Mechanisatie van een vliegtuigvleugel: beschrijving, werkingsprincipe en apparaat

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

De mensen die in vliegtuigen vlogen en aandacht schonken aan de vleugel van een ijzeren vogel, terwijl deze gaat zitten of opstijgt, hebben waarschijnlijk gemerkt dat dit deel begint te veranderen, nieuwe elementen verschijnen en de vleugel zelf breder wordt. Dit proces wordt vleugelmechanisatie genoemd.

Algemene informatie

Mensen hebben altijd al sneller willen rijden, sneller willen vliegen, enz. En over het algemeen ging het met het vliegtuig best goed. In de lucht, wanneer het apparaat al vliegt, ontwikkelt het een enorme snelheid. Hier moet echter worden verduidelijkt dat een hoge snelheid alleen acceptabel is tijdens een directe vlucht. Tijdens het opstijgen of landen is het tegenovergestelde waar. Om de constructie met succes de lucht in te tillen of, omgekeerd, te laten landen, is geen hoge snelheid nodig. Hier zijn verschillende redenen voor, maar de belangrijkste is dat je een enorme landingsbaan nodig hebt om te versnellen.

De tweede hoofdreden is de treksterkte van het landingsgestel van het vliegtuig, dat zal worden doorgegeven als het op deze manier wordt opgestegen. Dat wil zeggen, uiteindelijk blijkt dat voor snelle vluchten één type vleugel nodig is, en voor landen en opstijgen - een heel andere. Wat te doen in zo'n situatie? Hoetwee paar vleugels creëren die fundamenteel verschillend zijn qua ontwerp voor hetzelfde vliegtuig? Het antwoord is nee. Het was deze tegenstrijdigheid die mensen tot een nieuwe uitvinding bracht, die de mechanisatie van de vleugel werd genoemd.

Aanvalshoek

Om op een toegankelijke manier uit te leggen wat mechanisatie is, is het nodig om nog een klein aspect te bestuderen, dat de aanvalshoek wordt genoemd. Deze eigenschap heeft de meest directe relatie met de snelheid die het vliegtuig kan ontwikkelen. Het is belangrijk om hier te begrijpen dat tijdens de vlucht bijna elke vleugel onder een hoek staat ten opzichte van de tegemoetkomende stroming. Deze indicator wordt de aanvalshoek genoemd.

Laten we aannemen dat om met lage snelheid te vliegen en tegelijkertijd de lift te behouden, om niet te vallen, je deze hoek moet vergroten, dat wil zeggen, de neus van het vliegtuig optillen, zoals het is gedaan bij het opstijgen. Het is echter belangrijk om hier te verduidelijken dat er een kritieke markering is, na oversteek waarvan de stroming niet op het oppervlak van de constructie kan blijven en ervan zal afbreken. In pilots wordt dit de scheiding van de grenslaag genoemd.

Deze laag wordt de luchtstroom genoemd, die in direct contact staat met de vleugel van het vliegtuig en zo aerodynamische krachten creëert. Met dit alles in gedachten wordt de vereiste gevormd - de aanwezigheid van een groot hefvermogen bij lage snelheid en het handhaven van de vereiste aanvalshoek om met hoge snelheid te vliegen. Het zijn deze twee kwaliteiten die de mechanisering van de vliegtuigvleugel combineren.

Prestatie-upgrades

Om te verbeterenstart- en landingskenmerken, en om de veiligheid van de bemanning en passagiers te waarborgen, is het noodzakelijk om de start- en landingssnelheid tot het maximum te beperken. Het is de aanwezigheid van deze twee factoren die ertoe leidde dat de ontwerpers van het vleugelprofiel begonnen toevlucht te nemen tot de creatie van een groot aantal verschillende apparaten die zich direct op de vleugel van het vliegtuig bevinden. Een reeks van deze speciaal bestuurde apparaten werd in de vliegtuigindustrie bekend als vleugelmechanisatie.

Doel van mechanisatie

Met behulp van dergelijke vleugels was het mogelijk om een sterke toename van de waarde van de hefkracht van het apparaat te bereiken. Een significante toename van deze indicator leidde ertoe dat de kilometerstand van het vliegtuig tijdens de landing langs de baan sterk werd verminderd en de snelheid waarmee het landt of opstijgt ook afnam. Het doel van de mechanisatie van de vleugel is ook dat het de stabiliteit en de bestuurbaarheid van zo'n groot vliegtuig als een vliegtuig heeft verbeterd. Dit werd vooral merkbaar wanneer het vliegtuig een hoge aanvalshoek krijgt. Bovendien moet worden gezegd dat een aanzienlijke vermindering van de snelheid van landen en opstijgen niet alleen de veiligheid van deze operaties verhoogde, maar ook de kosten van het bouwen van start- en landingsbanen verminderde, aangezien het mogelijk werd om hun lengte te verminderen.

De essentie van mechanisatie

Over het algemeen gesproken leidde de mechanisatie van de vleugel ertoe dat de start- en landingsparameters van het vliegtuig aanzienlijk werden verbeterd. Dit resultaat werd bereikt door de maximale liftcoëfficiënt aanzienlijk te verhogen.

De essentie ervanproces ligt in het feit dat speciale apparaten worden toegevoegd die de kromming van het vleugelprofiel van het apparaat vergroten. In sommige gevallen blijkt ook dat niet alleen de kromming toeneemt, maar ook het directe gebied van dit element van het vliegtuig. Door de verandering in deze indicatoren verandert ook het stromingspatroon volledig. Deze factoren zijn bepalend voor het verhogen van de liftcoëfficiënt.

Het is belangrijk op te merken dat het ontwerp van de vleugelmechanisatie zo is uitgevoerd dat al deze details tijdens de vlucht controleerbaar zijn. De nuance ligt in het feit dat ze bij een kleine aanvalshoek, dat wil zeggen wanneer ze al met hoge snelheid in de lucht vliegen, eigenlijk niet worden gebruikt. Precies tijdens het landen of opstijgen wordt hun volledige potentieel onthuld. Momenteel zijn er verschillende soorten mechanisatie.

Schild

Het schild is een van de meest voorkomende en eenvoudigste onderdelen van een gemechaniseerde vleugel, die vrij effectief omgaat met de taak om de liftcoëfficiënt te verhogen. In het vleugelmechanisatieschema is dit element een afwijkend vlak. Wanneer het is ingetrokken, grenst dit element bijna aan de onderkant en achterkant van de vleugel van het vliegtuig. Wanneer dit onderdeel wordt afgebogen, neemt de maximale hefkracht van het voertuig toe, omdat de effectieve aanvalshoek verandert, evenals de concaafheid of kromming van het profiel.

Om de efficiëntie van dit element te verhogen, is het structureel uitgevoerd zodat het bij afwijking terug en tegelijkertijd naar de achterrand verschuift. Precies zode methode geeft de grootste efficiëntie van aanzuiging van de grenslaag vanaf het bovenoppervlak van de vleugel. Bovendien neemt de effectieve lengte van de hogedrukzone onder de vliegtuigvleugel toe.

Ontwerp en doel van de mechanisatie van een vliegtuigvleugel met lamellen

Hier is het belangrijk om meteen op te merken dat de vaste lat alleen is gemonteerd op die vliegtuigmodellen die niet op hoge snelheid zijn. Dit komt omdat dit type ontwerp de luchtweerstand aanzienlijk verhoogt, wat het vermogen van het vliegtuig om hoge snelheden te bereiken drastisch vermindert.

De essentie van dit element is echter dat het zo'n onderdeel heeft als een afgebogen teen. Het wordt gebruikt op die soorten vleugels die worden gekenmerkt door een dun profiel, evenals een scherpe voorrand. Het belangrijkste doel van deze sok is om te voorkomen dat de stroom breekt bij een hoge aanvalshoek. Omdat de hoek tijdens de vlucht constant kan veranderen, is de neus volledig controleerbaar en verstelbaar gemaakt, zodat het in elke situatie mogelijk is om een positie te vinden die de stroming op het oppervlak van de vleugel houdt. Dit kan ook de verhouding tussen heffen en slepen verhogen.

Flappen

Het mechanisatieschema met vleugelkleppen is een van de oudste, aangezien deze elementen tot de eersten behoorden die werden gebruikt. De locatie van dit element is altijd hetzelfde, ze bevinden zich aan de achterkant van de vleugel. De beweging die ze uitvoeren is ook altijdhetzelfde, ze vallen altijd recht naar beneden. Ze kunnen ook een stukje teruglopen. De aanwezigheid van dit eenvoudige element bleek in de praktijk zeer effectief. Het helpt het vliegtuig niet alleen bij het opstijgen of landen, maar ook bij het uitvoeren van andere stuurmanoeuvres.

Het type van dit item kan enigszins variëren, afhankelijk van het type vliegtuig waarop het wordt gebruikt. De mechanisatie van de vleugel van de TU-154, die wordt beschouwd als een van de meest voorkomende typen vliegtuigen, heeft ook dit eenvoudige apparaat. Sommige vliegtuigen worden gekenmerkt door het feit dat hun kleppen in verschillende onafhankelijke delen zijn verdeeld, en voor sommige is het één doorlopende klep.

Ailerons en spoilers

Naast de elementen die al zijn beschreven, zijn er ook die als secundair kunnen worden geclassificeerd. Het vleugelmechanisatiesysteem omvat kleine details zoals rolroeren. Het werk van deze onderdelen wordt differentieel uitgevoerd. Het meest gebruikte ontwerp is dat op één vleugel de rolroeren naar boven gericht zijn en op de tweede vleugel naar beneden. Naast hen zijn er ook elementen zoals flaperons. Volgens hun kenmerken zijn ze vergelijkbaar met flappen, deze delen kunnen niet alleen in verschillende richtingen afwijken, maar ook in dezelfde richting.

Spoilers zijn ook aanvullende elementen. Dit deel is vlak en bevindt zich op het oppervlak van de vleugel. Doorbuiging, of liever stijging, van de spoiler wordt direct in de stroom uitgevoerd. Hierdoor is er een toename van de stromingsvertraging, waardoor de druk op het bovenoppervlak toeneemt. Dit leidt tot een afnamede liftkracht van een gegeven vleugel. Deze vleugelelementen worden soms ook wel vliegtuigliftbesturingen genoemd.

Het is de moeite waard om te zeggen dat dit een nogal korte beschrijving is van alle structurele elementen van de mechanisatie van de vliegtuigvleugel. In feite worden daar veel meer kleine details gebruikt, elementen waarmee piloten het proces van landen, opstijgen, vliegen zelf, enz. volledig kunnen beheersen.