Μηχανοποίηση πτέρυγας αεροσκάφους: περιγραφή, αρχή λειτουργίας και συσκευή

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Αυτοί οι άνθρωποι που πέταξαν με αεροπλάνα και έδωσαν προσοχή στο φτερό ενός σιδερένιου πουλιού, ενώ κάθεται ή απογειώνεται, πιθανότατα παρατήρησαν ότι αυτό το τμήμα αρχίζει να αλλάζει, εμφανίζονται νέα στοιχεία και το ίδιο το φτερό γίνεται ευρύτερο. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μηχανοποίηση πτερυγίων.

Γενικές πληροφορίες

Οι άνθρωποι πάντα ήθελαν να οδηγούν πιο γρήγορα, να πετούν πιο γρήγορα κ.λπ. Και, γενικά, με το αεροπλάνο τα πήγαινε πολύ καλά. Στον αέρα, όταν η συσκευή ήδη πετάει, αναπτύσσει τρομερή ταχύτητα. Ωστόσο, θα πρέπει να διευκρινιστεί εδώ ότι ο υψηλός ρυθμός ταχύτητας είναι αποδεκτός μόνο κατά τη διάρκεια απευθείας πτήσης. Κατά την απογείωση ή την προσγείωση, ισχύει το αντίθετο. Για να σηκώσετε επιτυχώς τη δομή στον ουρανό ή, αντίθετα, να την προσγειώσετε, δεν χρειάζεται υψηλή ταχύτητα. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για αυτό, αλλά ο κύριος είναι ότι θα χρειαστείτε έναν τεράστιο διάδρομο για να επιταχύνετε.

Ο δεύτερος βασικός λόγος είναι η αντοχή σε εφελκυσμό του συστήματος προσγείωσης του αεροσκάφους, το οποίο θα περάσει αν απογειωθεί με αυτόν τον τρόπο. Δηλαδή, στο τέλος αποδεικνύεται ότι για πτήσεις υψηλής ταχύτητας χρειάζεται ένας τύπος πτέρυγας και για προσγείωση και απογείωση - εντελώς διαφορετικός. Τι να κάνετε σε μια τέτοια κατάσταση; Πωςνα δημιουργήσετε δύο ζεύγη πτερυγίων ριζικά διαφορετικά σε σχεδιασμό για το ίδιο αεροσκάφος; Η απάντηση είναι όχι. Αυτή η αντίφαση ήταν που ώθησε τους ανθρώπους σε μια νέα εφεύρεση, η οποία ονομάστηκε μηχανοποίηση της πτέρυγας.

Γωνία επίθεσης

Για να εξηγήσουμε τι είναι η μηχανοποίηση με προσιτό τρόπο, είναι απαραίτητο να μελετήσουμε μια ακόμη μικρή πτυχή, η οποία ονομάζεται γωνία επίθεσης. Αυτό το χαρακτηριστικό έχει την πιο άμεση σχέση με την ταχύτητα που μπορεί να αναπτύξει το αεροσκάφος. Είναι σημαντικό να καταλάβουμε εδώ ότι κατά την πτήση, σχεδόν κάθε πτέρυγα βρίσκεται σε γωνία σε σχέση με την επερχόμενη ροή. Αυτός ο δείκτης ονομάζεται γωνία επίθεσης.

Ας υποθέσουμε ότι για να πετάξεις με χαμηλή ταχύτητα και ταυτόχρονα να διατηρήσεις την ανύψωση, για να μην πέσεις, θα πρέπει να αυξήσεις αυτή τη γωνία, δηλαδή να σηκώσεις τη μύτη του αεροσκάφους προς τα πάνω, όπως είναι έγινε κατά την απογείωση. Ωστόσο, είναι σημαντικό εδώ να διευκρινιστεί ότι υπάρχει ένα κρίσιμο σημάδι, μετά τη διέλευση του οποίου η ροή δεν θα μπορεί να παραμείνει στην επιφάνεια της κατασκευής και θα αποκοπεί από αυτήν. Στην πιλοτική λειτουργία, αυτό ονομάζεται διαχωρισμός του οριακού επιπέδου.

Αυτό το στρώμα ονομάζεται ροή αέρα, το οποίο βρίσκεται σε άμεση επαφή με το φτερό του αεροσκάφους και έτσι δημιουργεί αεροδυναμικές δυνάμεις. Έχοντας υπόψη όλα αυτά, διαμορφώνεται η απαίτηση - παρουσία μεγάλης ανυψωτικής ισχύος σε χαμηλή ταχύτητα και διατήρηση της απαιτούμενης γωνίας επίθεσης για να πετάξετε με υψηλή ταχύτητα. Αυτές οι δύο ιδιότητες συνδυάζουν τη μηχανοποίηση της πτέρυγας του αεροσκάφους.

Αναβαθμίσεις απόδοσης

Για βελτίωσηχαρακτηριστικά απογείωσης και προσγείωσης, καθώς και για τη διασφάλιση της ασφάλειας του πληρώματος και των επιβατών, είναι απαραίτητο να μειωθεί η ταχύτητα απογείωσης και προσγείωσης στο μέγιστο. Είναι η παρουσία αυτών των δύο παραγόντων που οδήγησε στο γεγονός ότι οι σχεδιαστές του προφίλ πτερυγίων άρχισαν να καταφεύγουν στη δημιουργία ενός μεγάλου αριθμού διαφορετικών συσκευών που βρίσκονται απευθείας στο φτερό του αεροσκάφους. Ένα σύνολο από αυτές τις ειδικές ελεγχόμενες συσκευές έγινε γνωστό ως μηχανοποίηση πτερυγίων στη βιομηχανία αεροσκαφών.

Σκοπός μηχανοποίησης

Χρησιμοποιώντας τέτοια φτερά, ήταν δυνατό να επιτευχθεί μια ισχυρή αύξηση στην τιμή της ανυψωτικής δύναμης της συσκευής. Μια σημαντική αύξηση αυτού του δείκτη οδήγησε στο γεγονός ότι η χιλιομετρική απόσταση του αεροσκάφους κατά την προσγείωση κατά μήκος του διαδρόμου μειώθηκε σημαντικά και η ταχύτητα με την οποία προσγειώνεται ή απογειώνεται επίσης μειώθηκε. Ο σκοπός της μηχανοποίησης του πτερυγίου είναι επίσης ότι έχει βελτιώσει τη σταθερότητα και έχει αυξήσει την ικανότητα ελέγχου ενός τόσο μεγάλου αεροσκάφους όπως ένα αεροπλάνο. Αυτό έγινε ιδιαίτερα αισθητό όταν το αεροσκάφος αποκτά υψηλή γωνία επίθεσης. Επιπλέον, πρέπει να ειπωθεί ότι μια σημαντική μείωση της ταχύτητας προσγείωσης και απογείωσης όχι μόνο αύξησε την ασφάλεια αυτών των εργασιών, αλλά μείωσε και το κόστος κατασκευής διαδρόμων, καθώς κατέστη δυνατή η μείωση του μήκους τους.

Η ουσία της μηχανοποίησης

Έτσι, μιλώντας γενικά, η μηχανοποίηση της πτέρυγας οδήγησε στο γεγονός ότι οι παράμετροι απογείωσης και προσγείωσης του αεροσκάφους βελτιώθηκαν σημαντικά. Αυτό το αποτέλεσμα επιτεύχθηκε αυξάνοντας σημαντικά τον μέγιστο συντελεστή ανύψωσης.

Η ουσία τουΗ διαδικασία έγκειται στο γεγονός ότι προστίθενται ειδικές συσκευές που αυξάνουν την καμπυλότητα του προφίλ πτερυγίων της συσκευής. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αποδεικνύεται επίσης ότι όχι μόνο αυξάνεται η καμπυλότητα, αλλά και η άμεση περιοχή αυτού του στοιχείου του αεροσκάφους. Λόγω της αλλαγής σε αυτούς τους δείκτες, το μοτίβο ροής αλλάζει επίσης εντελώς. Αυτοί οι παράγοντες είναι καθοριστικοί για την αύξηση του συντελεστή ανύψωσης.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο σχεδιασμός της μηχανοποίησης πτερυγίων εκτελείται με τέτοιο τρόπο ώστε όλες αυτές οι λεπτομέρειες να είναι ελεγχόμενες κατά την πτήση. Η απόχρωση έγκειται στο γεγονός ότι σε μια μικρή γωνία επίθεσης, δηλαδή όταν πετούν ήδη στον αέρα με υψηλή ταχύτητα, στην πραγματικότητα δεν χρησιμοποιούνται. Το πλήρες δυναμικό τους αποκαλύπτεται ακριβώς κατά την προσγείωση ή την απογείωση. Επί του παρόντος, υπάρχουν διάφοροι τύποι μηχανοποίησης.

Shield

Η ασπίδα είναι ένα από τα πιο κοινά και απλούστερα μέρη ενός μηχανοποιημένου πτερυγίου, το οποίο αντιμετωπίζει αρκετά αποτελεσματικά την εργασία αύξησης του συντελεστή ανύψωσης. Στο σχήμα μηχανοποίησης πτερυγίων, αυτό το στοιχείο είναι μια επιφάνεια που αποκλίνει. Όταν αποσύρεται, αυτό το στοιχείο είναι σχεδόν κοντά στο κάτω και πίσω μέρος του πτερυγίου του αεροσκάφους. Όταν αυτό το τμήμα εκτρέπεται, η μέγιστη δύναμη ανύψωσης του οχήματος αυξάνεται, επειδή αλλάζει η ενεργός γωνία προσβολής, καθώς και η κοιλότητα ή η καμπυλότητα του προφίλ.

Προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση αυτού του στοιχείου, εκτελείται δομικά έτσι ώστε όταν αποκλίνει, να μετατοπίζεται προς τα πίσω και ταυτόχρονα προς την ακμή. Ακριβώς έτσιη μέθοδος θα δώσει τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα αναρρόφησης του οριακού στρώματος από την άνω επιφάνεια του πτερυγίου. Επιπλέον, το πραγματικό μήκος της ζώνης υψηλής πίεσης κάτω από το φτερό του αεροσκάφους αυξάνεται.

Σχεδιασμός και σκοπός μηχανοποίησης πτερυγίου αεροσκάφους με πηχάκια

Εδώ είναι σημαντικό να σημειωθεί αμέσως ότι η σταθερή ράβδος τοποθετείται μόνο σε εκείνα τα μοντέλα αεροσκαφών που δεν είναι υψηλής ταχύτητας. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτός ο τύπος σχεδίασης αυξάνει σημαντικά την αντίσταση, η οποία μειώνει δραστικά την ικανότητα του αεροσκάφους να επιτυγχάνει υψηλές ταχύτητες.

Ωστόσο, η ουσία αυτού του στοιχείου είναι ότι έχει ένα τέτοιο μέρος όπως ένα λοξό δάχτυλο. Χρησιμοποιείται σε εκείνους τους τύπους πτερυγίων που χαρακτηρίζονται από λεπτό προφίλ, καθώς και από αιχμηρή μπροστινή άκρη. Ο κύριος σκοπός αυτής της κάλτσας είναι να αποτρέψει το σπάσιμο της ροής σε υψηλή γωνία προσβολής. Δεδομένου ότι η γωνία μπορεί να αλλάζει συνεχώς κατά τη διάρκεια της πτήσης, η μύτη γίνεται πλήρως ελεγχόμενη και ρυθμιζόμενη, ώστε σε κάθε περίπτωση να είναι δυνατό να βρεθεί μια θέση που θα διατηρήσει τη ροή στην επιφάνεια του πτερυγίου. Αυτό μπορεί επίσης να αυξήσει την αναλογία ανύψωσης προς έλξη.

Flaps

Το σχέδιο μηχανοποίησης των πτερυγίων είναι ένα από τα παλαιότερα, καθώς αυτά τα στοιχεία ήταν από τα πρώτα που χρησιμοποιήθηκαν. Η θέση αυτού του στοιχείου είναι πάντα η ίδια, βρίσκονται στο πίσω μέρος της πτέρυγας. Η κίνηση που εκτελούν είναι επίσης πάντατο ίδιο, πέφτουν πάντα κατευθείαν κάτω. Μπορούν επίσης να μετακινηθούν λίγο πίσω. Η παρουσία αυτού του απλού στοιχείου στην πράξη αποδείχθηκε πολύ αποτελεσματική. Βοηθά το αεροσκάφος όχι μόνο κατά την απογείωση ή την προσγείωση, αλλά και κατά την εκτέλεση οποιωνδήποτε άλλων πιλοτικών ελιγμών.

Ο τύπος αυτού του αντικειμένου ενδέχεται να διαφέρει ελαφρώς ανάλογα με τον τύπο του αεροσκάφους στο οποίο χρησιμοποιείται. Αυτή την απλή συσκευή διαθέτει και η μηχανοποίηση της πτέρυγας του TU-154, που θεωρείται ένας από τους πιο διαδεδομένους τύπους αεροσκαφών. Μερικά αεροσκάφη χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι τα πτερύγια τους χωρίζονται σε πολλά ανεξάρτητα μέρη και για μερικά είναι ένα συνεχές πτερύγιο.

Ailerons και spoilers

Εκτός από εκείνα τα στοιχεία που έχουν ήδη περιγραφεί, υπάρχουν και εκείνα που μπορούν να ταξινομηθούν ως δευτερεύοντα. Το σύστημα μηχανοποίησης πτερυγίων περιλαμβάνει μικρές λεπτομέρειες, όπως πτερύγια. Η εργασία αυτών των τμημάτων εκτελείται διαφορετικά. Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος σχεδιασμός είναι τέτοιος ώστε στο ένα φτερό τα πτερύγια να κατευθύνονται προς τα πάνω και στο δεύτερο να κατευθύνονται προς τα κάτω. Εκτός από αυτά, υπάρχουν και στοιχεία όπως τα flaperons. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους, μοιάζουν με πτερύγια, αυτά τα μέρη μπορούν να αποκλίνουν όχι μόνο προς διαφορετικές κατευθύνσεις, αλλά και προς την ίδια κατεύθυνση.

Τα σπόιλερ είναι επίσης πρόσθετα στοιχεία. Αυτό το τμήμα είναι επίπεδο και βρίσκεται στην επιφάνεια του πτερυγίου. Η εκτροπή, ή μάλλον η άνοδος, του σπόιλερ πραγματοποιείται απευθείας στο ρεύμα. Εξαιτίας αυτού, υπάρχει μια αύξηση στην επιβράδυνση της ροής, λόγω της οποίας αυξάνεται η πίεση στην επάνω επιφάνεια. Αυτό οδηγεί σε μείωσηη δύναμη ανύψωσης μιας δεδομένης πτέρυγας. Αυτά τα στοιχεία πτερυγίων αναφέρονται μερικές φορές και ως χειριστήρια ανύψωσης αεροσκαφών.

Αξίζει να πούμε ότι αυτή είναι μια μάλλον σύντομη περιγραφή όλων των δομικών στοιχείων της μηχανοποίησης πτερυγίων αεροσκαφών. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πολλές περισσότερες μικρές λεπτομέρειες που χρησιμοποιούνται εκεί, στοιχεία που επιτρέπουν στους πιλότους να ελέγχουν πλήρως τη διαδικασία προσγείωσης, απογείωσης, ίδιας της πτήσης κ.λπ.