Mechanizácia krídla lietadla: popis, princíp činnosti a zariadenie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Tí ľudia, ktorí lietali na lietadlách a venovali pozornosť krídlu železného vtáka, kým si sadá alebo vzlieta, si pravdepodobne všimli, že táto časť sa začína meniť, objavujú sa nové prvky a samotné krídlo sa rozširuje. Tento proces sa nazýva mechanizácia krídla.

Všeobecné informácie

Ľudia vždy chceli jazdiť rýchlejšie, lietať rýchlejšie atď. A vo všeobecnosti to s lietadlom fungovalo celkom dobre. Vo vzduchu, keď už zariadenie letí, vyvíja obrovskú rýchlosť. Tu však treba objasniť, že vysoká rýchlosť je prijateľná len pri priamom lete. Počas vzletu alebo pristátia je opak pravdou. Na úspešné zdvihnutie konštrukcie do neba alebo naopak pristátie nie je potrebná vysoká rýchlosť. Existuje na to niekoľko dôvodov, ale tým hlavným je, že na zrýchlenie budete potrebovať obrovskú dráhu.

Druhým hlavným dôvodom je pevnosť v ťahu podvozku lietadla, ktorý pri takomto vzlietaní prejde. To znamená, že sa nakoniec ukázalo, že pre vysokorýchlostné lety je potrebný jeden typ krídla a pre pristátie a vzlet - úplne iný. Čo robiť v takejto situácii? Akovytvoriť dva páry krídel zásadne odlišného dizajnu pre to isté lietadlo? Odpoveď je nie. Práve tento rozpor podnietil ľudí k novému vynálezu, ktorý sa nazýval mechanizácia krídla.

Uhol útoku

Aby sme prístupným spôsobom vysvetlili, čo je mechanizácia, je potrebné preštudovať si ešte jeden malý aspekt, ktorý sa nazýva uhol nábehu. Táto charakteristika má najpriamejší vzťah s rýchlosťou, ktorú je lietadlo schopné vyvinúť. Tu je dôležité pochopiť, že počas letu je takmer každé krídlo pod uhlom vzhľadom na prichádzajúci prúd. Tento indikátor sa nazýva uhol nábehu.

Predpokladajme, že ak chcete letieť nízkou rýchlosťou a zároveň zachovať vztlak, aby ste nespadli, budete musieť tento uhol zväčšiť, teda zdvihnúť nos lietadla nahor, ako je urobené pri vzlete. Tu je však dôležité objasniť, že existuje kritická značka, po prekročení ktorej sa tok nebude môcť udržať na povrchu konštrukcie a odtrhne sa od nej. Pri pilotovaní sa to nazýva oddelenie hraničnej vrstvy.

Táto vrstva sa nazýva prúdenie vzduchu, ktorý je v priamom kontakte s krídlom lietadla a tým vytvára aerodynamické sily. S ohľadom na toto všetko sa vytvára požiadavka - prítomnosť veľkej zdvíhacej sily pri nízkej rýchlosti a udržiavanie požadovaného uhla nábehu, aby bolo možné letieť vysokou rýchlosťou. Práve tieto dve vlastnosti spájajú mechanizáciu krídla lietadla.

Vylepšenia výkonu

Zlepšiť sacharakteristiky vzletu a pristátia, ako aj pre zaistenie bezpečnosti posádky a cestujúcich je potrebné znížiť rýchlosť vzletu a pristátia na maximum. Práve prítomnosť týchto dvoch faktorov viedla k tomu, že konštruktéri profilu krídla sa začali uchyľovať k vytvoreniu veľkého množstva rôznych zariadení, ktoré sú umiestnené priamo na krídle lietadla. Súbor týchto špeciálnych ovládaných zariadení sa stal známym ako mechanizácia krídla v leteckom priemysle.

Účel mechanizácie

Pomocou takýchto krídel bolo možné dosiahnuť výrazné zvýšenie hodnoty zdvíhacej sily prístroja. Výrazné zvýšenie tohto ukazovateľa viedlo k tomu, že počet najazdených kilometrov lietadla počas pristávania pozdĺž dráhy sa výrazne znížil a rýchlosť, s akou pristáva alebo vzlieta, sa tiež znížila. Účelom mechanizácie krídla je aj to, že zlepšila stabilitu a zvýšila ovládateľnosť takého veľkého lietadla, akým je lietadlo. Toto bolo obzvlášť viditeľné, keď lietadlo získava vysoký uhol nábehu. Okrem toho treba povedať, že výrazné zníženie rýchlosti pristávania a vzlietania zvýšilo nielen bezpečnosť týchto operácií, ale aj znížilo náklady na výstavbu pristávacích dráh, keďže bolo možné skrátiť ich dĺžku.

Podstata mechanizácie

Vo všeobecnosti teda mechanizácia krídla viedla k tomu, že sa výrazne zlepšili štartovacie a pristávacie parametre lietadla. Tento výsledok sa dosiahol výrazným zvýšením maximálneho koeficientu zdvihu.

Podstata tohoproces spočíva v tom, že sa pridávajú špeciálne zariadenia, ktoré zvyšujú zakrivenie profilu krídla zariadenia. V niektorých prípadoch sa tiež ukazuje, že sa zväčšuje nielen zakrivenie, ale aj priama plocha tohto prvku lietadla. V dôsledku zmeny týchto indikátorov sa úplne zmení aj priebeh prúdenia. Tieto faktory sú rozhodujúce pri zvyšovaní koeficientu zdvihu.

Je dôležité poznamenať, že návrh mechanizácie krídla je prevedený tak, aby všetky tieto detaily boli ovládateľné za letu. Nuance spočíva v tom, že pri malom uhle nábehu, to znamená, keď už lietajú vo vzduchu vysokou rýchlosťou, sa v skutočnosti nepoužívajú. Ich plný potenciál sa prejaví práve počas pristávania alebo vzletu. V súčasnosti existuje niekoľko typov mechanizácie.

Štít

Štít je jednou z najbežnejších a najjednoduchších častí mechanizovaného krídla, ktorá sa pomerne efektívne vyrovnáva s úlohou zvýšiť koeficient vztlaku. V schéme mechanizácie krídla je týmto prvkom odchýlka povrchu. Po zatiahnutí tento prvok takmer tesne prilieha k spodnej a zadnej časti krídla lietadla. Pri vychýlení tejto časti sa zvyšuje maximálna zdvíhacia sila vozidla, pretože sa mení efektívny uhol nábehu a tiež konkávnosť alebo zakrivenie profilu.

Pre zvýšenie účinnosti tohto prvku je konštrukčne prevedený tak, aby sa pri vychýlení posúval dozadu a zároveň k odtokovej hrane. Presne taktometóda poskytne najväčšiu účinnosť nasávania hraničnej vrstvy z hornej plochy krídla. Okrem toho sa zvyšuje efektívna dĺžka vysokotlakovej zóny pod krídlom lietadla.

Konštrukcia a účel mechanizácie krídla lietadla s lamelami

Tu je dôležité hneď poznamenať, že pevná lamela sa montuje iba na tie modely lietadiel, ktoré nie sú vysokorýchlostné. Je to preto, že tento typ konštrukcie výrazne zvyšuje odpor vzduchu, čo drasticky znižuje schopnosť lietadla dosiahnuť vysoké rýchlosti.

Podstatou tohto prvku je však to, že má takú časť ako vybočený palec. Používa sa na tie typy krídel, ktoré sa vyznačujú tenkým profilom, ako aj ostrou nábežnou hranou. Hlavným účelom tejto ponožky je zabrániť pretrhnutiu toku pri vysokom uhle nábehu. Keďže sa uhol môže počas letu neustále meniť, nos je vyrobený úplne ovládateľný a nastaviteľný, takže v každej situácii je možné nájsť polohu, ktorá udrží prúdenie na povrchu krídla. To môže tiež zvýšiť pomer zdvihu a ťahania.

Flaps

Schéma mechanizácie vztlakových klapiek je jednou z najstarších, keďže tieto prvky boli medzi prvými, ktoré boli použité. Umiestnenie tohto prvku je vždy rovnaké, nachádzajú sa na zadnej strane krídla. Pohyb, ktorý vykonávajú, je tiež vždyto isté, vždy padajú rovno dole. Môžu sa tiež posunúť trochu dozadu. Prítomnosť tohto jednoduchého prvku v praxi sa ukázala ako veľmi účinná. Pomáha lietadlu nielen pri štarte alebo pristávaní, ale aj pri iných pilotných manévroch.

Typ tejto položky sa môže mierne líšiť v závislosti od typu lietadla, na ktorom sa používa. Toto jednoduché zariadenie má aj mechanizácia krídla TU-154, ktorý je považovaný za jeden z najbežnejších typov lietadiel. Niektoré lietadlá sa vyznačujú tým, že ich vztlakové klapky sú rozdelené na niekoľko nezávislých častí a u niektorých je to jedna súvislá klapka.

Krídielka a spojlery

Okrem prvkov, ktoré už boli opísané, existujú aj také, ktoré možno klasifikovať ako sekundárne. Mechanizačný systém krídla zahŕňa drobné detaily, ako sú krídelká. Práca týchto častí sa vykonáva diferencovane. Najčastejšie používaná konštrukcia je taká, že krídelká na jednom krídle smerujú hore a na druhom dole. Okrem nich sú tu aj prvky ako flaperóny. Podľa ich vlastností sú podobné klapkám, tieto časti sa môžu odchyľovať nielen rôznymi smermi, ale aj rovnakým smerom.

Doplnkovými prvkami sú aj spoilery. Táto časť je plochá a nachádza sa na povrchu krídla. Vychyľovanie, či skôr stúpanie spojlera sa vykonáva priamo do prúdu. Z tohto dôvodu dochádza k nárastu spomalenia prietoku, v dôsledku čoho sa zvyšuje tlak na horný povrch. To vedie k poklesuvztlaková sila daného krídla. Tieto prvky krídel sa niekedy označujú aj ako ovládacie prvky vztlaku lietadla.

Za zmienku stojí, že ide o pomerne stručný popis všetkých konštrukčných prvkov mechanizácie krídla lietadla. V skutočnosti je tam použitých oveľa viac malých detailov, prvkov, ktoré umožňujú pilotom plne kontrolovať proces pristátia, vzletu, samotného letu atď.