Cơ khí hóa cánh máy bay: mô tả, nguyên lý hoạt động và thiết bị

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Những người đã bay trên máy bay và chú ý đến cánh của một con chim sắt, khi nó ngồi xuống hoặc cất cánh, có lẽ đã nhận thấy rằng bộ phận này bắt đầu thay đổi, các yếu tố mới xuất hiện và bản thân cánh trở nên rộng hơn. Quá trình này được gọi là cơ giới hóa cánh.

Thông tin chung

Mọi người luôn muốn lái nhanh hơn, bay nhanh hơn, v.v. Và, nói chung, với máy bay, nó hoạt động khá tốt. Trong không khí, khi thiết bị đã bay, nó phát triển tốc độ cực lớn. Tuy nhiên, ở đây cần làm rõ rằng tốc độ cao chỉ được chấp nhận trong chuyến bay thẳng. Trong quá trình cất cánh hoặc hạ cánh, điều ngược lại là đúng. Để nâng thành công cấu trúc lên trời hoặc, ngược lại, hạ cánh nó, không cần tốc độ cao. Có một số lý do cho điều này, nhưng lý do chính là bạn sẽ cần một đường băng lớn để tăng tốc.

Lý do chính thứ hai là độ bền kéo của bộ phận hạ cánh của máy bay, sẽ bị truyền qua nếu được cất cánh theo cách này. Đó là, cuối cùng thì hóa ra là đối với các chuyến bay tốc độ cao thì cần một loại cánh, còn đối với hạ cánh và cất cánh - một loại hoàn toàn khác. Làm gì trong tình huống như vậy? Làm saotạo ra hai cặp cánh khác nhau về cơ bản trong thiết kế cho cùng một máy bay? Câu trả lời là không. Chính sự mâu thuẫn này đã thúc đẩy con người tìm đến một phát minh mới, đó là cơ giới hóa cánh.

Góc độ tấn công

Để giải thích cơ giới hóa là gì một cách dễ hiểu, cần phải nghiên cứu thêm một khía cạnh nhỏ nữa, được gọi là góc độ tấn công. Đặc tính này có mối quan hệ trực tiếp nhất với tốc độ mà máy bay có thể phát triển. Điều quan trọng cần hiểu ở đây là trong chuyến bay, hầu như bất kỳ cánh nào cũng ở một góc so với luồng bay tới. Chỉ số này được gọi là góc tấn công.

Giả sử rằng để bay ở tốc độ thấp và đồng thời duy trì lực nâng, để không bị rơi, bạn sẽ phải tăng góc này, tức là nâng mũi máy bay lên. thực hiện khi cất cánh. Tuy nhiên, điều quan trọng cần làm rõ ở đây là có một dấu tới hạn, sau khi vượt qua, dòng chảy sẽ không thể ở lại trên bề mặt của cấu trúc và sẽ đứt ra khỏi nó. Trong quá trình thử nghiệm, đây được gọi là sự phân tách của lớp ranh giới.

Lớp này được gọi là luồng không khí, tiếp xúc trực tiếp với cánh máy bay và do đó tạo ra lực khí động học. Với tất cả những điều này, yêu cầu được hình thành - sự hiện diện của lực nâng lớn ở tốc độ thấp và duy trì góc tấn cần thiết để bay ở tốc độ cao. Chính hai phẩm chất này đã kết hợp cơ giới hóa cánh máy bay.

Nâng cấp hiệu suất

Để cải thiệnđặc điểm cất, hạ cánh, cũng như để đảm bảo an toàn cho tổ lái và hành khách, cần giảm tốc độ cất, hạ cánh ở mức tối đa. Chính sự hiện diện của hai yếu tố này đã dẫn đến việc các nhà thiết kế biên dạng cánh bắt đầu dùng đến việc tạo ra một số lượng lớn các thiết bị khác nhau được đặt ngay trên cánh máy bay. Một bộ các thiết bị được điều khiển đặc biệt này được gọi là cơ giới hóa cánh trong ngành công nghiệp máy bay.

Mục đích của cơ giới hóa

Sử dụng đôi cánh như vậy, có thể đạt được sự gia tăng mạnh mẽ về giá trị lực nâng của bộ máy. Sự gia tăng đáng kể của chỉ số này dẫn đến thực tế là quãng đường của máy bay trong quá trình hạ cánh dọc theo đường băng đã giảm đáng kể, và tốc độ hạ cánh hoặc cất cánh cũng giảm theo. Mục đích của việc cơ giới hóa cánh cũng là nó đã cải thiện độ ổn định và tăng khả năng điều khiển của một loại máy bay lớn như máy bay. Điều này trở nên đặc biệt đáng chú ý khi máy bay đang đạt được góc tấn công cao. Ngoài ra, cần phải nói rằng việc giảm đáng kể tốc độ hạ cánh và cất cánh không chỉ làm tăng độ an toàn của các hoạt động này, mà còn giảm chi phí xây dựng đường băng, vì có thể giảm chiều dài của chúng.

Bản chất của cơ giới hóa

Vì vậy, nói một cách tổng thể, việc cơ giới hóa cánh đã dẫn đến thực tế là các thông số cất cánh và hạ cánh của máy bay đã được cải thiện đáng kể. Kết quả này đạt được bằng cách tăng đáng kể hệ số nâng tối đa.

Bản chất của nóQuá trình này nằm ở chỗ các thiết bị đặc biệt được thêm vào để làm tăng độ cong của biên dạng cánh của thiết bị. Trong một số trường hợp, hóa ra không chỉ tăng độ cong mà còn tăng diện tích trực tiếp của / u200b / u200 phần tử này của máy bay. Do sự thay đổi của các chỉ số này, mô hình dòng chảy cũng thay đổi hoàn toàn. Những yếu tố này quyết định đến việc tăng hệ số nâng.

Điều quan trọng cần lưu ý là thiết kế cơ giới hóa cánh được thực hiện theo cách mà tất cả các chi tiết này có thể điều khiển được trong chuyến bay. Sắc thái nằm ở chỗ, ở một góc tấn nhỏ, tức là khi đang bay trên không với tốc độ cao, chúng thực sự không được sử dụng. Tiềm năng đầy đủ của chúng được bộc lộ chính xác trong quá trình hạ cánh hoặc cất cánh. Hiện tại, có một số hình thức cơ giới hóa.

Khiên

Tấm chắn là một trong những bộ phận phổ biến và đơn giản nhất của cánh cơ giới, nó đối phó khá hiệu quả với nhiệm vụ tăng hệ số nâng. Trong sơ đồ cơ giới hóa cánh, phần tử này là một bề mặt lệch. Khi thu lại, phần tử này gần như tiếp giáp chặt chẽ với phần dưới và phía sau của cánh máy bay. Khi bộ phận này bị lệch, lực nâng tối đa của xe sẽ tăng lên, do góc tấn hiệu quả thay đổi, cũng như độ cong hoặc độ cong của biên dạng.

Để tăng hiệu quả của phần tử này, nó được thực thi theo cấu trúc để khi nó đi chệch hướng, nó sẽ dịch chuyển trở lại và đồng thời tới mép sau. Chính xác như thế nàyphương pháp này sẽ cho hiệu quả hút lớp biên từ bề mặt trên của cánh lớn nhất. Ngoài ra, chiều dài hiệu dụng của vùng áp suất cao dưới cánh máy bay tăng lên.

Thiết kế và mục đích cơ giới hóa cánh máy bay với các thanh

Ở đây điều quan trọng cần lưu ý ngay là thanh cố định chỉ được gắn trên những mẫu máy bay không có tốc độ cao. Điều này là do kiểu thiết kế này làm tăng đáng kể lực cản, làm giảm đáng kể khả năng đạt tốc độ cao của máy bay.

Tuy nhiên, bản chất của yếu tố này là nó có một phần như ngón chân bị lệch. Nó được sử dụng trên những loại cánh có đặc điểm là mỏng, cũng như cạnh đầu sắc nét. Mục đích chính của chiếc tất này là ngăn dòng chảy bị vỡ ở góc tấn công cao. Vì góc có thể thay đổi liên tục trong suốt chuyến bay, mũi được chế tạo hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh được để trong mọi tình huống, có thể tìm được vị trí giữ được dòng chảy trên bề mặt của cánh. Điều này cũng có thể tăng tỷ lệ giữa lực kéo.

Vạt

Phương án cơ giới hóa cánh tà là một trong những phương án lâu đời nhất, vì những phần tử này là một trong những phương án đầu tiên được sử dụng. Vị trí của phần tử này luôn giống nhau, chúng nằm ở mặt sau của cánh. Động tác mà họ thực hiện cũng luôngiống nhau, chúng luôn rơi thẳng xuống. Họ cũng có thể lùi lại một chút. Sự hiện diện của yếu tố đơn giản này trong thực tế đã được chứng minh là rất hiệu quả. Nó giúp máy bay không chỉ khi cất cánh hoặc hạ cánh mà còn khi thực hiện bất kỳ thao tác lái nào khác.

Loại mặt hàng này có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào loại máy bay mà nó được sử dụng. Việc cơ giới hóa phần cánh của TU-154, được coi là một trong những loại máy bay phổ biến nhất, cũng có thiết bị đơn giản này. Một số máy bay có đặc điểm là cánh của chúng được chia thành nhiều phần độc lập và đối với một số máy bay thì đó là một cánh liên tục.

Ailerons và những kẻ phá hỏng

Ngoài những yếu tố đã được mô tả, cũng có những yếu tố có thể được xếp vào loại phụ. Hệ thống cơ giới hóa cánh bao gồm các chi tiết nhỏ như ailerons. Công việc của các bộ phận này được thực hiện khác nhau. Thiết kế thường được sử dụng nhất là trên một cánh các cánh quạt hướng lên trên và trên cánh thứ hai chúng hướng xuống dưới. Ngoài chúng ra, còn có các nguyên tố như flaperon. Theo đặc điểm của chúng, chúng tương tự như cánh tà, các bộ phận này có thể lệch không chỉ theo các hướng khác nhau mà còn theo cùng một hướng.

Spoilers cũng là yếu tố bổ sung. Phần này phẳng và nằm trên bề mặt của cánh. Sự chệch hướng, hay nói đúng hơn là sự trồi lên, của phần lướt gió được thực hiện trực tiếp vào dòng. Do đó, có sự gia tăng sự giảm tốc của dòng chảy, do đó áp suất lên bề mặt phía trên tăng lên. Điều này dẫn đến giảmlực nâng của một cánh cho trước. Các phần tử cánh này đôi khi còn được gọi là bộ điều khiển lực nâng của máy bay.

Điều đáng nói là đây là một mô tả khá ngắn gọn về tất cả các yếu tố cấu trúc của cơ giới hóa cánh máy bay. Trên thực tế, có rất nhiều chi tiết nhỏ được sử dụng ở đó, các yếu tố cho phép phi công kiểm soát hoàn toàn quá trình hạ cánh, cất cánh, bản thân chuyến bay, v.v.