Fékszárny

Flap  - profilozott elhajtható felület, szimmetrikusan a szárny hátsó élén elhelyezve, a szárnygépesítés eleme . A szárnyak behúzott állapotban a szárny felületének folytatását jelentik, míg kinyújtott állapotban repedések képződésével távolodhatnak el tőle. A szárny teherbíró képességének javítására szolgálnak felszállás, emelkedés, süllyedés és leszállás során, valamint kis sebességgel történő repüléskor. Sokféle szárny kialakítás létezik.

Hogyan működnek a szárnyak

A szárnyak működési elve, hogy kinyújtásukkor megnő a profil görbülete (Cy) és (a visszahúzható szárnyak [1] esetében, amelyeket Fowler-szárnyaknak [2] is neveznek ) a a szárny (S), ezért a szárny teherbírása is növekszik. A szárny megnövelt teherbíró képessége lehetővé teszi, hogy a repülőgépek kisebb sebességnél elakadás nélkül repüljenek. Így a szárnyak meghosszabbítása hatékony módja a fel- és leszállási sebesség csökkentésének. A szárnyak meghosszabbításának második következménye az aerodinamikai légellenállás növekedése . Ha leszállás közben a megnövekedett légellenállás hozzájárul a repülőgép fékezéséhez, akkor felszállás közben a további légellenállás elveszi a motor tolóerejének egy részét . Ezért felszálláskor a szárnyak rendszerint kisebb szögben szabadulnak fel, mint leszálláskor. A szárnyak kioldásának harmadik következménye a repülőgép hosszirányú kiegyensúlyozása egy további hosszirányú nyomaték fellépése miatt. Ez megnehezíti a repülőgép irányítását (sok modern repülőgépen a szárnyak kioldása közbeni merülési momentumot a stabilizátor bizonyos negatív szögbe történő átrendezése vagy a mindent mozgó stabilizátor eltérítése kompenzálja). Az elengedés során profilozott réseket képező szárnyakat hornyolt füleknek nevezzük. A szárnyak több részből állhatnak, amelyek több nyílást (általában egytől háromig) alkothatnak.

Például a Tu-154M -en kettős hornyos szárnyakat használnak, a Tu-154B -n  pedig háromrésűeket. A rés jelenléte lehetővé teszi, hogy az áramlás a nagy nyomású területről (a szárny alsó felülete) az alacsony nyomású területre (a szárny felső felülete) áramoljon. A rések profilozottak, hogy a belőlük kiáramló sugár tangenciálisan a felső felület felé irányuljon, és a résszakasz fokozatosan szűküljön az áramlási sebesség növelése érdekében. A résen való áthaladás után a nagyenergiájú sugár kölcsönhatásba lép a „ernyedt” határréteggel, és megakadályozza az örvényképződést és az áramlás szétválását. Ez az esemény lehetővé teszi, hogy a szárny felső felületén lévő istállót "visszatolja" nagyobb támadási szögek és magasabb emelési értékek felé.

A szárnyak kioldása és visszahúzása történhet automatikusan vagy a pilótafülkéből érkező parancsra hidraulikus, pneumatikus és elektromos meghajtással. Az 1920-as években készültek az első gépesített kifutó szárnyú repülőgépek. A Szovjetunióban először az R-5 , R-6 repülőgépekre szerelték fel a szárnyakat . A szárnyak szélesebb körű használata az 1930-as években kezdődött, amikor a konzolos egysíkú rendszer elterjedt .

A modern repülőgépeken a szárnyhajtás gyakran egyetlen elektromos vagy hidraulikus motor, általában kétcsatornás (duplikált), amely tengelyeken keresztül továbbítja a nyomatékot a csavaros mechanizmushoz a szárny mozgatásához, és maguk a szárnyak a hosszanti vezetők (sínek) mentén mozognak. ). A csappantyús sebességváltóba több szenzor van beépítve, amelyek figyelik a jobb és bal oldali szárnyak szöghelyzetét, illetve egymás közötti eltérését, melynek küszöbértékének túllépése esetén az automatika blokkolja a további mozgásukat, esetenként pedig kényszerszinkronizál. („kitart”). A véghelyzet-érzékelők megakadályozzák, hogy a szárnyak elérjék a mechanikus ütközőket a visszahúzás és a kihúzás során, ami csökkenti a sebességváltó mechanikai terhelését. Ezenkívül súrlódó tengelykapcsolók használhatók, amelyek egy előre meghatározott erő túllépése esetén működnek (például, ha a sebességváltó beszorul). Ezenkívül a szárnyak közé szinkronizáló tengely is beépíthető. A pilótafülkében található szárnyvezérlő fogantyú általában lehetővé teszi a szárnyak tetszőleges szögben történő meghosszabbítását (ezt a kivitel biztosítja), de gyakran mechanikus reteszelések készülnek a fogantyúmechanizmusban a szárnyak fő működési helyzeteihez (általában visszahúzott repülési helyzethez, közbenső felszállás és teljes leszállás).

Féklaptípusok

Tervezésük és manipulációjuk szerint a szárnyak a következőkre oszthatók:

• Egyszerű (forgó) csappantyú . A legegyszerűbb típusú szárnyak. Növeli az emelést a profil görbületének növelésével. Ez egyszerűen a szárny lefelé elhajlított hátsó éle. Ez növeli a nyomást a szárny alsó felületére. A szárny feletti alacsony nyomású terület azonban csökken, így az egyszerű szárnyak kevésbé hatékonyak, mint a pajzsszárnyak.
• Pajzs csappantyú . Lehet egyszerű és visszahúzható. Egyszerű szárnyak – egy szabályozható felület, amely visszahúzott helyzetben szorosan illeszkedik a szárny hátsó alsó felületéhez. Egy ilyen pajzs elhajlásával közte és a szárny felső felülete között némi ritkaság zóna jön létre. Ezért a felső határréteg mintegy beszívódik ebbe a zónába. Ez nagy szögben megerősíti az elválasztást. Ez növeli az áramlási sebességet a szárny felett. Ezen túlmenően, amikor a szárny elhajlik, a profil görbülete megnő. Alulról az áramlás további lassulása és a nyomás növekedése következik be. A teljes emelőerő nő. Ez lehetővé teszi, hogy a repülőgép alacsony sebességgel repüljön. A visszahúzható pajzs nem csak lehajlik, hanem hátra is nyúlik. Egy ilyen pajzs hatásfoka magasabb, mivel a szárny alatti megnövekedett nyomás zóna megnő, és javulnak a határréteg felülről történő elszívásának feltételei. Fékszárnyak használatakor az emelőerő leszállási módban akár 60%-kal is megnőhet. A pajzsokat főként könnyű repülőgépeken használják.
• Hornyolt szárny . Nevét az eltérés után általa képzett rés miatt kapta. Ez a rés lehetővé teszi a légsugár átjutását az alacsony nyomású területre, és úgy van irányítva, hogy megakadályozza az áramlás elakadását, további energiát adva neki. Az ilyen csappantyúban lévő rést szűkítik, és a rajta áthaladó levegő felgyorsul. Ezután a határréteggel kölcsönhatásba lépve felgyorsítja azt, megakadályozva annak szétválását és növelve az emelőerőt. A modern repülőgépek szárnyain egy-három ilyen rés található, és használatuk esetén az emelés teljes növekedése eléri a 90%-ot.
• Aileron-flap (egyébként - lebegő csűrő vagy flaperon) . A szárny kifutó élén lévő mozgatható felület, amely repülés közben csűrőként működik és a gurulás vezérlésére szolgál, azaz a bal és jobb síkban lévő csűrőszárnyak eltérően térnek el. A fel-/leszállás során a csűrőszárnyak mindkét szárnysíkon szinkronosan lefelé térnek el, növelve a szárny emelését. Szerkezetileg megkülönböztetik a csűrőcsappantyúkat, amelyek szárnyas üzemmódban egy bizonyos fix szöget alakítanak ki, vagy a csűrőcsappantyúkat, amelyek szinkron eltérítés után továbbra is differenciáltan működnek a gurulás szabályozására. Általában a csűrőcsappantyúk kevésbé hatékonyak, mint a résesek, és kénytelenek használni, mivel a független szárnyak felszerelése technikailag lehetetlen (például könnyű repülőgépeken), vagy nincs elegendő hely a szárnyon (Su-27).
• A Fowler szárny  egy visszahúzható szárny. Hátra-le nyúlik, ami növeli a szárny területét és görbületét. Általában úgy van kialakítva, hogy a meghosszabbításkor egy rés is keletkezik, vagy kettő, vagy akár három. Ennek megfelelően a funkcióját a leghatékonyabban látja el, és akár 100%-kal is növelheti az emelést.
• Junkers csappantyú . Ez egyfajta hornyolt szárny, amelynek külső része csűrőként szolgál a gördülés szabályozására, a két belső rész pedig szárnyként működik. A német Junkers Ju 87 támadórepülőgép szárnyának gépesítésének tervezésekor használták .
• Gouja szárny . A leszállási teljesítmény javítására szolgál, különösen a leszállási sebesség csökkentésére . A Gouja szárnyakban a homorúság növekedésével együtt a szárny területe megnő . Ez lehetővé teszi a felszállási távolság csökkentését és az emelés növelését . Ezt a típusú szárnyat sikeresen használták olyan repülőgépeken, mint a Short Sunderland és a Short Stirling . A szárnyat 1936-ban Sir Arthur Goudge, a Short Brothers angol mérnöke találta fel .
• Jungman szárnya . A "Firefly" brit fuvarozó-alapú vadászgép tervezésénél használták . Kiengedett helyzetben a szárnyfelület és az emelés jelentősen megnőtt. Nemcsak fel- és leszálláskor kellett volna használni őket, hanem repülés közben is.
• Lebeny határoló réteg lefújással . Határréteg-vezérlő rendszerrel felszerelt csappantyú. A határolóréteget a szárnyakról lefújó rendszert úgy tervezték, hogy javítsa a repülőgép leszállási jellemzőit. A határréteg-szabályozás lényege, hogya határréteg energiájának növelésével a szárny körül folyamatos áramlást biztosítsunk kellően nagy támadási szögtartományban . A határréteg a légáramlás viszkózus súrlódása következtében jön létre a repülőgép áramvonalas felületein, és a bőr közelében az áramlási sebesség meredeken nullára csökken. A határrétegre gyakorolt ​​hatást úgy tervezték, hogy gyengítse vagy megakadályozza az áramlási szétválást az áramvonalas felületen, és fenntartsa a lamináris áramlást .
• Reaktív csappantyú . Ez egy lapos légáram, amely nagy sebességgel áramlik ki a kifutó élen, a szárny alsó felületéhez képest szögben. A sugárszárnynak köszönhetően megnő a szárny effektív területe, megváltozik a légszárny áramlás jellege , a kiáramló sugár lendülete miatt az erő függőleges összetevője jön létre, amely tehermentesíti a szárnyat. A sugárcsappantyú alkalmazása lehetővé teszi az emelőerő együttható nagy értékének elérését, azonban ehhez lényegesen nagyobb a fúvott sugár impulzusegyütthatója , mint a határréteg szabályozásához. A sugárszárny hatékonysága nagymértékben csökken a szárny méretarányának csökkenésével. A talaj közelében a sugárszárny nem adja meg az emelési együttható növekedésének számított értékeit. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a sugárhajtómű még nem terjedt el széles körben, és a kísérleti és elméleti fejlesztés szakaszában van [3] .
• Flap Gurney . Lebeny a szárny síkjára merőleges végén.
• Flap Coande . Lebeny, amely megtartja a felső felület állandó görbületét, amikor elhajlik, és sűrített levegő árammal vagy légsugárhajtómű sugárárammal fújja. Úgy tervezték, hogy növelje a szárnyemelést az A. Coande-effektus (a sugár azon képessége, hogy egy szilárd felülethez tapad, amelyre ráfújják) és a szupercirkulációs hatás miatti sugáreltérítés miatt .

Galéria

• Airbus A310 teljesen kinyújtott lamellák és szárnyak

• Boeing 737 szárny

• Egyszerű (forgó) csappantyú

• Pajzslap Avro Lancaster

• A csappantyú és a rá ható terhelések

Lásd még

• Szárnygépesítés
• Léc

Jegyzetek

1. ↑ Kifejezések szótára: RETRACTABLE FLAPS . Letöltve: 2010. június 1. Archiválva az eredetiből: 2012. február 10. (határozatlan)
2. ↑ Fowler szárnyak (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. június 1. Az eredetiből archiválva : 2009. szeptember 2..  (határozatlan) 
3. ↑ Jet flap Archivált : 2014. augusztus 8. a Wayback Machine - nél //stroimsamolet.ru

Linkek

• Repülőgép szárny gépesítése.
• Lebenyek
• Főszerkesztő G.P. Szviscsov. Flap // Repülés: Enciklopédia. - Nagy Orosz Enciklopédia . - M. , 1994. (Orosz)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	J9U : 987007536038305171 LCCN : sh85049001 NKC : ph137020