(Продолжение, предыдущая статья)

Как уже говорилось ранее, управление пространственным положением (attitude) самолета классической схемы обеспечивается за счет применения аэродинамических управляющих поверхностей (flight control surface), которые разделяют на основные (primary), вспомогательные (secondary) и дополнительные (auxiliary). При этом современные специалисты часто объединяют последние две группы поверхностей в одну. Тем не менее, в данной статье мы рассмотрим группу дополнительных аэродинамических управляющих поверхностей (auxiliary flight control surface) отдельно.

Крыло самолета является одной из основных составляющих его частей. Именно благодаря ему самолет летает и совершает различные маневры в воздухе. Оно служит также для размещения в нем топливных баков и шасси. К крылу подвешиваются авиамоторы и боевое вооружение. Однако основная задача этой части самолета – создание подъемной силы (lift) на всех этапах полета.

В разрезе классическое крыло напоминает вытянутую каплю с плоской нижней частью. Благодаря такой форме, набегающий во время полета самолета воздушный поток, сжимается в нижней поверхности крыла, а в верхней образуется разреженное пространство. Сформировавшиеся при этом силы начинают толкать крыло в сторону разреженного пространства, то есть вверх. Таким образом, создается подъемная сила.

Но эти условия полета формируются только при достаточной скорости. Поэтому все самолеты (кроме самолетов с вертикальным взлетом) сначала разгоняются. Им нужно набрать определенную скорость, чтобы оторваться от взлетной полосы и начать набор высоты. Это так называемая скорость отрыва (take-off speed). Она для каждого самолета своя, и даже для одного и того же самолета, но с разной взлетной массой, она тоже будет отличаться. И только после набора этой скорости, крыло начинает поддерживать самолет и не дает ему упасть.

Также для снижения и посадки самолета необходима большая площадь крыла. Однако в прямолинейном полете, желательно чтобы его площадь была как можно меньше с целью создания наименьшего сопротивления. Все эти противоречивые требования «уживаются» в конструкции крыла при помощи специальных механических устройств, составляющих группу дополнительных аэродинамических управляющих поверхностей (auxiliary flight control surface).

Комплекс бортовых систем и устройств, которые дают возможность летчику приводить в действие органы управления для изменения режима полета или для балансировки самолета на заданном режиме, называют системой основного управления самолетом (руль высоты, руль направления, элероны). Устройства, обеспечивающие управление дополнительными элементами управления называют механизацией крыла (auxiliary flight control surface). Как видно, специального терминосочетания для передачи на английский язык данного российского терминосочетания не существует на данный момент. Хотя есть терминосочетание high lift devices (HLD), которое многие специалисты переводят вариантом механизация крыла. Но об этом чуть позже.

Механизация крыла это элементы аэродинамического управления ЛА, установленные на крыле и представляющие собой аэродинамические плоскости взаимодействующие с основным потоком воздуха, огибающим крыло и создающим подъёмную силу, механизация может вмешиваться непосредственно в этот процесс, внося векторные корректировки воздушного потока тем или иным способом, тем самым оказывая управляющее воздействие на весь летательный аппарат, меняя его аэродинамические характеристики для управления его подъёмной силой (lift) и сопротивлением (drag).

Отсюда следует, что терминосочетание high lift devices правомерно использовать только в отношении той части механизации крыла, которая отвечает за управление подъемной силой ЛА (при этом большинство средств механизации крыла предназначены именно для этой цели), а в отношении той части механизации крыла, которая отвечает за управление сопротивлением, применяется терминосочетание high drag devices.

Таким образом, механизация крыла представляет собой систему устройств (закрылков, щитков, предкрылков и др.), предназначенных для управления подъемной силой и сопротивлением самолета главным образом с целью улучшения его взлетно-посадочных характеристик. Эти же устройства могут применяться для повышения маневренных возможностей самолетов, увеличения его полезной нагрузки и повышения безопасности полета, а часть из них, например предкрылки, для улучшения поперечной устойчивости и управляемости самолета при полете на больших углах атаки, особенно на самолетах со стреловидным крылом. Механизация крыла обеспечивает повышение общей подъемной силы как за счёт повышения подъёмной силы основной части крыла, так и за счёт подъёмной силы элемента механизации.

Механизация крыла (high lift devices), предназначенная для управления подъемной силой самолета, – это комплекс устройств в передней и/или задней части крыла для изменения его аэродинамических характеристик. 

Основными элементами механизации передней кромки крыла (leading edge (LE) high lift devices) являются поворотные носки, предкрылки, носовые щитки, щитки Крюгера и их комбинации.

Предкрылки (slat) наиболее сложные по конструкции устройства. Они представляют собой выдвижные механизмы аэродинамического профиля, установленные в передней части крыла. Их назначение улучшать летные возможности самолета на малых скоростях. При взлете их применение увеличивает угол набора высоты, что увеличивает крутизну взлета самолета и его быстрый выход на заданную высоту полета.

После выдвижения предкрылков вперед и вниз, образуется зазор (щель – slot), который открывает проход для набегающего потока воздуха с нижней кромки крыла к верхней его поверхности, что предотвращает срыв потока и повышает устойчивость полета самолета. Конструкция механизмов предкрылков обладает большой массой.

К разновидностям предкрылков относятся щитки Крюгера (Krueger flap), выполненные в виде отклоняющихся вперед и вниз плоскостей (пластинчатых предкрылков). Их применяют вместе с предкрылками на стреловидных крыльях. Они могут использоваться только до определенного угла подъема самолета. При его превышении происходит потеря управляемости. Носовым щитком (nose flap) называется отклоняющаяся у передней кромки на определенный угол часть нижней поверхности крыла.

Предкрылки, просто отклоняемые вниз, которые не создают щели называются отклоняемыми (поворотными) носками (LE flap/droop) и только увеличивают кривизну крыла. Применяются на самолетах с тонким крылом, где невозможно разместить механизмы предкрылков. Назначение их такое же, как и предыдущих механизмов – понизить вероятность потери управления при малых скоростях полета самолета и увеличить подъемную силу крыла.

Фиксированные (неподвижные) предкрылки (fixed slot) не меняют своего положения на всём протяжении полёта. Они создают щели между предкрылком и крылом, чтобы на критических углах атаки (особенно на этапе взлёта) воздушный поток не отрывался от верхней поверхности крыла, но не имеют возможности убраться при горизонтальном полёте.

Неподвижные (неотклоняемые) отогнутые носки крыла (LE cuff) (смотри фото к статье) подобно отклоняемым (поворотным) носкам используются для увеличения подъемной силы и кривизны профиля крыла, но в отличие от последних являются фиксированными средствами аэродинамического действия. Как правило, они удлиняют переднюю кромку крыла вперед и вниз.

Для переводчика здесь важно отметить, что к наиболее распространенным средствам механизации передней кромки крыла (leading edge (LE) high lift devices) относятся на русском языке носки крыла (поворотные/отклоняемые и неподвижные отогнутые), предкрылки, носовые щитки и их комбинации. А на английском языке для их обозначения используются следующие термины: для носков крыла – leading edge flap либо droop (для отклоняемых/поворотных) и leading edge cuff (для неподвижных отогнутых); для предкрылков – slat (для выдвижных) и fixed slot (для неподвижных/фиксированных); и для носовых щитков – flap.

Дополнительно следует упомянуть следующие элементы аэродинамической компоновки самолета, связанные с передней кромкой крыла и влияющие на его аэродинамические характеристики: уступ и наплыв крыла.

Наплыв крыла (wing root extension) — часть крыла самолёта, выступающая из обвода основной трапеции. Различают передние и задние наплывы крыла. При наличии переднего наплыва крыла (Leading Edge Root Extension – LERX) благоприятное увеличение несущих свойств крыла на больших углах атаки улучшает взлетно-посадочные характеристики и маневренность самолета. Синонимы: Leading Edge Extension (LEX), strake, chine.

Уступ (dog tooth) (не путать с зубом) передней кромки также улучшает аэродинамические характеристики и маневренность самолета на больших углах атаки.

(Продолжение следует)

Подписывайтесь на наши социальные сети: