Устройство крыла самолета

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.

Это интересно: Чартерный рейс: что это значит

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.

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.

Внешние формы и нагрузки крыла

Назначение крыла и требования к нему. Крыло предназначено для создания аэродинамической подъемной силы. Кроме этого основного назначения крыло обеспечивает поперечную устойчивость и с помощью расположенных на нем элеронов поперечную управляемость. Крыло снабжается механизацией, основным назначением которой является улучшение взлетно-посадочных характеристик самолета.

Внутренний объем крыла часто используется для размещения топливных баков и некоторых агрегатов оборудования. На крыле могут размещаться двигатели, шасси, установки вооружения. Кроме общих требований к крылу в соответствии с назначением предъявляются требования возможно меньшего сопротивления в полете, наибольшего приращения коэффициента подъемной силы при применении механизации и обеспечения характеристик устойчивости и управляемости на всех режимах полета.

Внешние формы крыла Аэродинамические, массовые и в определенной степени технологические характеристики крыла зависят от его внешних форм и геометрических параметров. Внешние формы крыла определяются формой в плане, формой поперечного сечения и формой в виде спереди. Большое влияние на характеристики крыла оказывает удлинение и сужение.

С уменьшением удлинения при полете на дозвуковых скоростях возрастает сопротивление самолета за счет индуктивного сопротивления где к — коэффициент, учитывающий влияние формы крыла в плане. Доля индуктивного сопротивления в общем балансе сопротивления уменьшается с ростом скорости из-за уменьшения потребных. Особенно сильно уменьшается доля индуктивного сопротивления на сверхзвуковых скоростях.

Здесь основную часть сопротивления составляет волновое. Для уменьшения его величины применяют крылья малых удлинений. Масса конструкции снижается и с увеличением сужения, так как при этом также уменьшается изгибающий момент и увеличиваются хорды в корневых сечениях крыла. Увеличение сужения повышает и эффективность механизации, так как ее влияние распространяется на большую часть площади крыла.

Но увеличение сужения ухудшает характеристики устойчивости и управляемости из-за перемещения места начала срыва потока к концевым сечениям крыла. Сужение оказывает влияние на величину максимального значения коэффициента подъемной силы. Прямоугольные и трапециевидные крылья носят название прямых. Прямоугольное крало обеспечивает хорошую устойчивость и управляемость при полете на больших углах атаки.

У прямоугольного крыла максимальное значение коэффициента подъемной силы получается на середине. полуразмаха, и даже при наступлении срыва потока в этой зоне концы крыла еще работают в до критической области, благодаря чему обеспечивается поперечная устойчивость и сохраняется эффективность элеронов. Кроме того, прямоугольное крыло проще в изготовлении.

В настоящее время прямоугольные крылья применяются лишь на самолетах, у которых требование безопасности полета на малых скоростях, обеспечиваемое в первую-очередь сохранением управляемости, является одним из главных (самолеты первоначального обучения, сельскохозяйственной авиации и т.п.). Для уменьшения массы такие крылья делаются подкосными или в виде коробки крыльев биплана.

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.

Крыло самолета.

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.

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.

Механизация крыла

Основные части механизации крыла Основная статья: Механизация крыла

• 1 — законцовка крыла
• 2, 3 — корневые элероны
• 4 — обтекатели механизма привода закрылков
• 5, 6 — предкрылки
• 7 — корневой (или внутренний) трёхщелевой закрылок
• 8 — внешний трёхщелевой закрылок
• 9 — интерцептор
• 10 — интерцептор/спойлер

Складывающееся крыло

Сложенная правая консоль крыла Як-38 К конструкции со складывающимся крылом прибегают в том случае, когда хотят уменьшить габариты при стоянке воздушного судна. Наиболее часто такое применение встречается в палубной авиации (Су-33, Як-38, F-18, Bell V-22 Osprey), но и рассматривается иногда для пассажирских ВС (КР-860).

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

См. также: Палубная авиация

Предназначение механизации (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

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.

Выбор профиля

Разнообразие летательных аппаратов, типы их двигательных установок и их назначение требуют тщательного подхода к выбору профиля крыла самолета. При проектировании новых летательных аппаратов обычно рассматривается несколько альтернатив. Чем больше относительная толщина крыла, тем больше сопротивление. Но при тонких крыльях большой длины сложно обеспечить надлежащую прочность конструкции.

Отдельно стоит вопрос по сверхзвуковым машинам, требующим особого подхода. Совершенно естественно, что профиль крыла самолета Ан-2 («кукурузник») будет отличаться от профиля истребителя и пассажирского лайнера. Симметричный и S-образный профили крыла создают меньшую подъемную силу, но отличаются стабильностью, тонкое крыло с небольшим изгибом подходит для скоростных спортивных машин и истребителей, а профилем крыла с наибольшей подъемной силой можно назвать толстое крыло с большим изгибом, применяемое на больших пассажирских самолетах. Сверхзвуковые самолеты оснащаются крыльями, имеющими чечевицеобразный профиль, а для гиперзвуковых применяются ромбовидные и клиновидные профили. Следует иметь в виду, что создав самый лучший профиль, можно потерять все его преимущества только из-за некачественной обработки поверхности панелей крыла или неудачной конструкции самолета.

Крылья против тел

Некоторые конструкции не имеют четкого соединения крыла и фюзеляжа или корпуса. Это может быть потому, что один или другой из них отсутствует, или потому, что они сливаются друг с другом:

• Летающее крыло : у самолета нет отчетливого фюзеляжа или горизонтального оперения (хотя могут присутствовать плавники и гондолы, пузыри и т. Д.), Как на бомбардировщике-невидимке B-2 .
• Комбинированный корпус или комбинированный корпус крыла : плавный переход между крылом и фюзеляжем без жесткой разделительной линии. Уменьшает смачиваемую площадь, а также может уменьшить помехи между воздушным потоком над корневой частью крыла и любым прилегающим телом, в обоих случаях уменьшая сопротивление. Локхид SR-71 spyplane иллюстрирует этот подход.
• Подъемный корпус : у самолета отсутствуют идентифицируемые крылья, но он полагается на фюзеляж (обычно на высоких скоростях или больших углах атаки) для обеспечения аэродинамической подъемной силы, как на X-24 .

Летающее крыло

Смешанное тело

Подъемное тело

Некоторые конструкции могут попадать в несколько категорий в зависимости от интерпретации, например, многие БЛА или дроны можно рассматривать либо как бесхвостое смешанное крыло, либо как летающее крыло с глубокой центральной хордой.

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

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.

Предкрылкиправить

Предкрылки — отклоняемые поверхности, установленные на передней кромке крыла. При отклонении образуют щель, аналогичную таковой у щелевых закрылков. Предкрылки, не образующие щели, называются отклоняемыми носками. Как правило, предкрылки автоматически отклоняются одновременно с закрылками, но могут и управляться независимо.

В целом, эффект предкрылков заключается в увеличении допустимого угла атаки, то есть срыв потока с верхней поверхности крыла происходит при бо́льшем угле атаки.

Помимо простых, существуют так называемые адаптивные предкрылки. Адаптивные предкрылки автоматически отклоняются для обеспечения оптимальных аэродинамических характеристик крыла в течение всего полёта. Также обеспечивается управляемость по крену при больших углах атаки с помощью асинхронного управления адаптивными предкрылками.

На «ветеране» мировой авиации — самолёте («кукурузник») используются автоматические предкрылки, установленные на верхнем крыле бипланной коробки и отклоняющиеся самостоятельно, без каких-либо приводов или тяг при углах атаки, близких к критическим, создавая при этом дополнительную подъёмную силу и предотвращая срыв потока с крыла. Самолёт при этом не входит в штопор, а, в самом худшем случае, делает «клевок» и самостоятельно выходит из него. Именно автоматическим предкрылкам планер самолёта Ан-2 обязан своей лётной (с 1948 года) долговечности.

Интерцепторы

Основная статья: Интерцептор

Выпуск левого элерон-интерцептора при парировании правого крена

Интерцепторы (спойлеры) — отклоняемые или выпускаемые в поток поверхности на верхней (нижней, см. МиГ-19) поверхности крыла, которые увеличивают аэродинамическое сопротивление и уменьшают подъёмную силу.[источник не указан 710 дней] Поэтому интерцепторы также называют органами непосредственного управления подъёмной силой.

В зависимости от предназначения и площади поверхности консоли, расположения её на крыле и так далее, интерцепторы делят на элерон-интерцепторы и спойлеры:

Элерон-интерцепторы — представляют собой дополнение к элеронам и используются в основном для управления по крену. Они отклоняются несимметрично. Например, на Ту-154 при отклонении левого элерона вверх на угол до 20°, элерон-интерцептор на этой же консоли автоматически отклоняется вверх на угол до 45°. В результате подъёмная сила на левой консоли крыла уменьшается, и самолёт кренится влево. У некоторых самолётов элерон-интерцепторы могут являться главным (либо резервным) органом управления по крену.

Выпущенные спойлеры

Спойлеры (многофункциональные интерцепторы) (от англ. to spoil — портить, мешать; spoiler — помеха) — гасители подъёмной силы. Симметричное задействование интерцепторов на обеих консолях крыла приводит к резкому уменьшению подъёмной силы и торможению самолёта. После выпуска самолёт балансируется на большем углу атаки, начинает тормозиться за счёт возросшего сопротивления и плавно снижаться. Возможно изменение вертикальной скорости без изменения угла тангажа. То есть при одновременном выпуске интерцепторы используются в качестве воздушных тормозов.

Интерцепторы также активно используются для гашения подъёмной силы после приземления или при и для увеличения сопротивления. Необходимо отметить, что они не столько гасят скорость непосредственно, сколько снижают подъёмную силу крыла, что приводит к увеличению нагрузки на колёса и улучшению сцепления колёс с поверхностью. Благодаря этому, после выпуска внутренних интерцепторов можно переходить к торможению с помощью колёс.

Опора крыла

Чтобы поддерживать себя, крыло должно быть жестким и прочным и, следовательно, может быть тяжелым. Добавив внешние распорки, можно значительно уменьшить вес. Первоначально такие распорки присутствовали всегда, но они вызывают большое сопротивление на более высоких скоростях и не использовались для более быстрых конструкций с начала 1930-х годов.

Типы бывают:

• : самонесущие. Вся конструкция скрыта под аэродинамической обшивкой, что обеспечивает чистый внешний вид с низким сопротивлением.
• Подкрепленный : крылья поддерживаются внешними конструктивными элементами. Почти все многоплоскостные конструкции скреплены. Некоторые монопланы, особенно ранние конструкции, такие как Fokker Eindecker , также усилены для снижения веса. Подкатные крылья бывают двух типов:
  • Распорка подкоса : одна или несколько жестких распорок помогают поддерживать крыло, как на Fokker D.VII . Стойка может воздействовать на сжатие или растяжение в различных точках режима полета.
  • Проволока скреплена : одна (как на Boeing P-26 Peashooter ) или, чаще, в дополнение к стойкам, натяжные тросы также помогают поддерживать крыло. В отличие от подкоса, проволока может действовать только на растяжение.

Консольный

Распорка распорная

Проволока скрепленная

Скрепленная многоплоскость может иметь один или несколько «отсеков», которые представляют собой отсеки, созданные путем добавления межплоскостных распорок; количество отсеков относится только к одной стороне панелей крыла самолета. Например, de Havilland Tiger Moth – это одноместный биплан, а Bristol F.2 Fighter – двухсекционный биплан.

Одноместный биплан

Биплан с двумя отсеками

• Закрытое крыло : две плоскости крыла каким-либо образом сливаются или соединяются конструктивно на концах или рядом с ними. Это делает конструкцию более жесткой и может снизить аэродинамические потери на концах. Варианты включают:
  • Крыло коробчатого типа : верхняя и нижняя плоскости соединены между их вершинами вертикальным плавником. Первый официально засвидетельствованный взлет и полет без посторонней помощи , 14-бис Сантос-Дюмона , использовал эту конфигурацию, и некоторые были этого типа. Также были изучены тандемные крылья коробки (см. Описание сочлененного крыла ниже).
  • Кольцевое крыло коробчатого типа: тип крыла коробчатого типа, вертикальные ребра которого непрерывно изгибаются, плавно переходя в законцовки крыла. Ранним примером был Blériot III , который имел два тандемных кольцевых крыла.
  • Кольцевая (цилиндрическая) : крыло имеет форму цилиндра. Coléoptère имел концентрические крыло и фюзеляж. Он взлетел и приземлился вертикально, но так и не достиг перехода в горизонтальный полет. Были предложены примеры с крылом, установленным на верхней части фюзеляжа, но они так и не были построены.
  • Кольцевая (плоская) : крыло имеет форму диска с отверстием. Несколько кольцевых монопланов Ли-Ричардса совершили полет незадолго до Первой мировой войны.
  • Соединенное крыло : тандемная компоновка, при которой переднее низкое крыло движется назад и / или заднее высокое крыло движется вперед так, что они соединяются на концах или рядом с ними, образуя непрерывную поверхность в форме полого ромба или треугольника. Лигети Stratos

    Ромбовидное крыло : соединенное крыло, состоящее из четырех поверхностей в ромбовидном порядке. Эдвардс ромбовидной биплан 1911 имел оба крыла в одной плоскости и не летать.

    является редким примером.

Крыло коробки

Крыло кольцевого короба

Цилиндрическое крыло

Сочлененное крыло

Плоское кольцевое крыло

Ромбовидное крыло

Крылья также можно охарактеризовать как:

• Жесткий : достаточно жесткий, чтобы сохранять профиль крыла в различных условиях воздушного потока. Жесткое крыло может иметь внешние распорки и / или тканевое покрытие.
• Гибкость :
  • Поверхность может быть гибкой, обычно тонкой мембраной. Требуются внешние распорки и / или давление ветра для сохранения формы крыла . Общие типы включают крыло Rogallo , парафойл и большинство воздушных змеев .
  • В остальном жесткая конструкция может быть спроектирована с возможностью гибкости либо потому, что она по своей природе аэроупругая, как в аэроизоклиническом крыле , либо потому, что активно вносятся изменения формы.

Жесткое треугольное крыло

Гибкое крыло Rogallo

Геометрические характеристики дельтаплана.

Рис. 14. Вид крыла в плане

Описывая форму крыла, используют следующие понятия (рис. 14):

Размах крыла – расстояние между плоскостями, параллельными плоскости симметрии и касающимися концов крыла.

Местная хорда – хорда профиля в произвольном сечении Z.

Центральная хорда – местная хорда в плоскости симметрии.

Концевая хорда – хорда в концевом сечении.

Если концы крыла закруглены, то концевая хорда определяется так, как это показано на рисунке 15.

Рис. 15. Определение концевой хорды у крыла с закругленной законцовкой

Площадь крыла – площадь проекции крыла в плане или площадь проекции крыла на его базовую плоскость. Под базовой плоскостью мы будем понимать плоскость, содержащую центральную хорду и перпендикулярную плоскости симметрии крыла.

Угол стреловидности по передней кромке – угол между касательной к линии передней кромки и плоскостью, перпендикулярной центральной хорде.

Местный угол крутки – угол между проекцией на плоскость, перпендикулярную центральной хорде, касательной к линии 1/4 хорд и базовой плоскостью крыла (рис. 14/2).

Рис. 14/2. Вид крыла в плане

Геометрическая крутка закладывается при проектировании ЛА и заключается в изменении углов атаки профилей разных сечений крыла (местных углов крутки). Сам профиль при этом сохраняет одинаковую форму (рис. 16).

Рис. 16. Геометрическая крутка крыла

Аэродинамическая крутка – это изменение формы профилей сечений крыла по всему размаху при одинаковых углах атаки профилей (рис. 17).

Рис. 17. Аэрдинамическая крутка крыла

Крутка считается положительной, если координата Y передней точки хорды больше координаты Y задней точки хорды. Если наоборот, координата Y передней точки хорды меньше координаты задней – крутка считается отрицательной.
Наличие крутки приводит к тому, что отдельные участки крыла устанавливаются к воздушному потоку под разными углами атаки. А это, в свою очередь, расширяет диапазон рабочих углов атаки крыла.

Местный угол поперечного V-образия крыла – угол между плоскостью хорд крыла и базовой плоскостью крыла (рис. 18).

Рис. 18. Угол поперечного V крыла

Форма трапециевидных крыльев определяется тремя параметрами:

Удлинение крыла – отношение квадрата размаха к площади крыла.

Сужение крыла – отношение длин центральной и концевой хорд.

 Угол стреловидности по передней кромке  – угол между касательной к линии передней кромки и плоскостью, перпендикулярной центральной хорде. В зависимости от величины и знака угла стреловидности различают ряд форм трапециевидных крыльев (рис. 19):

Рис. 19. Формы трапециевидных крыльев.
1 – стреловидное крыло. 2 – обратной стреловидности. 3 – треугольное. 4 – нестреловидное
 

Скачать лекцию в Word форматеВернуться в раздел “Лекции”

Сверхкритическое крыло

Суперкритический профиль (С. П.), дозвуковой профиль крыла, позволяющий при фиксированном значении коэффициентов подъёмной силы и толщины профиля существенно повысить критическое число Маха. Чтобы увеличить скорость, нужно уменьшать сопротивление профиля крыла путём уменьшения его толщины («сплющить» профиль), но при этом надо сохранить его весовые и прочностные характеристики. Решение нашёл американский инженер Ричард Уиткомб. Он предложил сделать сужающуюся подрезку на нижней поверхности задней части крыла (небольшой плавный отгиб «хвостика» крыла вниз). Расширяющийся в подрезке поток компенсировал смещение аэродинамического фокуса. Использование уплощённых профилей с изогнутой задней частью позволяет равномерно распределить давление вдоль хорды профиля и тем самым приводит к смещению центра давления назад, а также увеличивает критическое число Маха на 10-15 %. Такие профили стали называть сверхкритическими (суперкритическими). Достаточно быстро они эволюционировали в сверхкритические профили 2-го поколения — передняя часть приближалась к симметричной, а подрезка усиливалась. Однако дальнейшее развитие в этом направлении остановилось — ещё более сильная подрезка делала заднюю кромку слишком тонкой с точки зрения прочности. Другим недостатком сверхкритического крыла 2-го поколения был момент на пикирование, который приходилось парировать нагрузкой на горизонтальное оперение. Раз нельзя подрезать сзади — нужно подрезать спереди: решение было столь же гениально, сколько и просто ― применили подрезку в передней нижней части крыла и уменьшили её в задней.

краткая история эволюции аэродинамических профилей в картинках. Сверхкритические профили применяются в пассажирской авиации, обеспечивая наилучшее соотношение экономичности, веса конструкции и скорости полёта.