1. Взлет самолета можно производить с применением закрылков и без их применения.
2. В зависимости от условий, старта взлет самолета производить:
а) без применения закрылков с использованием номинальной мощности двигателя;
б) с применением закрылков, отклоненных на 25°, и с использованием номинальной мощности двигателя;
в) с применением закрылков, отклоненных на 30 0 , и с использованием взлетной мощности двигателя.
Отклонять закрылки на взлете более чем на 30° не рекомендуется.
3. Взлет самолета производить с помощью встречного ветра не более 12 м/сек.
Взлет без применения закрылков
4. Длина разбега самолета (транспортный вариант) без применения закрылков и с использованием номинальной мощности двигателя при нормальном полетном весе 5250 кг составляет 360 м.
Примечание. Длина разбега приведена к стандартным условиям (атмосферное давление 760 мм рт. ст., температура наружного воздуха +!5°С) при отсутствии ветра.
При взлете с мягкого грунта длина разбега увеличивается на, 29%, с песчаного покрова - на 30-35%.
По достижении скорости 105-110 км/час происходит отрыв самолета от земли.
5. После отрыва выдерживание самолета производится с постепенным отходом от земли и увеличением скорости до 140 км/час, затем самолет переводится на набор высоты.
6. Дальнейший набор высоты производить на скорости 140-150 км/час, которая является наивыгоднейшей скоростью набора высоты.
Взлет с применением закрылков
7. Использование закрылков на взлете сокращает длину разбега и взлетную дистанцию на 30-35%. Закрылки могут отклоняться на 25 и 30° в зависимости от нагрузки самолета и состояния аэродрома.
При закрылках, отклоненных на 25°, взлет производится на номинальной мощности двигателя
(рк
= 900 мм рт. ст., п
= 2100 об/мин).
Однако наименьшая длина разбега и взлетная дистанция получаются при отклоненных на 30° закрылках с одновременным использованием взлетной мощности двигателя
(рк
= 1050 мм рт. ст., п =
2200 об/мин).
В этом случае при взлетном весе 5500 кг длина разбега составляет 207 м,
время разбега 14,3 сек,
а длина взлетной дистанции 585 м.
Данные приведены к стандартным условиям.
8. Отрыв от земли самолета с закрылками, отклоненными на 25-30°, происходит на скорости 85-90 км/час.
При взлете с отклоненными закрылками на некоторых самолетах автоматические предкрылки открываются в середине разбега на скорости около 50 км/час и остаются открытыми до достижения скорости 85 км/час, после чего полностью закрываются.
9. На высоте не менее 50 м при скорости 120 км/час постепенно убрать закрылки, контролируя их положение по указателю и непосредственным наблюдением за закрылками. Одновременно увеличивать скорость набора высоты так, чтобы к моменту полной уборки закрылков она составляла 135-140 км/час.
10. После уборки закрылков перейти на набор высоты. Набор высоты производить на скорости 140-150 км/час.
Для получения максимальной скороподъемности у земли набор высоты рекомендуется производить с закрылками, отклоненными на 5°, до высоты 500 м. Дальнейший набор высоты производить с полностью убранными закрылками.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Если после взлета с отклоненными закрылками не удается убрать их из-за неисправности системы управления, необходимо произвести посадку на аэродроме взлета. При заходе на посадку в этом случае на разворотах не допускать крена больше 10- 15° и скорости полета более 150 км I час. Полет самолета со скоростью, превышающей 150 км/ час, при опущенных закрылках запрещается.
11. Взлет производить с использованием одновременно верхних и нижних закрылков. Раздельно пользоваться закрылками>
l2. Использовать закрылки при взлете самолета рекомендуется при скорости ветра не более 10м/сек.
13. При взлете самолета на лыжном шасси учитывать, что при температурах наружного воздуха от 0° С и выше, особенно при мокром снеге, длина разбега может оказаться на 10-20% больше, чем при стандартной температуре минус 10° С.
Во вторник в Москву доставили основной «черный ящик» разбившегося в Сочи Ту-154. Издание «Лайф» расшифровку, подлинность которой официально не была подтверждена, однако из нее следовало, что у экипажа возникли проблемы с закрылками. А источник Интерфакса в свою очередь заявил, что Ту-154 мог потерпеть крушение из-за «сваливания» при недостаточной для взлета подъемной силе крыла.
«По предварительным данным, на борту рассогласованно сработали закрылки, в результате их невыхода подъемная сила была потеряна, скорость не была достаточной для набора высоты, и самолет свалился», — сказал источник в оперативном штабе по работе на месте происшествия.
«Новая газета» попросила экспертов прокомментировать версию с закрылками.
Андрей Литвинов
летчик 1-го класса, «Аэрофлот»
— Закрылки — это очень критично. Мы (летчики — ред. ) в самом начале предполагали, что это закрылки — как только стало понятно, что это не топливо и не погода. Было несколько версий — техническая, ошибка пилотирования. Но это может быть и то, и другое. Техническая проблема потянула за собой ошибку пилотирования.
Закрылки нужны только для взлета и посадки — увеличивается площадь крыла, увеличивается подъемная сила, следовательно, самолету нужна меньшая дистанция разбега, чем без закрылок. Взлетаешь вместе с закрылками, набираешь высоту, закрылки убираются. Но они могут не убираться, если что-то сломалось, или убираются не синхронно — один быстрее, второй медленнее. Если они вообще не убираются, это не страшно как раз, самолет летит и летит себе. Он не уходит в пикирование. Просто командир сообщает на землю, что у него такая техническая проблема, возвращается на аэродром и садится — с выпущенными закрылками, как полагается при штатной посадке. И инженеры уже разбираются, что за проблема.
Но если они убираются несинхронно, то тогда самолет заваливается, вот что страшно. На одной плоскости крыла подъемная сила становится больше, чем на второй, и самолет начинает крениться и в результате заваливается набок. Если самолет заваливается, пикирует, начинает опускать нос, экипаж инстинктивно начинает тянуть штурвал на себя и увеличивать режим двигателя — это абсолютно нормально. Но летчик должен контролировать пространственное положение самолета.
Есть понятие — закритический угол атаки. Это угол, при котором воздух начинает срываться с крыла. Крыло становится под определенным углом, его верхняя часть не обтекается воздухом, и самолет начинает падать, потому что его ничего не держит уже в воздухе.
Я летал на ТУ-154 8 лет. С закрылками у меня не было ситуаций, были мелкие отказы, серьезного ничего не было. Хороший надежный самолет в свое время был. Но это было 25 лет назад. Это продукт своего времени. В «Аэрофлоте» все новые самолеты — мы летаем на эйрбасах, на боингах. А министерство обороны летает на ТУ- 154. Да, нужно делать свои самолеты, да, но пусть хотя бы суперджет возьмут. На современных самолетах стоит очень много систем защиты, это фактически летающий компьютер. Если случается какая-то ситуация, автоматика не дает самолету свалиться, очень помогает летчику. Эти же самолеты — все в ручном режиме, все в ручном управлении. Но это не значит, что он должен падать, он должен быть технически исправен. Он должен проходить техническое обслуживание. Вопрос к техникам — почему такая поломка серьезная случилась у этого самолета. Ошибиться может любой человек. Опыт у экипажа есть, был, но военные летчики в принципе мало летают. Военный летчик летает 150 часов в год. А гражданский — 90 часов в месяц.
Могла сработать еще внезапность, не ожидали такого развития событий, не хватило реакции справиться. Это не говорит о том, что они неопытные. Не забывайте, что время было 5 утра. Самый сон, организм расслаблен, изначально заторможенная реакция. Мы давно говорим, что надо запретить ночные перелеты или свести их к минимуму, надо стремиться летать днем, так делают очень многие европейские компании.
Еще нужно помнить, что тяжелый был самолет, заправили полные баки топлива, груз, пассажиры. Времени на принятие решения было немного. Они не успели. Эта ситуация, конечно, должна отрабатываться. Не знаю, как в армии обучение летного состава идет, но у нас в «Аэрофлоте» это отрабатывается. Есть алгоритм действий на каждую внештатную ситуацию. Все бесконечно отрабатывается на тренажере. Ходил ли этот экипаж на тренажер, когда? Если были на тренажере, отрабатывали ли конкретные упражнения по закрылкам? Ждем ответов от следствия.
Источник, близкий к расследованию
— Сейчас все техническое расследование ведет Минобороны. Это военный борт — расшифровкой самописцев занимается институт ВВС в Люберцах, и все самописцы, агрегаты, системы перетранспортированы в Люберцы. Закрылки — это не критическая, а в принципе контролируемая и управляемая ситуация. Есть алгоритм действий при рассинхронизации или неправильном положении закрылок. Летчиков обучают всему, на тренажерах в том числе, на каждый внештатный случай летный состав отрабатывает моменты, как надо себя вести, как надо управлять самолетом. У каждого самолета есть своя специфика, алгоритмы разработаны и для Ту-154. Можно предположить сочетание технических проблем и человеческого фактора, но информации до сих пор недостаточно.
Вадим Лукашевич
Независимый авиационный эксперт, кандидат технических наук
— Неуборка закрылок — это не катастрофа. Это очень неприятное событие, но ничего страшного от этого происходить не должно. А к катастрофе в Черном море, на мой взгляд, привело стечение обстоятельств и действия экипажа.
Суть смысла закрылок самолета — повышение подъемной силы крыла на маленьких скоростях. Как крыло работает — чем выше скорость, тем больше подъемная сила. Но когда самолет взлетает скорость еще маленькая, так же, как и в процессе посадки. И для того, чтобы при падении скорости не снижалась подъемная сила, выпускаются закрылки, о которых идет речь. Надо еще понимать, что при взлете закрылки выдвигаются не так сильно, как при посадке. При выруливании самолета на полосе закрылки уже выпущены, а в момент взлета последовательно убираются шасси, тормозящие машину, а через 15-20 секунд убираются и закрылки, мешающие по мере роста скорости самолету. Они помимо подъемной силы еще создают дополнительное сопротивление воздуха и дополнительно еще пикирующий момент — когда самолет «хочет» опустить нос.
Что произошло в момент катастрофы? Тяжелый, груженый самолет, залитый топливом взлетает, летчики убирают закрылки, но это почему-то не получается. По идее, можно нормально продолжать полет и в таком состоянии, не набирая скорости, можно и развернуться и уйти на посадку, чтобы устранить проблему. Сесть можно и с таким положением закрылок, просто скорость касания будет выше и она будет не очень простой. Но здесь очевидно такого решения не было. Возможно, проблему с закрылками заметили не сразу, а увидев, как самолет начинает опускать нос, возможно и были произнесены слова, расшифрованные с самописца.
Закры́лок - профилированная отклоняемая поверхность, симметрично расположенная на задней кромке крыла, элемент механизации крыла . Закрылки в убранном состоянии являются продолжением поверхности крыла, тогда как в выпущенном состоянии могут отходить от него с образованием щелей. Используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полёте на малых скоростях. Существует большое число типов конструкции закрылков.
Принцип работы закрылков заключается в том, что при их выпуске увеличивается кривизна (Сy) профиля и (в случае выдвижных закрылков , которые также называют закрылками Фаулера ) площадь поверхности крыла (S), следовательно, увеличивается и несущая способность крыла. Возросшая несущая способность крыла позволяет летательным аппаратам лететь без сваливания при меньшей скорости. Таким образом, выпуск закрылков является эффективным способом снизить взлётную и посадочную скорости. Второе следствие выпуска закрылков - увеличение аэродинамического сопротивления . Если при посадке возросшее лобовое сопротивление способствует торможению самолёта, то при взлёте дополнительное лобовое сопротивление отнимает часть тяги двигателей. Поэтому на взлёте закрылки выпускаются, как правило, на меньший угол, нежели при посадке. Третье следствие выпуска закрылков - продольная перебалансировка самолёта из-за возникновения дополнительного продольного момента. Это усложняет управление самолётом (на многих современных самолётах пикирующий момент при выпуске закрылков компенсируется перестановкой стабилизатора на некоторый отрицательный угол, либо отклонением цельноповоротного стабилизатора). Закрылки, образующие при выпуске профилированные щели, называют щелевыми. Закрылки могут состоять из нескольких секций, образуя несколько щелей (как правило, от одной до трёх).
На современных самолётах привод закрылков - это часто единый электро- или гидромотор, обычно двухканальный (сдублированный), который посредством валов передаёт вращательный момент на винтовой механизм перемещения закрылка, а сами закрылки двигаются по продольным направляющим (рельсам). В трансмиссии закрылков установлено несколько датчиков, которые отслеживают угловое положение правых и левых закрылков, а также их рассогласование между собой, при превышении порога которого автоматика блокирует их дальнейшее перемещение, а в ряде случаев и принудительно синхронизирует ("дотягивает"). Датчики крайних положений останавливают закрылки, не позволяя им доходить до механических упоров при уборке и выпуске, что снижает механическую нагрузку на трансмиссию. Кроме этого, могут применяться фрикционные муфты, срабатывающие при превышении заданного усилия (например, при заклинивании трансмиссии). Дополнительно между закрылками может быть установлен вал синхронизации. Рукоятка управления закрылками в кабине обычно позволяет выпускать закрылки на любой угол (предусмотренный конструкцией), но часто в механизме рукоятки сделаны механические фиксаторы, для основных рабочих положений закрылков (обычно для убранного полётного положения, промежуточного взлётного и полного посадочного).
На нескольких типах отечественных самолётов с гидроприводом закрылков применяется унифицированная система СПЗ (в различных вариантах), с двухканальным гидромотором (рулевым приводом типа РП-60).
Типы закрылков
По своему устройству и манипуляциям закрылки делятся на:
- Простой (поворотный) закрылок . Самый простой вид закрылков. Увеличивает подъёмную силу за счёт увеличения кривизны профиля. Это просто отклоняемая вниз задняя кромка крыла. При этом увеличивается давление на нижней поверхности крыла. Однако область низкого давления над крылом уменьшается, поэтому простые закрылки менее эффективны, чем щитовые
- Щитовой закрылок . Может быть простыми и выдвижными. Простые щитки - управляемая поверхность, которая в убранном положении плотно прилегает к задней нижней поверхности крыла. При отклонении такого щитка между ним и верхней поверхностью крыла образуется зона некоторого разрежения. Поэтому верхний пограничный слой в эту зону как бы отсасывается. Это затягивает его отрыв на больших углах. При этом увеличивается скорость потока над крылом. Кроме того при отклонении щитка увеличивается кривизна профиля. Снизу происходит дополнительное торможение потока и увеличение давления. Общая подъёмная сила растёт. Это позволяет самолёту лететь с малой скоростью. Выдвижной щиток не только отклоняется вниз, но еще и выдвигается назад. Эффективность такого щитка выше, потому что зона повышенного давления под крылом увеличивается, и условия отсоса пограничного слоя сверху улучшаются. При использовании щитков подъёмная сила на посадочном режиме может вырасти до 60 %. Щитки применяются в основном на лёгких самолётах.
- Щелевой закрылок . Получил своё 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, придавая ему дополнительную энергию. Щель в таком закрылке выполнена сужающейся и воздух, проходя через неё, разгоняется. Далее он, взаимодействуя с пограничным слоем, разгоняет и его, препятствуя его отрыву и увеличивая подъёмную силу. Таких щелей на закрылках современных самолётов бывает от одной до трёх и общее увеличение подъёмной силы при их применении достигает 90 %.
- Элерон-закрылок (иначе - зависающий элерон или флаперон) . Подвижная поверхность на задней кромке крыла, в полёте выполняющая роль элерона и служащая для управления по крену, т. е. элерон-закрылки на левой и правой плоскости отклоняются дифференциально. При взлёте/посадке элерон-закрылки на обоих плоскостях крыла отклоняются синхронно вниз, увеличивая подъёмную силу крыла. Конструктивно различают элерон-закрылки, которые в режиме закрылков отрабатывают некоторый фиксированный угол, либо элерон-закрылки, которые после синхронного отклонения продолжают работать дифференциально для управления креном. В целом элерон-закрылки менее эффективны, чем щелевые, и применяются вынужденно, из-за технической невозможности установки самостоятельных закрылков (например, на лёгких самолётах) или недостаточного места на крыле (Су-27).
- Закрылок Фаулера - выдвижной закрылок. Выдвигается назад и вниз, чем увеличивает 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 %.
- Закрылок Юнкерса . Это разновидность щелевых закрылков, внешняя секция которых используется в качестве элеронов для управления креном, а две внутренние секции играют роль закрылков. Применялся в конструкции механизации крыла немецкого штурмовика Junkers Ju 87 .
- Закрылок Гоуджа . Служит для улучшения характеристик на посадке, в частности, для снижения посадочной скорости . В закрылках Гоуджа вместе с увеличением вогнутости увеличивается площадь крыла . Это даёт возможность уменьшить взлётную дистанцию и увеличить подъёмную силу . Такой вид закрылков успешно применялся на таких самолётах как Short Sunderland и Short Stirling . Изобрёл закрылок в 1936 году английский инженер сэр Артур Гоудж из компании Short Brothers .
- Закрылок Юнгмана . Использовался в конструкции британского палубного истребителя «Firefly» . В выпущенном положении значительно увеличивали площадь крыла и подъёмную силу. Их должны были использовать не только при взлёте и посадке, но и в полёте.
- Закрылок со сдувом пограничного слоя . Закрылок, оборудованный системой управления пограничным слоем. Система сдува пограничного слоя с закрылков предназначена для улучшения посадочных характеристик самолёта. Суть управления пограничным слоем заключается в обеспечении безотрывного обтекания крыла в достаточно большом диапазоне углов атаки за счёт увеличения энергии пограничного слоя. Пограничный слой возникает в результате вязкого трения воздушного потока на обтекаемых поверхностях самолёта, причем скорость потока у обшивки резко падает до нуля. Воздействие на пограничный слой призвано ослабить или предотвратить срыва потока на обтекаемой поверхности, сохранить ламинарное течение .
- Реактивный закрылок . Представляет собой плоский поток воздуха, вытекающего с большой скоростью через заднюю кромку под углом к нижней поверхности крыла. За счёт реактивного закрылка увеличивается эффективная площадь крыла, изменяется характер обтекания профиля , за счёт импульса вытекающей струи создаётся вертикальная составляющая силы, разгружающая крыло. Применение реактивного закрылка позволяет получить большое значение коэффициента подъёмной силы, однако при этом требуется существенно больший коэффициент
Те люди, которые летали на самолетах и обращали внимание на крыло железной птицы, в то время как она садится или взлетает, наверняка замечали, что эта часть начинает меняться, появляются новые элементы, а само крыло становится шире. Этот процесс и называют механизацией крыла.
Общая информация
Люди всегда хотели быстрее ездить, быстрее летать и т. д. И, в общем-то, с самолетом это вполне получилось. В воздухе, когда аппарат уже летит, он развивает огромную скорость. Однако тут следует уточнить, что высокий показатель скорости приемлем лишь во время непосредственного полета. Во время взлета или посадки все совсем наоборот. Для того чтобы успешно поднять конструкцию в небо или же, наоборот, посадить ее, большая скорость не нужна. Причин этому несколько, но основная кроется в том, что для разгона понадобится огромная взлетная полоса.
Вторая основная причина - это предел прочности шасси самолета, который будет пройден, если взлетать таким образом. То есть в итоге получается так, что для скоростных полетов нужен один тип крыла, а для посадки и взлета - совсем другой. Что же делать в такой ситуации? Как создать у одного и того же самолета две принципиально разных по своей конструкции пары крыльев? Ответ - никак. Именно такое противоречие и подтолкнуло людей к новому изобретению, которое назвали механизацией крыла.
Угол атаки
Чтобы доступно объяснить, что такое механизация, необходимо изучить еще один небольшой аспект, который называется углом атаки. Эта характеристика имеет самую непосредственную связь со скоростью, которую самолет способен развить. Здесь важно понимать, что в полете практически любое крыло находится под углом по отношению к набегающему на него потоку. Вот этот показатель и зовется углом атаки.
Допустим, чтобы лететь с малой скоростью и при этом сохранить подъемную силу, чтобы не упасть, придется увеличить этот угол, то есть самолета вверх, как это делается на взлете. Однако тут важно уточнить, что есть критическая отметка, после пересечения которой поток не сможет удерживаться на поверхности конструкции и сорвется с нее. Такое в пилотировании называют отрывом пограничного слоя.
Этим слоем называют поток воздуха, который непосредственно соприкасается с крылом самолета и создает при этом аэродинамические силы. С учетом всего этого формируется требование - наличие большой подъемной мощности на малой скорости и поддержание требуемого угла атаки, чтобы лететь на высокой скорости. Именно эти два качества и совмещает в себе механизация крыла самолета.
Улучшение характеристик
Для того чтобы улучшить взлетно-посадочные характеристики, а также обеспечить безопасность экипажа и пассажиров, необходимо по максимуму уменьшить скорость взлета и посадки. Именно наличие этих двух факторов привело к тому, что проектировщики профиля крыла стали прибегать к созданию большого числа различных устройств, которые располагаются непосредственно на крыле самолета. Набор этих специальных управляемых устройств и стали называть механизацией крыла в авиастроении.
Предназначение механизации
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.
Суть механизации
Итак, если говорить в общем, то механизация крыла привела к тому, что были значительно улучшены взлетно-посадочные параметры самолета. Такой результат был достигнут за счет сильного увеличения максимального коэффициента подъемной силы.
Суть этого процесса заключена в том, что добавляются специальные устройства, которые усиливают кривизну профиля крыла аппарата. В некоторых случаях получается и так, что увеличивается не только кривизна, но и непосредственная площадь этого элемента самолета. Из-за изменения этих показателей полностью меняется и картина обтекаемости. Эти факторы и являются определяющими в увеличении коэффициента подъемной силы.
Важно отметить, что конструкция механизации крыла выполняется таким образом, чтобы в полете все эти детали были управляемыми. Нюанс кроется в том, что на малом углу атаки, то есть при полете уже в воздухе на большой скорости, они фактически не используются. Весь их потенциал раскрывается именно при посадке или взлете. В настоящее время различают несколько видов механизации.
Щиток
Щиток - это одна из самых распространенных и самых простых деталей механизированного крыла, которая довольно эффективно справляется с задачей повышения коэффициента подъемной силы. В схеме механизации крыла этот элемент представляет собой отклоняющуюся поверхность. При убранном положении этот элемент почти вплотную примыкает к нижней и задней части крыла самолета. При отклонении этой детали максимальная подъемная сила аппарата увеличивается, потому что меняется эффективный угол атаки, а также вогнутость или кривизна профиля.
Для того чтобы увеличить эффективность этого элемента, его конструктивно исполняют так, чтобы он при своем отклонении смещался назад и одновременно с этим к задней кромке. Именно такой способ даст наибольшую эффективность отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла. Кроме этого, увеличивается эффективная протяженность зоны повышенного давления под крылом самолета.
Конструкция и назначение механизации крыла самолета с предкрылками
Здесь важно отметить сразу, что фиксированный предкрылок монтируется только на те модели самолета, которые не являются скоростными. Это объясняется тем, что такой тип конструкции значительно увеличивает лобовое сопротивление, а это резко снижает возможность летательного аппарата развить высокую скорость.
Закрылки
Схема механизации крыла с закрылками - одна из самых старых, так как эти элементы были одними из первых, которые стали использоваться. Расположение этого элемента всегда одно и то же, находятся они на задней части крыла. Движение, которое они выполняют, также всегда одинаковое, они всегда опускаются строго вниз. Также они могут немного выдвигаться назад. Наличие этого простого элемента на практике оказалось очень эффективным. Он помогает самолету не только при взлете или посадке, но и при выполнении любых других маневров при пилотировании.
Тип этого элемента может несколько изменяться в зависимости от на котором он используется. Механизация крыла ТУ-154, который считается одним из самых распространенных типов самолета, также имеет это простое устройство. Некоторые самолеты характеризуются тем, что их закрылки поделены на несколько самостоятельных частей, а у некоторых это один сплошной закрылок.
Элероны и интерцепторы
Кроме тех элементов, что уже были описаны, есть еще те, которые можно отнести к второстепенным. Система механизации крыла включает в себя такие второстепенные детали, как элероны. Работа этих деталей осуществляется дифференциально. Чаще всего используется конструкция такая, что на одном крыле элероны направлены вверх, а на втором они направлены вниз. Кроме них есть еще и такие элементы, как флапероны. По своим характеристикам они схожи с закрылками, отклоняться эти детали могут не только в разные стороны, но и в одну и ту же.
Дополнительными элементами являются также интерцепторы. Эта деталь является плоской и располагается на поверхности крыла. Отклонение, или скорее подъем, интерцептора осуществляется прямо в поток. Из-за этого происходит увеличение торможения потока, в силу этого увеличивается давление на верхней поверхности. Это приводит к тому, что уменьшается подъемная сила именно данного крыла. Эти элементы крыла иногда еще называют органами для управления подъемной силой самолета.
Стоит сказать о том, что это довольно краткая характеристика всех элементов конструкции механизации крыла самолета. В действительности там используется намного больше разнообразных мелких деталей, элементов, которые позволяют пилотам полностью контролировать процесс посадки, взлета, самого полета и т. д.
Состоит из целого набора движимых элементов, которые позволяют осуществлять регулировку и контроль полета аппарата. Полный набор элементов крыла состоит из закрылок, интерцепторов, предкрылок, спойлеров и флаперонов.
Закрылки – это профильные отклоняемые поверхности, которые расположены симметрично к задней кромке каждого крыла. При убранном состоянии они выступают в качестве продолжения крыла. В выпущенном состоянии они отходят от основной части крыла с образованием щели.
Они значительно улучшают несущие характеристики крыла при отрыве от взлетной полосы, а также при наборе высоты лайнера и его посадке. Обеспечивают отличный подъем и ведение машины на достаточно малых скоростях полета. За всю историю авиастроения было разработано и воплощено в реальность много моделей и модификаций данной детали.
Закрылки являются неотъемлемой составляющей крыла. При их выпуске значительно увеличивается кривизна профиля крыла. Соответственно, возрастают несущие способности крыльев самолета. Данная способность позволяет перемещаться летательным аппаратам на небольших скоростях без сваливания. Работа закрылок позволяет существенно снизить скорость посадки и взлета без опасности для самолета.
За счет выпуска закрылок увеличиваются показатели аэродинамического сопротивления. Это очень удобно при посадке, поскольку они делают большее лобовое сопротивление, которое позволяет снизить скорость полета. При взлете такое сопротивление немного неуместно и отнимает часть тяги двигателей. Соответственно, при посадке закрылки выпускают полностью, а при взлете на небольшой угол, чтобы облегчить работу силовой установки.
Из-за дополнительного продольного момента полета возникает перебалансировка. Это, конечно же, усложняет работу пилотов по управлению и удержанию нормального положения летательного аппарата. В современной авиации большинство самолетов оснащены щелевым типом закрылок, которые могут состоять из нескольких секций, соответственно, они образуют несколько щелей. Наличие щелей между секциями закрылок способствует перетеканию воздуха с высоким давлением на верхней части крыла в область низкого давления под крылом.
Строение закрылок обеспечивает поток струи воздуха по касательной относительно верхней части поверхности. Сечение щели имеет сужение к краям, это позволяет увеличить скорость прохождения потока. Пройдя щели закрылок, струя с высокими показателями энергии взаимодействует со слоем воздуха под крылом, при этом исключается возникновение завихрений. Работа закрылок может осуществляться по команде пилота или в автоматическом режиме. Уборка и выдвижение элементов происходят за счет электро-, пневмо- или гидроприводов. Первый самолет в нашей стране, на котором были установлены закрылки, изготовили еще в 20-х годах прошлого века, это был аппарат типа Р-5. Более массово данные элементы крыла начали использовать с 30-х годов, а именно с появлением машин с корпусом моноплана.
Основные типы закрылков
Поворотный или простой закрылок. Наиболее элементарный по своей конструкции, он позволяет увеличить силу подъема аппарата за счет изменения кривизны крыльевого профиля. Данная конструкция позволяет увеличить давление воздуха снизу крыла. Конечно же, данный тип значительно уступает по эффективности щитовому.
Щитовой тип закрылок. Они могут быть выдвижными или простыми. Что касается простых закрылок, то они представлены управляемой поверхностью, которая находится в убранном положении, при этом они плотно прилегают к нижней части крыла. Отклоняясь, они создают сверху крыла зону разреженного давления. Соответственно, верхний пограничный слой перетекает вниз. Снизу увеличиваются показатели давления, что и создает дополнительную подъемную силу. Все это способствует отрыву и набору высоты на значительно меньших скоростях. Говоря о выдвижных щитовых закрылках, стоит отметить, что, кроме отклонения, они имеют возможность выдвигаться назад. Это в свою очередь повышает их эффективность. Данная конструкция позволяет повысить силу подъема на 60%. Их используют и в настоящее время на легких самолетах.
Щелевой тип закрылок. Они получили свое название за счет образования щели при их отклонении. Через нее проходит поток воздуха, который направлен с большой силой в зону низкого давления, образованную под крылом самолета. При этом направление потока отлично продумано и не допускает срыв потока. Образованная закрылком щель имеет сужение к краю, что позволяет проходящему потоку получить максимальную энергию. На современных самолетах устанавливаются щелевые закрылки, состоящие из нескольких секций, которые могут образовывать от одной и до трех щелей. Используя такие закрылки, самолет получает подъемную силу до 90%.
Закрылок Флауреа имеет выдвижную конструкцию. Отличием является возможность выдвижения не только назад, но и вниз. Это значительно увеличивает общую кривизну профиля крыла аппарата. Эго выдвижение способно создавать до трех щелей. Прирост подъемной силы доходит до 100%.
Закрылок Юнкерса. Изготовлен по типу щелевых закрылок, только верхняя их часть выполняет функцию элерона. Это позволяет лучше осуществлять управление креном самолета. Внутренние две части конструкции выполняют работу закрылок. Такая конструкция была использована в штурмовом самолете типа Ju 87.
Закрылок конструкции Юнгмана. Данная конструкции была впервые установлена на палубном истребителе британского производства типа Firefly. За счет увеличения площади крыла и подъемной силы их планировали использовать на всех этапах полета.
Закрылок Гоуджа. Основной задачей конструкции было снижение скорости при заходе на посадку. Кроме изменения кривизны, они также увеличивали площадь самого крыла. Такая схема позволила сократить скорость отрыва при взлете. Изобретателем этой схемы является английский конструктор А. Гоудж, который упорно работал над схемами аэродинамики. Ими был оснащен в 1936 году самолет Short Stirling.
Закрылок сдувного типа. Данная конструкция имела систему качественного управления верхним пограничным слоем. Сдув позволял значительно улучшить характеристики аппарата при посадке. Такая конструкция позволяла качественно обеспечить общее обтекание крыльев. Известно, что пограничный слой возникает за счет возникновения вязкого трения потока воздуха о поверхности самолета, при этом скорость потока возле обшивки равна нулю. Именно за счет системы воздействия на этот слой можно не допустить срыв потока.
Закрылок реактивного типа. Он обеспечивает мощный поток воздуха в плоскости крыла, который вытекает с нижней поверхности. Это изменяет обтекаемость и повышает подъемную силу аппарата. При увеличении силы подъема требуется более мощный поток воздуха. Стоит отметить, что эффективность такой конструкции значительно снижается при уменьшении общего удлинения крыла. Возле земли такие закрылки не оправдывают расчеты конструкторов. В силу этого они не имеют широкого применения в авиастроении.
Стационарный закрылок Герни представлен перпендикулярной плоскостью, которая установлена в конце крыльев.
Закрылок Коандэ имеет постоянную кривизну поверхности. Он рассчитан на так называемый эффект Коандэ – когда струя прилипает к поверхности крыла, на которую действует выдув.
Конструкторы всего мира и на сегодняшний день плодотворно работают над повышением аэродинамических свойств летательных аппаратов.
