Repülőgép szárny gépesítése: leírás, működési elv és eszköz

2025 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-24 13:17

Azok, akik repülőn repültek, és figyeltek egy vasmadár szárnyára, miközben az leül vagy felszáll, valószínűleg észrevették, hogy ez a rész elkezd változni, új elemek jelennek meg, és maga a szárny szélesebb lesz. Ezt a folyamatot szárnygépesítésnek nevezik.

Általános információ

Az emberek mindig is szerettek volna gyorsabban vezetni, gyorsabban repülni stb. És általában a géppel ez egész jól sikerült. A levegőben, amikor az eszköz már repül, óriási sebességet fejleszt. Itt azonban tisztázni kell, hogy a nagy sebesség csak közvetlen repülés során elfogadható. Fel- vagy leszálláskor ennek az ellenkezője igaz. A szerkezet sikeres felemeléséhez az égbe, vagy éppen ellenkezőleg, leszállásához nincs szükség nagy sebességre. Ennek több oka is van, de a fő az, hogy hatalmas kifutópályára lesz szüksége a gyorsuláshoz.

A második fő ok a repülőgép futóművének szakítószilárdsága, amely átmegy, ha ilyen módon veszik fel. Vagyis végül kiderül, hogy a nagy sebességű repülésekhez egyfajta szárnyra van szükség, a leszálláshoz és a felszálláshoz pedig egy teljesen más. Mit kell tenni ilyen helyzetben? Hogyankét pár szárnyat hozzon létre, amelyek kialakítása alapvetően különbözik ugyanahhoz a repülőgéphez? A válasz nem. Ez az ellentmondás késztette az embereket egy új találmányra, amelyet a szárny gépesítésének neveztek.

Támadási szög

Ahhoz, hogy érthető módon elmagyarázzuk, mi az a gépesítés, még egy apró szempontot kell tanulmányozni, amit támadási szögnek nevezünk. Ez a jellemző a legközvetlenebb kapcsolatban áll azzal a sebességgel, amelyet a repülőgép képes kifejleszteni. Itt fontos megérteni, hogy repülés közben szinte minden szárny szöget zár be a szembejövő áramláshoz képest. Ezt a mutatót támadási szögnek nevezik.

Tételezzük fel, hogy ahhoz, hogy alacsony sebességgel repüljön, és ugyanakkor fenntartsa az emelőképességet, hogy ne essen, növelni kell ezt a szöget, vagyis fel kell emelni a repülőgép orrát, ahogy felszálláskor kész. Itt azonban fontos tisztázni, hogy van egy kritikus jel, amelyen áthaladva az áramlás nem tud megmaradni a szerkezet felületén, és letörik róla. A pilotálás során ezt a határréteg szétválasztásának nevezik.

Ezt a réteget légáramlásnak nevezik, amely közvetlenül érintkezik a repülőgép szárnyával, és így aerodinamikai erőket hoz létre. Mindezek szem előtt tartásával kialakul a követelmény - nagy emelőerő jelenléte alacsony sebességnél és a szükséges támadási szög fenntartása a nagy sebességű repüléshez. Ez a két tulajdonság ötvözi a repülőgép szárnyának gépesítését.

Teljesítményfejlesztések

A javítás érdekébena fel- és leszállás jellemzői, valamint a személyzet és az utasok biztonsága érdekében a fel- és leszállási sebességet maximálisra csökkenteni kell. Ennek a két tényezőnek a jelenléte vezetett ahhoz a tényhez, hogy a szárnyprofil tervezői nagyszámú különböző eszköz létrehozásához kezdtek, amelyek közvetlenül a repülőgép szárnyán helyezkednek el. Ezeknek a speciális vezérlésű eszközöknek a készlete szárnyas gépesítésként vált ismertté a repülőgépiparban.

A gépesítés célja

Ilyen szárnyak használatával a készülék emelőereje erőteljes értéknövekedést lehetett elérni. Ennek a mutatónak a jelentős növekedése ahhoz vezetett, hogy a repülőgép futásteljesítménye a kifutópálya mentén történő leszállás során jelentősen csökkent, és a leszállási vagy felszállási sebesség is csökkent. A szárny gépesítésének célja az is, hogy javítsa a stabilitást, növelje az irányíthatóságot egy ilyen nagyméretű repülőgépnél, mint egy repülőgép. Ez különösen akkor vált szembetűnővé, amikor a repülőgép nagy támadási szöget ér el. Ezenkívül meg kell említeni, hogy a le- és felszállás sebességének jelentős csökkentése nemcsak ezeknek a műveleteknek a biztonságát növelte, hanem csökkentette a kifutópályák építésének költségeit is, mivel lehetővé vált a hosszuk csökkentése.

A gépesítés lényege

Tehát általánosságban elmondható, hogy a szárny gépesítése oda vezetett, hogy a repülőgép fel- és leszállási paraméterei jelentősen javultak. Ezt az eredményt a maximális emelési együttható nagymértékű növelésével érték el.

A lényegeA folyamat abban rejlik, hogy speciális eszközöket adnak hozzá, amelyek növelik a készülék szárnyprofiljának görbületét. Bizonyos esetekben az is kiderül, hogy nemcsak a görbület növekszik, hanem a repülőgép ezen elemének közvetlen területe is. Ezen mutatók változása miatt az áramlási minta is teljesen megváltozik. Ezek a tényezők döntőek az emelési együttható növelésében.

Fontos megjegyezni, hogy a szárnygépesítés tervezése úgy történik, hogy mindezek a részletek repülés közben is ellenőrizhetők legyenek. Az árnyalat abban rejlik, hogy kis támadási szögben, vagyis amikor már a levegőben repülnek nagy sebességgel, valójában nem használják őket. A bennük rejlő lehetőségek pontosan leszálláskor vagy felszálláskor mutatkoznak meg. Jelenleg többféle gépesítés létezik.

Pajzs

A pajzs a gépesített szárny egyik leggyakoribb és legegyszerűbb része, amely meglehetősen hatékonyan megbirkózik az emelési tényező növelésének feladatával. A szárnygépesítési sémában ez az elem egy eltérõ felület. Behúzva ez az elem szinte szorosan szomszédos a repülőgép szárnyának alsó és hátsó részével. Ennek az alkatrésznek a kihajlása esetén a jármű maximális emelőereje megnő, mert változik a tényleges ütési szög, valamint a profil homorsága vagy görbülete.

Ennek az elemnek a hatékonyságának növelése érdekében szerkezetileg úgy van kivitelezve, hogy amikor eltér, visszatolódik, és egyben a lefutó élre. Pontosan ígya módszer biztosítja a legnagyobb hatásfokot a határréteg felszívására a szárny felső felületéről. Ezenkívül megnő a nagynyomású zóna tényleges hossza a repülőgép szárnya alatt.

Lemezekkel ellátott repülőgépszárny tervezése és gépesítésének célja

Itt azonnal fontos megjegyezni, hogy a fix lécet csak azokra a repülőgép-modellekre szerelik fel, amelyek nem nagy sebességűek. Ennek az az oka, hogy az ilyen típusú kialakítás nagymértékben növeli a légellenállást, ami drasztikusan csökkenti a repülőgép nagy sebesség elérését.

Azonban ennek az elemnek az a lényege, hogy van egy olyan része, mint egy elhajlott lábujj. Azon típusú szárnyakon használják, amelyeket vékony profil és éles vezetőél jellemez. Ennek a zokninak az a fő célja, hogy megakadályozza, hogy az áramlás nagy szögben megszakadjon. Mivel a szög folyamatosan változhat a repülés során, az orr teljesen szabályozhatóvá és állíthatóvá válik, így minden helyzetben meg lehet találni azt a pozíciót, amely a szárny felületén tartja az áramlást. Ez növelheti az emelés/ellenállás arányát is.

Flaps

A szárnyszárnyak gépesítési séma az egyik legrégebbi, mivel ezeket az elemeket az elsők között alkalmazták. Ennek az elemnek a helye mindig ugyanaz, a szárny hátulján találhatók. Az általuk végzett mozgás is mindigugyanaz, mindig egyenesen esnek le. Kicsit vissza is mozdulhatnak. Ennek az egyszerű elemnek a jelenléte a gyakorlatban nagyon hatékonynak bizonyult. Nemcsak fel- vagy leszálláskor segíti a repülőgépet, hanem bármilyen más pilótamanőver végrehajtásánál is.

Ennek az elemnek a típusa kissé eltérhet attól függően, hogy milyen repülőgépen használják. Az egyik legelterjedtebb repülőgéptípusnak számító TU-154 szárnyának gépesítése is rendelkezik ezzel az egyszerű eszközzel. Egyes repülőgépekre jellemző, hogy a szárnyaik több független részre vannak osztva, egyeseknél pedig egy folyamatos szárny.

Csűrők és légterelők

A már leírt elemeken kívül vannak olyanok is, amelyek másodlagosnak minősíthetők. A szárnygépesítési rendszer apró részleteket, például csűrőket tartalmaz. Ezen részek munkája differenciáltan történik. A leggyakrabban használt kialakítás az, hogy az egyik szárnyon a csűrők felfelé, a másodikon pedig lefelé irányulnak. Rajtuk kívül vannak olyan elemek is, mint a flaperonok. Jellemzőik szerint a szárnyakhoz hasonlóak, ezek a részek nem csak különböző, hanem ugyanabba az irányba is eltérhetnek.

A spoilerek szintén további elemek. Ez a rész lapos és a szárny felületén található. A légterelő eltérítése, vagy inkább emelkedése közvetlenül a patakba történik. Emiatt megnő az áramlás lassulása, aminek következtében a felső felületre nehezedő nyomás nő. Ez csökkenéshez vezetadott szárny emelőereje. Ezeket a szárnyelemeket néha repülőgépemelés-vezérlőknek is nevezik.

Érdemes elmondani, hogy ez egy meglehetősen rövid leírás a repülőgép szárnygépesítésének összes szerkezeti eleméről. Valójában sokkal több apró részletet használnak ott, olyan elemeket, amelyek lehetővé teszik a pilóták számára a leszállás, felszállás, repülés stb. folyamatának teljes irányítását.