Lėktuvo sparno mechanizavimas: aprašymas, veikimo principas ir įrenginys

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Tie žmonės, kurie skrido lėktuvais ir atkreipė dėmesį į geležinio paukščio sparną jam atsisėdant ar kylant, tikriausiai pastebėjo, kad ši dalis pradeda keistis, atsiranda naujų elementų, platėja ir pats sparnas. Šis procesas vadinamas sparnų mechanizavimu.

Bendra informacija

Žmonės visada norėjo važiuoti greičiau, greičiau skristi ir pan. Ir apskritai su lėktuvu tai pavyko visai neblogai. Ore, kai prietaisas jau skrenda, jis išvysto didžiulį greitį. Tačiau čia reikia paaiškinti, kad didelis greitis yra priimtinas tik tiesioginio skrydžio metu. Kilimo ar tūpimo metu yra atvirkščiai. Norint sėkmingai pakelti konstrukciją į dangų arba, priešingai, nuleisti, nereikia didelio greičio. Tam yra keletas priežasčių, tačiau pagrindinė iš jų yra ta, kad norint įsibėgėti reikės didžiulio kilimo ir tūpimo tako.

Antra pagrindinė priežastis – orlaivio važiuoklės atsparumas tempimui, kuris bus pralenktas, jei tokiu būdu pakilsite. Tai yra, galų gale paaiškėja, kad skrydžiams dideliu greičiu reikia vieno tipo sparnų, o tūpimui ir kilimui - visiškai kitoks. Ką daryti tokioje situacijoje? Kaipsukurti dvi poras sparnų, kurių konstrukcija iš esmės skiriasi tam pačiam orlaiviui? Atsakymas yra ne. Būtent šis prieštaravimas paskatino žmones naujam išradimui, kuris buvo vadinamas sparno mechanizavimu.

Atakos kampas

Norint paaiškinti, kas yra mechanizacija prieinamu būdu, reikia išstudijuoti dar vieną nedidelį aspektą, vadinamą atakos kampu. Ši charakteristika yra tiesiogiai susijusi su greičiu, kurį orlaivis gali išvystyti. Čia svarbu suprasti, kad skrendant beveik bet kuris sparnas yra kampu artėjančio srauto atžvilgiu. Šis indikatorius vadinamas atakos kampu.

Tarkime, kad norint skristi mažu greičiu ir tuo pačiu išlaikyti keliamąją galią, kad nenukristų, teks padidinti šį kampą, tai yra pakelti orlaivio nosį į viršų, kaip yra padaryta kilimo metu. Tačiau čia svarbu paaiškinti, kad yra kritinė žyma, kurią peržengus srautas negalės išsilaikyti ant konstrukcijos paviršiaus ir nuo jo nutrūks. Pilotuojant tai vadinama ribinio sluoksnio atskyrimu.

Šis sluoksnis vadinamas oro srautu, kuris tiesiogiai liečiasi su orlaivio sparnu ir taip sukuria aerodinamines jėgas. Visa tai turint omenyje, formuojamas reikalavimas – didelės kėlimo galios buvimas mažu greičiu ir reikiamo atakos kampo palaikymas, norint skristi dideliu greičiu. Būtent šios dvi savybės sujungia orlaivio sparno mechanizaciją.

Našumo atnaujinimai

Tobulintikilimo ir tūpimo charakteristikas, taip pat įgulos ir keleivių saugumui užtikrinti būtina maksimaliai sumažinti kilimo ir tūpimo greitį. Būtent šių dviejų veiksnių buvimas lėmė tai, kad sparno profilio dizaineriai pradėjo kurti daugybę skirtingų įrenginių, esančių tiesiai ant orlaivio sparno. Šių specialių valdomų prietaisų rinkinys orlaivių pramonėje tapo žinomas kaip sparnų mechanizavimas.

Mechanizacijos tikslas

Naudojant tokius sparnus buvo galima pasiekti stiprią aparato keliamosios jėgos vertės padidėjimą. Didelis šio rodiklio padidėjimas lėmė tai, kad labai sumažėjo orlaivio rida tūpimosi išilgai kilimo ir tūpimo tako metu, taip pat sumažėjo jo tūpimo ar pakilimo greitis. Sparno mechanizavimo tikslas yra ir tai, kad jis pagerino stabilumą ir padidino tokio didelio orlaivio kaip lėktuvo valdomumą. Tai ypač išryškėjo, kai lėktuvas įgauna aukštą atakos kampą. Be to, reikia pasakyti, kad žymiai sumažinus tūpimo ir kilimo greitį, ne tik padidėjo šių operacijų saugumas, bet ir sumažėjo kilimo ir tūpimo takų statybos sąnaudos, nes tapo įmanoma sumažinti jų ilgį.

Mechanizacijos esmė

Taigi, kalbant apskritai, sparno mechanizavimas lėmė tai, kad orlaivio kilimo ir tūpimo parametrai buvo žymiai patobulinti. Šis rezultatas buvo pasiektas labai padidinus maksimalų kėlimo koeficientą.

Jo esmėŠis procesas slypi tame, kad pridedami specialūs įtaisai, kurie padidina aparato sparno profilio kreivumą. Kai kuriais atvejais taip pat paaiškėja, kad padidėja ne tik kreivumas, bet ir tiesioginis šio orlaivio elemento plotas. Dėl šių rodiklių pasikeitimo visiškai pasikeičia ir srauto modelis. Šie veiksniai yra lemiami didinant kėlimo koeficientą.

Svarbu pažymėti, kad sparno mechanizacijos projektavimas atliekamas taip, kad visos šios detalės būtų valdomos skrydžio metu. Niuansas slypi tame, kad esant nedideliam atakos kampui, tai yra skrendant jau ore dideliu greičiu, jie iš tikrųjų nenaudojami. Visas jų potencialas atsiskleidžia būtent tūpimo ar pakilimo metu. Šiuo metu yra keletas mechanizavimo tipų.

Skydas

Skydas yra viena iš labiausiai paplitusių ir paprasčiausių mechanizuoto sparno dalių, kuri gana efektyviai susidoroja su keliamo koeficiento didinimo užduotimi. Sparnų mechanizavimo schemoje šis elementas yra nukrypstantis paviršius. Įtrauktas šis elementas yra beveik greta apatinės ir galinės orlaivio sparno dalies. Kai ši dalis yra nukreipta, padidėja maksimali transporto priemonės keliamoji jėga, nes keičiasi efektyvusis atakos kampas, taip pat profilio įdubimas arba kreivumas.

Siekiant padidinti šio elemento efektyvumą, jis struktūriškai atliktas taip, kad nukrypdamas pasislinktų atgal ir tuo pačiu į galinį kraštą. Lygiai taipmetodas suteiks didžiausią ribinio sluoksnio siurbimo nuo viršutinio sparno paviršiaus efektyvumą. Be to, efektyvusis aukšto slėgio zonos ilgis po orlaivio sparnu padidėja.

Lėktuvo sparno su skersiniais mechanizacijos dizainas ir paskirtis

Štai svarbu iš karto pažymėti, kad fiksuota juosta montuojama tik tiems orlaivių modeliams, kurie nėra greiti. Taip yra todėl, kad tokio tipo konstrukcija labai padidina pasipriešinimą, o tai drastiškai sumažina orlaivio gebėjimą pasiekti didelį greitį.

Tačiau šio elemento esmė ta, kad jis turi tokią dalį kaip nukreiptas pirštas. Jis naudojamas tų tipų sparnams, kuriems būdingas plonas profilis, taip pat aštrus priekinis kraštas. Pagrindinė šios kojinės paskirtis – neleisti srautui nutrūkti esant dideliam atakos kampui. Kadangi skrydžio metu kampas gali nuolat keistis, nosis yra visiškai valdoma ir reguliuojama, kad bet kurioje situacijoje būtų galima rasti padėtį, kuri išlaikytų srautą ant sparno paviršiaus. Tai taip pat gali padidinti kėlimo ir tempimo santykį.

Atvartai

Sparnų atvartų mechanizavimo schema yra viena iš seniausių, nes šie elementai buvo naudojami vieni pirmųjų. Šio elemento vieta visada yra ta pati, jie yra sparno gale. Judėjimas, kurį jie atlieka, taip pat visadatas pats, jie visada krenta tiesiai žemyn. Jie taip pat gali šiek tiek judėti atgal. Šio paprasto elemento buvimas praktikoje pasirodė esąs labai veiksmingas. Tai padeda orlaiviui ne tik kylant ar leidžiantis, bet ir atliekant kitus pilotavimo manevrus.

Šio elemento tipas gali šiek tiek skirtis priklausomai nuo orlaivio, kuriame jis naudojamas, tipo. TU-154, kuris laikomas vienu iš labiausiai paplitusių orlaivių tipų, sparno mechanizacija taip pat turi šį paprastą įrenginį. Kai kuriems orlaiviams būdinga tai, kad jų sklendės yra padalintos į kelias nepriklausomas dalis, o kai kuriems tai yra vienas ištisinis sklendė.

Eleronai ir spoileriai

Be tų elementų, kurie jau buvo aprašyti, yra ir tų, kuriuos galima priskirti antriniams. Sparnų mechanizavimo sistemoje yra smulkių detalių, tokių kaip eleronai. Šių dalių darbas atliekamas skirtingai. Dažniausiai naudojama tokia konstrukcija, kad ant vieno sparno eleronai yra nukreipti į viršų, o antruoju – žemyn. Be jų, yra ir tokių elementų kaip flaperonai. Pagal savo savybes jie panašūs į atvartus, šios dalys gali nukrypti ne tik į skirtingas puses, bet ir ta pačia kryptimi.

Spoileriai taip pat yra papildomi elementai. Ši dalis yra plokščia ir yra ant sparno paviršiaus. Spoilerio nukreipimas arba, tiksliau, kilimas, atliekamas tiesiai į srovę. Dėl šios priežasties didėja srauto lėtėjimas, dėl kurio padidėja slėgis viršutiniame paviršiuje. Tai veda prie sumažėjimotam tikro sparno keliamoji jėga. Šie sparno elementai kartais dar vadinami orlaivio pakėlimo valdikliais.

Verta pasakyti, kad tai gana trumpas visų orlaivio sparnų mechanizacijos konstrukcinių elementų aprašymas. Tiesą sakant, ten naudojama daug daugiau smulkių detalių, elementų, leidžiančių pilotams visiškai kontroliuoti tūpimo, kilimo, skrydžio ir tt procesą.