Частини крила літака
У загальному випадку крило літака складається з центропланной частини, консолей (лівої і правої) і механізації крила.
Принцип дії
Крило, обтічне потоком повітря, створює в ньому обурення, що призводять до відхилення повітряної маси потоку вниз. Відповідно до закону збереження імпульсу. це призводить до виникнення підйомної сили. спрямованої в протилежну сторону, тобто вгору. [1]
Одним з популярних пояснень принципу дії крила є ударна модель Ньютона: частинки повітря, стикаючись з нижньою поверхнею крила, що стоїть під кутом до потоку, пружно відскакують вниз ( «скіс потоку»), штовхаючи крило вгору. Дана модель враховує закон збереження імпульсу, але повністю ігнорує обтікання верхньої поверхні крила, внаслідок чого вона дає занижену величину підйомної сили.
В іншої популярної моделі виникнення підйомної сили приписується різниці тисків на верхній і нижній сторонах профілю, що виникає відповідно до закону Бернуллі. Зазвичай розглядається крило з плоско-опуклим профілем. нижня поверхня плоска, верхня - опукла. Потік, що набігає розділяється крилом на дві частини - верхню і нижню, - при цьому верхня частина змушена проходити більш довгий шлях, ніж нижня, внаслідок опуклості крила. Виходячи з умови про нерозривність потоку, робиться висновок, що швидкість потоку зверху крила повинна бути більше, ніж знизу, що викликає різницю тисків і підйомну силу. Однак, дана модель суперечить закону збереження імпульсу, так як потік після крила вважається необуреним і невідхиленими. Крім того, ця модель не пояснює виникнення підйомної сили на двояко-випуклих симетричних або на увігнуто-опуклих профілях, коли потоки зверху і знизу проходять однакову довжину.
Для усунення цих недоліків ідеалізації необхідно штучно вводити циркуляцію швидкості потоку. що призводить до теореми Жуковського. Циркуляція швидкості дозволяє врахувати скіс потоку і дозволяє отримувати правильні результати при розрахунках.
Однією з головних проблем вищенаведених пояснень є те, що вони не враховують в'язкість повітря, тобто перенесення енергії і імпульсу між окремими шарами потоку (що і є причиною циркуляції). Так як цей перенос відбувається зі швидкістю звуку. то при розрахунку дозвукового обтікання необхідно враховувати повне поле швидкостей потоку. Наприклад, істотний вплив на крило може надати поверхню землі, «відображає» обурення потоку, викликані крилом і повертає частину імпульсу назад - см. Екранний ефект.
Також в наведених поясненнях не розкривається детальний механізм передачі енергії від крила до потоку, тобто здійснення роботи самим крилом. Хоча верхня частина повітряного потоку дійсно має підвищену швидкість, геометрична довжина шляху не має до цього відношення - це викликано взаємодією шарів нерухомого та рухомого повітря і верхньої поверхні крила. Потік повітря, наступний уздовж верхньої поверхні крила, «прилипає» до неї і намагається слідувати вздовж цієї поверхні навіть після точки перегину профілю - ефект Коанда. Завдяки поступальному руху крило робить роботу по розгону цієї частини потоку. Досягнувши точки відриву у задній кромки, повітря продовжує свій рух вниз по інерції разом з масою, відхиленої нижньою поверхнею крила, що в сумі викликає скіс потоку і виникнення реактивного імпульсу. Вертикальна частина цього імпульсу і викликає підйомну силу, що врівноважує силу тяжіння, горизонтальна ж частина врівноважується лобовим опором.
У реальності, обтікання крила є дуже складним тривимірним нелінійним і часто нестаціонарним процесом. Підйомна сила крила залежить від його площі, профілю, форми в плані, а також від кута атаки. швидкості і щільності потоку, числа Маха і від безлічі інших чинників.
Різні форми крила
Однією з найважливіших проблем вимагають рішення при конструюванні нових літаків: вибір оптимальної форми крила, його параметрів - геометричних, аеродинамічних, міцності і т.д.
пряме крило
Основною перевагою крила є його високий коефіцієнт підйомної сили навіть при малих кутах атаки. Це дозволяє істотно збільшити питоме навантаження на крило, а значить зменшити габарити і масу, не побоюючись значного збільшення швидкості зльоту і посадки. Даний тип крила застосовується в дозвукових і навколозвукових літаках з реактивними двигунами.
Недоліком, предопределяющим непридатність такого крила при звукових швидкостях польоту, є різке збільшення коефіцієнта лобового опору при перевищенні крітічекого значення числа Маха.
стрілоподібне крило
Даний вид крила набув широкого поширення завдяки різним модифікаціям і конструкторським рішенням. недоліки:
- зниженою несучою здатність крила, а також менша ефективність дії механізації;
- збільшення поперечної статистичної стійкості в міру возврастанія кута струловідності крила і кута атаки, що ускладнює отримання належного співвідношення між шляховий і попереченой стійкості літака і змушує застосовувати вертикальне оперення з великою площею поверхні? а також надавати крила або горизонтальному оперенню негативний кут поперечного V;
- відрив потоку повітря в кінцевих астях крила, що призводить до погіршення поздовжньої і поперечної стійкості і керованості літака;
- збільшення скоса потоку за крилом, що приводить до зниження ефективності горизонтального оперення;
- зростання маси і зменшення жорсткості крила.
Для ісбавленія від негативних моментів використовується "крутка" крила, механізація, змінний кут стреловидности вздовж розмаху, зворотне звуження крила або негативна стреловидность
Крило з напливом
Варііація стреловидного крила. Маневреність обмежується насамперед статистичної та динамічної міцністю конструкційних матеріалів, а також аеродинамічним характеристикам літака. Дії крила з напливом можна описати як: спіральний потік вихорів, спрацьовує з гострою передньою кромки великий стрілоподібності в околофюзеляжних частини крила. Вихрова плівка викликає також утворення великих областей низького тиску і збільшує енергію прикордонного шару повітря, збільшуючи тим самим коефіцієнт підйомної сили.
сверхкритическое крило
цікавий приклад модифікації стреловидного крила. Використовуючи спрощені профілі з вигнутою задньою частиною дозволяє рівномірно розподілити тиск уздовж хорди профілю і тим самим призводить до зміщення центру тиску назад, а також збільшує критичне число Маха на 10-15%
трикутне крило
Трикутне крило жорсткіше і легше як прямого, так і стреловидного, найчастіше використовується при швидкості понад M = 2 Недоліки:
- виникнення і розвиток хвильового кризи
- великі опору і більш різке падіння максимального аеродинамічного якості при зміні кута атаки, що ускладнює досягнення більшого стелі і радіусу дії.
Основні елементи механізації консолі крила
основні частини механізації крила
Історія дослідження
Перші теоретичні дослідження і важливі результати були проведені на рубежі XIX-XX століть російськими вченими Н. Жуковським. С. Чаплигиним і німецьким М. Кутта.
Серед отриманих ними результатів можна відзначити:
Дивитися що таке "Крило (літак)" в інших словниках:
крило літака - несуча поверхня літака (планера, екраноплана), що створює основну аеродинамічну підйомну силу. Аеродинамічні характеристики та характеристики міцності крила визначаються його формою, конструкцією, розмірами. Як правило, крило симетрично ... ... Енциклопедія техніки
Крило літака - Цей термін має також інші значення див. Крило. У цій статті не вистачає посилань на джерела інформації. Інформація повинна бути проверяема, інакше вона може бути поставлена під сумнів і видалений ... Вікіпедія
Літак Можайського - ( «воздухолетательний снаряд») Літак Можайського, малюнок з книги В. Д. Спіцина «Воздухоплавающая ... Вікіпедія
Крило (обладунок) - крило: Крило парна частина тіла тварин, зазвичай використовувана для польоту: оперена передня кінцівка птахів, см. Крило птахів; шкіряста перетинка, натягнута між тілом і (або) пальцями передньої кінцівки у літаючих ссавців (кажани, ... ... Вікіпедія
крило - Рис. 1. Різні форми крила в плані. крило # 151; несуча поверхня літального апарату, що створює основну аеродинамічну підйомну силу. Аеродинамічні, вагові та властивості міцності К. в основному визначаються його геометричними ... ... Енциклопедія «Авіація»
крило - Рис. 1. Різні форми крила в плані. крило # 151; несуча поверхня літального апарату, що створює основну аеродинамічну підйомну силу. Аеродинамічні, вагові та властивості міцності К. в основному визначаються його геометричними ... ... Енциклопедія «Авіація»
крило - а /; дахах / лья, Льєвен і, (високий.), крила /, крив, крила / м; пор. см. тж. крильце 1) Орган літання (у птахів, комах, а також у деяких ссавців) змахнути крилами. Крила метелика. Крила летючої миші ... Словник багатьох виразів
літак - літальний апарат важчий за повітря з крилом, на якому при русі утворюється аеродинамічна підйомна сила, і силовою установкою, що створює тягу для польоту в атмосфері. Основні частини літака: крило (одне або два), фюзеляж, оперення, шасі ... Енциклопедія техніки