят к продольным элементам. Его размещение – вдоль крыла по всему размаху. Работает как компенсатор осевого напряжения нагрузок изгиба крыла;
4. Нервюры – элемент поперечного размещения. В конструкции представлены фермами и тонкими балками. Придаёт профиль крылу. Обеспечивает жесткость поверхности при распределении равномерной нагрузки во время создания полётной воздушной подушки, а также крепления силового агрегата;
5. Обшивка придаёт форму крылу, обеспечивая максимальную аэродинамическую подъёмную силу. Вместе с другими элементами конструкции увеличивает жёсткость крыла и компенсирует действие внешних нагрузок.

Классификация крыльев самолёта осуществляется в зависимости от конструктивных особенностей и степени работы наружной обшивки, в том числе:

1. Лонжеронного типа. Характеризуются незначительной толщиной обшивки, образующей замкнутый контур с поверхностью лонжеронов.
2. Моноблочного типа. Основная внешняя нагрузка распределяется по поверхности толстой обшивки, закреплённой массивным набором стрингеров. Обшивка может быть монолитной или состоять из нескольких слоёв.

Примыкание крыла к фюзеляжу

Основной принцип

В теории нет ничего сложного в устройстве самолета, благодаря которому тот взлетает в воздух. Главный элемент лайнера – это его двигатели, которые обеспечивают большую тягу, позволяющую разогнать машину до огромных скоростей. Именно за счет большой скорости самолет и взлетает. Итак, два двигателя разгоняют машину на взлетно-посадочной полосе, из-за чего самолет набирает высокую скорость. Затем закрылки на крыльях опускаются вниз. Они воспринимают большую нагрузку встречного воздуха, из-за чего возникает большая подъемная сила, которая и отрывает лайнер от земли.

То есть, два двигателя разгоняют самолет, закрылки на крыльях позволяют изменить вектор тяги и направить лайнер вверх. Вот так в двух словах можно описать устройство самолета для чайников.

Крылья

Крылья или крыло (часто в самолетах всего одно крыло, которое ошибочно принимают за два) – устройство самолета, которое обеспечивает аэродинамическую устойчивость лайнера и позволяет им управлять. Благодаря крыльям также обеспечивается аэродинамическая подъемная сила.

Принцип их действия основан на третьем законе Ньютона: частицы воздуха сталкиваются с нижней поверхностью крыла, отскакивают вниз, толкая при этом крыло вверх. Вместе с ним вверх направляется сам самолет. Регулировать подъемную силу позволяют закрылки (оперение) крыльев. Угол их поднятия изменяет пилот из кабины.