Lentokoneen siiven mekanisointi: kuvaus, toimintaperiaate ja laite

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Ne ihmiset, jotka lensivät lentokoneessa ja kiinnittivät huomiota rautaisen linnun siipiin sen istuessa tai nouseessa, luultavasti huomasivat, että tämä osa alkaa muuttua, ilmaantuu uusia elementtejä ja itse siipi levenee. Tätä prosessia kutsutaan siipien mekanisaatioksi.

Yleistä tietoa

Ihmiset ovat aina halunneet ajaa nopeammin, lentää nopeammin jne. Ja yleisesti ottaen koneella se onnistui varsin hyvin. Ilmassa, kun laite jo lentää, se kehittää v altavaa nopeutta. Tässä on kuitenkin syytä selventää, että suuri nopeus on hyväksyttävä vain suoran lennon aikana. Nousun tai laskun aikana tilanne on päinvastainen. Suuria nopeutta ei tarvita, jotta rakenne voidaan nostaa onnistuneesti taivaalle tai päinvastoin laskeutua. Tähän on useita syitä, mutta tärkein niistä on, että tarvitset v altavan kiitotien kiihtymiseen.

Toinen pääsyy on lentokoneen laskutelineen vetolujuus, joka läpäisee, jos se otetaan pois tällä tavalla. Eli lopulta käy ilmi, että suurnopeuksille lennoille tarvitaan yhden tyyppinen siipi, ja laskeutumiseen ja nousuun - täysin erilainen. Mitä tehdä tällaisessa tilanteessa? Mitenluoda kaksi siipiparia, jotka ovat rakenteeltaan erilaisia samalle lentokoneelle? Vastaus on ei. Juuri tämä ristiriita sai ihmiset uuteen keksintöön, jota kutsuttiin siiven mekanisaatioksi.

Hyökkäyskulma

Jotta selittää, mitä mekanisaatio on saavutettavalla tavalla, on tarpeen tutkia vielä yksi pieni näkökohta, jota kutsutaan iskukulmaksi. Tällä ominaisuudella on suorin yhteys nopeuteen, jonka lentokone pystyy kehittämään. Tässä on tärkeää ymmärtää, että lennon aikana melkein mikä tahansa siipi on kulmassa vastaantulevaan virtaukseen nähden. Tätä ilmaisinta kutsutaan hyökkäyskulmaksi.

Oletetaan, että lentääksesi pienellä nopeudella ja samalla ylläpitääksesi nostoa, jotta et putoa, sinun on lisättävä tätä kulmaa, eli nostettava lentokoneen nokka ylös, kuten on tehty lentoonlähdössä. Tässä on kuitenkin tärkeää selventää, että on olemassa kriittinen merkki, jonka ylittämisen jälkeen virtaus ei pysty pysymään rakenteen pinnalla ja katkeaa siitä. Pilotissa tätä kutsutaan rajakerroksen erotukseksi.

Tätä kerrosta kutsutaan ilmavirraksi, joka on suorassa kosketuksessa lentokoneen siiven kanssa ja muodostaa siten aerodynaamisia voimia. Kaiken tämän huomioon ottaen vaatimus muodostuu - suuren nostovoiman läsnäolo alhaisella nopeudella ja vaaditun hyökkäyskulman ylläpitäminen suurella nopeudella lentämistä varten. Nämä kaksi ominaisuutta yhdistävät lentokoneen siiven mekanisoinnin.

Suorituskykypäivitykset

Parannetaanlentoonlähdön ja laskun ominaisuudet sekä miehistön ja matkustajien turvallisuuden varmistamiseksi on tarpeen vähentää lentoonlähdön ja laskun nopeutta maksimissaan. Näiden kahden tekijän läsnäolo johti siihen, että siipiprofiilin suunnittelijat alkoivat turvautua useiden erilaisten laitteiden luomiseen, jotka sijaitsevat suoraan lentokoneen siivessä. Joukko näitä erikoisohjattuja laitteita tunnettiin lentokoneteollisuudessa siipien koneisointina.

Mekanisoinnin tarkoitus

Tällaisten siipien avulla oli mahdollista saavuttaa voimakas lisäys laitteen nostovoiman arvoon. Tämän indikaattorin merkittävä nousu johti siihen, että lentokoneen kilometrimäärä laskeutuessaan kiitotielle väheni huomattavasti, ja myös sen laskeutumis- tai nousunopeus pieneni. Siiven mekanisoinnin tarkoitus on myös se, että se on parantanut niinkin suuren lentokoneen kuin lentokoneen vakautta ja lisännyt ohjattavuutta. Tämä tuli erityisen havaittavaksi, kun lentokone on saavuttamassa korkean hyökkäyskulman. Lisäksi on sanottava, että laskemisen ja nousun nopeuden merkittävä aleneminen ei vain lisännyt näiden toimintojen turvallisuutta, vaan myös alensi kiitoteiden rakentamiskustannuksia, koska niiden pituutta oli mahdollista lyhentää.

Mekanisoinnin ydin

Joten yleisesti ottaen siiven mekanisointi johti siihen, että lentokoneen nousu- ja laskuparametrit paranivat merkittävästi. Tämä tulos saavutettiin suurentamalla huomattavasti maksiminostokerrointa.

Sen ydinprosessi perustuu siihen, että lisätään erikoislaitteita, jotka lisäävät laitteen siipiprofiilin kaarevuutta. Joissakin tapauksissa käy myös ilmi, että ei vain kaarevuus kasva, vaan myös lentokoneen tämän elementin suora pinta-ala. Näiden indikaattoreiden muutoksesta johtuen myös virtauskuvio muuttuu täysin. Nämä tekijät ovat ratkaisevia nostokertoimen nostamisessa.

On tärkeää huomata, että siiven mekanisoinnin suunnittelu on toteutettu siten, että kaikki nämä yksityiskohdat ovat hallittavissa lennon aikana. Vivahde piilee siinä, että pienessä hyökkäyskulmassa, eli lentäessään jo ilmassa suurella nopeudella, niitä ei itse asiassa käytetä. Niiden koko potentiaali paljastuu juuri laskeutumisen tai nousun aikana. Tällä hetkellä mekanisointityyppejä on useita.

Shield

Suoja on yksi yleisimmistä ja yksinkertaisimmista koneistetun siiven osista, joka selviää varsin tehokkaasti nostokertoimen nostamisesta. Siipien mekanisointijärjestelmässä tämä elementti on poikkeava pinta. Sisään vedettynä tämä elementti on lähes lähellä lentokoneen siiven ala- ja takaosaa. Kun tämä osa on taipunut, ajoneuvon suurin nostovoima kasvaa, koska tehollinen iskukulma muuttuu, samoin kuin profiilin koveruus tai kaarevuus.

Tämän elementin tehokkuuden lisäämiseksi se on rakenteellisesti toteutettu siten, että se poikkeaa taaksepäin ja samalla takareunaan. Juuri näinmenetelmällä saadaan suurin tehokkuus rajakerroksen imulle siiven yläpinnasta. Lisäksi lentokoneen siiven alla olevan korkeapainevyöhykkeen tehollinen pituus kasvaa.

Säleillä varustetun lentokonesiiven suunnittelu ja tarkoitus

Tässä on tärkeää huomioida heti, että kiinteä säle asennetaan vain niihin lentokonemalleihin, jotka eivät ole nopeita. Tämä johtuu siitä, että tämäntyyppinen rakenne lisää huomattavasti vastusta, mikä heikentää huomattavasti lentokoneen kykyä saavuttaa suuria nopeuksia.

Tämän elementin ydin on kuitenkin se, että siinä on taipunut varvas. Sitä käytetään sellaisissa siipityypeissä, joille on ominaista ohut profiili sekä terävä etureuna. Tämän sukan päätarkoitus on estää virtauksen katkeaminen suuressa iskukulmassa. Koska kulma voi muuttua jatkuvasti lennon aikana, nenä on tehty täysin säädettäväksi ja säädettäväksi, jotta joka tilanteessa on mahdollista löytää asento, joka pitää virtauksen siiven pinnalla. Tämä voi myös lisätä nosto-vastussuhdetta.

Läpät

Siipiläppien koneistusjärjestelmä on yksi vanhimmista, sillä nämä elementit käytettiin ensimmäisten joukossa. Tämän elementin sijainti on aina sama, ne sijaitsevat siiven takana. Niiden suorittama liike on myös ainasama, ne putoavat aina suoraan alas. Ne voivat myös siirtyä hieman taaksepäin. Tämän yksinkertaisen elementin läsnäolo käytännössä osoittautui erittäin tehokkaaksi. Se auttaa lentokonetta paitsi nousussa tai laskeutumisessa myös mitä tahansa muuta pilotointia suoritettaessa.

Tämän kohteen tyyppi voi vaihdella hieman riippuen lentokonetyypistä, jossa sitä käytetään. TU-154:n siiven koneistuksessa, jota pidetään yhtenä yleisimmistä lentokonetyypeistä, on myös tämä yksinkertainen laite. Joillekin lentokoneille on ominaista se, että niiden läpät on jaettu useisiin itsenäisiin osiin, ja joillakin se on yksi jatkuva läppä.

Siivekkeet ja spoilerit

Niiden elementtien lisäksi, jotka on jo kuvattu, on myös sellaisia, jotka voidaan luokitella toissijaisiksi. Siipien koneistusjärjestelmä sisältää pieniä yksityiskohtia, kuten siivekkeet. Näiden osien työ suoritetaan eri tavalla. Yleisimmin käytetty rakenne on sellainen, että toisessa siivessä siivekkeet on suunnattu ylöspäin ja toisessa alaspäin. Niiden lisäksi on myös elementtejä, kuten flaperoneja. Ominaisuuksiensa mukaan ne ovat samanlaisia kuin läppä, nämä osat voivat poiketa paitsi eri suuntiin, myös samaan suuntaan.

Spoilerit ovat myös lisäelementtejä. Tämä osa on tasainen ja sijaitsee siiven pinnalla. Spoilerin taipuminen tai pikemminkin nousu suoritetaan suoraan virtaan. Tästä johtuen virtauksen hidastuminen lisääntyy, minkä seurauksena yläpinnan paine kasvaa. Tämä johtaa laskuuntietyn siiven nostovoima. Näitä siipielementtejä kutsutaan joskus myös lentokoneen noston ohjauksiksi.

On syytä sanoa, että tämä on melko lyhyt kuvaus lentokoneen siipien koneistuksen kaikista rakenneosista. Itse asiassa siellä käytetään paljon enemmän pieniä yksityiskohtia, elementtejä, joiden avulla lentäjät voivat täysin hallita laskua, nousua, itse lentoa jne.