Механизация крыла. Влияние механизации на аэродинамические характеристики крыла, работа рулей

Рис. 20.

Предкрылок служит в основном для увеличения максимальных эксплуатационных углов атаки, а также выдвижные предкрылки увеличивают кривизну и толщину профиля при выпуске, что тоже увеличивает несущую способность крыла. Предкрылок как бы принудительно направляет верхний обтекающий поток ближе к поверхности, чем отодвигает a_кр до более высоких значений.

Закрылок изменяет кривизну и толщину профиля если это поворотный закрылок или посадочный щиток и увеличивает подъёмную силу, но вместе с тем резко увеличивает лобовое сопротивление, что требует увеличения тяги или увеличения угла планирования. Такие закрылки весьма полезны для уменьшения посадочной скорости, однако из-за большого лобового сопротивления их проблематично применять при взлёте для уменьшения скорости отрыва и сокращения взлётной дистанции.

Рис. 22.

Выдвижные закрылки увеличивают кривизну профиля, толщину и площадь крыла, тем самым снижая удельную нагрузку на крыло. Удельной нагрузкой на крыло называется вес ЛА на единицу площади крыла. Измеряется в кг/м². Чем меньше нагрузка на крыло, тем на меньшей скорости может летать ЛА. Поэтому большее распространение получили выдвижные закрылки. Они увеличивают одновременно и C_y за счёт изменения кривизны и толщины, и площадь крыла, снижая скорость ЛА, как бы адаптируя, подстраивая крыло самолёта к полёту на меньшей скорости.

Рис. 23.

Иногда используется дополнительный (промежуточный) маленький закрылок, называемый дефлектором.

Работа рулей аналогична работе поворотного закрылка с той лишь разницей, что отклоняясь в противоположную сторону, изменяется на противоположную и сила, создаваемая крылом, килём или стабилизатором.

Интерцепторы устанавливают на крыльях. Принцип работы схож с принципом работы посадочного щитка. при дифференциальном подъёме на крыльях они могут работать совместно с элеронами или вместо них. На посадке их применяют для резкого снижения подъёмной силы после касания самолётом земли, чтобы исключить подскакивание самолёта.

Рис. 24.

Триммер — это маленькая аэродинамическая поверхность на задней кромке руля, которая способна отклоняться. Триммер управляется из кабины и служит для снятия постоянных усилий с органов управления.

рис. 25

Небольшие усилия всегда присутствуют на ручке управления, они необходимы пилоту для ощущения рулей и являются результатом воздействия обтекающего потока на рули. Однако на разных режимах полёта среднее положение рулей различно, и для снятия постоянных значительных усилий служит триммер.

15. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КРЫЛО НА РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ПОЛЁТА

Рис 26. Силы, действующие в горизонтальном полёте самолета

В горизонтальном полёте на крыло воздействуют 3 силы. R — полная аэродинамическая сила, которая раскладывается на 3 составляющие: Y — подъёмная сила; X — сила сопротивления; Z — боковая сила. G — сила веса; P — сила тяги. при этом P=X есть условие сохранения скорости Y=G есть условия сохранения горизонтального полета,

P=X+ Gsinq — условие постоянной скорости;

Gcosq=Y — условие постоянного q.

рис.27. Схема сил, действующих в наборе высоты

В наборе высоты сила G раскладывается в скоростной системе координат на две составляющие Gcosq (q — тета — угол наклона траектории) и Gsinq. Gcosq уравновешивается подъёмной силой Y, а Gsinq суммируется с силой X и образует суммарную силу, которая уравновешивается силой тяги.

Силы, возникающие при наборе высоты планером при старте с лебёдки, мы рассмотрим далее в специальной статье.

X= Gsinq — условие постоянной скорости;

Gcosq=Y — условие постоянного q.

рис.28. Схема сил, действующих на планировании

На планировании сила G раскладывается также на 2 составляющие Gcosq (q — тета — угол наклона траектории) и Gsinq. Gcosq уравновешивается подъемной силой Y, а Gsinq суммируется с силой X.

То есть на планировании роль силы тяги выполняет составляющая силы веса.

16. КРИВЫЕ ЖУКОВСКОГО. ПОНЯТИЕ О 1-ОМ и 2-ОМ РЕЖИМАХ ПОЛЁТА.

рис.29. Кривые Жуковского

Кривыми Жуковского называется график, на котором изображены в одной системе координат две кривые. На вертикальной оси откладывается тяга, на горизонтальной — скорость полёта. Эти кривые обычно рассматривают применительно к горизонтальному полету. Нижняя кривая отражает потребную тягу для горизонтального полета относительно скорости полёта.

Как видно на графике, минимальная тяга нужна на наивыгоднейшей скорости V_нв.

Верхняя кривая отражает максимальную тягу силовой установки в зависимости от скорости полета. Точка пересечения двух кривых является точкой максимальной скорости горизонтального полёта.

При снижении тяги двигателя верхняя кривая опускается вниз, и мы видим уже 2 точки пересечения кривых, которые соответствуют двум скоростям, которые располагаются по разные стороны от точки V_нв. То есть ЛА может лететь с заданной тягой на некоторой V большей V_нв и на некоторой V меньшей V_нв.

Рис. 30.

При некотором снижении скорости полета от V₁ на DV₁ возникает остаток тяги DP₁, который стремится вернуть самолёт в исходный режим, т.е. разогнать до скорости V₁. При таком же снижении скорости на DV₂ от скорости V₂ наблюдается недостаток тяги DP₂ — и самолёт ещё больше теряет скорость, т.е. тормозится, и для восстановления исходного режима полёта требуется немедленное увеличение тяги для того, чтобы превысить DP₂ — фактически, как говорят пилоты, самолёт висит на тяге. Полёт на V менее V_нв требует повышенного внимания к скорости и постоянного импульсного управления тягой.

Полёт на V более V_нв называется полётом на 1-ом режиме, а полёт на V менее V_нв — полётом на 2-ом режиме. Границей 1-го и 2-го режима полёта является V_нв.

Полёт на 2-ом режиме сопряжён с повышенной опасностью, так как происходит вблизи V срыва и может выполняться только на самолёте с большим запасом тяги и с высокой приёмистостью двигателя. Техника выполнения требует специальной тренировки. На лёгких и самодельных ЛА не рекомендуется выполнять полёт на 2-ом режиме. Второй режим используется как проходной лишь на посадке от момента выравнивания и до касания.

На планере полёт на 2-ом режиме не используется, поскольку это уже будет не полёт, а беспорядочное снижение по ступенчатой траектории.

Кривые Жуковского применительно к планеру имеют вид одной кривой, которую можно изобразить как кривую углов планирования.

Рис. 31