Строение крыла самолета. Пилотируем большой реактивный Для чего нужны крылья самолету

Закрылки самолета могли стать причиной крушения Ту-154 25 декабря под Сочи. Такую версию выдвинули эксперты после расшифровки данных одного из черных ящиков.

Закрылки самолета: для чего, фото, зачем нужны при взлете и посадке

Причиной крушения Ту-154 в Сочи могли быть закрылки. Согласно предварительному анализу данных, полученных с одного из черных ящиков, развитие нештатной ситуации на борту могло начаться с не убравшихся по какой-то причине закрылков.

Пытаясь компенсировать возникший из-за этого пикирующий момент, пилоты усугубили ситуацию до критической, чрезмерно задрав нос самолета.

Как сообщает Life со ссылкой на близкий к следствию источник, эксперты без проблем смогли расшифровать запись с речевого бортового самописца. По его словам, разговор прерывается на том, что один из пилотов восклицает: «Закрылки, с...а!» Затем звучит крик: «Командир, падаем!».

— Скорость 300... (Неразборчиво)
— (Неразборчиво)
— Забрал стойки, командир.
— (Неразборчиво)
— Ух, е-мое!
(Звучит резкий сигнал)
— Закрылки, с...а, че за х***ня!
— Высотометр!
— Нам... (Неразборчиво)
(Звучит сигнал об опасном сближении с землей)
— (Неразборчиво)
— Командир, мы падаем!

Закрылки самолета для чего нужны, фото

Закрылками называют элемент механизации крыла. В убранном состоянии они являются продолжением поверхности крыла. В выпущенном состоянии отходят от него с образованием щелей. Закрылки нужны для улучшения несущей способности крыла во время набора высоты или взлете/посадке. Также они нужны во время полета на малых высотах.

При выпуске закрылок увеличивается кривизна профиля, что позволяет самолетам летать без сваливания на небольшой скорости. На Ту-154М используются двухщелевые закрылки, а на Ту-154Б трехщелевые. Выпуски закрылок могут производиться как автоматически, так и по команде пилотов из кабины.

По предварительным данным, на борту рассогласованно сработали закрылки, в результате их невыхода подъемная сила была потеряна, скорость не была достаточной для набора высоты, и самолет потерпел крушение.

Официальные данные о расшифровке записей пока не опубликованы.

Закрылки фото

Напомним, что самолет Минобороны РФ Ту-154 25 декабря в 01:38 по московскому времени вылетел с аэродрома Чкаловский в Подмосковье и направлялся на авиабазу Хмеймим в сирийской Латакии.

В Сочи воздушное судно остановилось на дозаправку, о чем не было известно заранее. В 05:27 по Москве самолет пропал с радаров спустя несколько минут после вылета из аэропорта Адлера. Позже стало известно, что лайнер упал в акватории Черного моря вблизи сочинского побережья.

На борту воздушного судна находились 92 человека, все они погибли.

Среди жертв катастрофы — 64 сотрудника ансамбля песни и пляски имени Александрова и его руководитель Валерий Халилов, три съемочных группы, врач Елизавета Глинка, которая везла в Сирию медикаменты, а также директор департамента культуры Минобороны Антон Губанков и члены экипажа.

Многие из тех, кто летал на пассажирских лайнерах и сидел у иллюминатора возле крыла самолета видел, как перед взлетом (или посадкой) крыло как бы «расправляется». Из его задней кромки «выползают» новые плоскости, слегка загибаясь вниз. А при пробеге после посадки на верхней поверхности крыла поднимается что-то похожее на почти вертикальные щитки. Это и есть элементы механизации крыла.

Человек всегда стремился летать быстрее. И это у него получалось 🙂 . «Выше, быстрее – всегда!» Скорость – предмет устремлений и камень преткновения. На высоте быстро – это хорошо. Но на взлете и посадке иначе. Большая взлетная скорость не нужна. Пока ее самолет (особенно если это большой тяжелый лайнер) наберет, никакой полосы не хватит, плюс ограничения по прочности шасси. Посадочная скорость тем более не должна быть очень большой. Или шасси разрушится или экипаж с пилотированием не справится. Да и пробег после посадки будет немаленький, где набрать таких больших аэродромов 🙂 .

Вот тут человеку и пригодилась его смекалка-хитрость 🙂 . Выход был найден, в общем-то, без особого труда. Это взлетно-посадочная механизация крыла.

Механизация включает в себя закрылки, предкрылки, интерцепторы, спойлеры, флапероны, активные системы управления пограничным слоем и т. д. для наглядности приведем всем известный рисунок:

Закрылки – первая из придуманных разновидностей механизации крыла, они же и наиболее эффективны.

Закрылки всегда находятся на задней кромке крыла и всегда опускаются вниз, и, к тому же, могут выдвигаться назад. Они помогают нашему самолету улучшить несущую способность крыла при взлетах, посадках, наборах высоты и прочих маневрированиях. Рабочим языком выполняют роль паруса при взлете и парашюта при посадках))

В зависимости от типа самолета, применяются разные схемы:

Як-40 на посадку с выпущенными закрылками:

ПРЕДКРЫЛКИ

Следующий элемент механизации крыла - предкрылки. Чтобы расширить возможность самолета летать на больших углах атаки (а значит и с меньшей скоростью) и были придуманы предкрылки.

Обычный щелевой предкрылок в выпущенном состоянии:

Вы наверняка видели, как самолеты после отрыва от полосы не плавно поднимаются вверх, а делают это интенсивно, довольно резко задрав нос. Это как раз самолет с действующими предкрылками.

По конструкции и принципу действия предкрылки похожи на щелевые закрылки, только устанавливаются, естественно, на передней кромке крыла.

Ту-154 на рулении, с выпущенными предкрылками:

Предкрылки и закрылки обычно работают в комплексе. Однако для разных типов самолетов возможны специфичные режимы их раздельной работы. Например дозаправка в воздухе.

Вот пожалуй и все об элементах, относящихся к понятию взлетно-посадочная механизация крыла. Эти элементы позволяют самолету уверенно чувствовать себя на взлетно-посадочных режимах и при этом довольно внушительно (интересно) выглядят

ЭЛЕРОНЫ

А теперь об оставшихся элементах крыла, указанных на рисунке в начале статьи.Элероны.

Их бы я к механизации крыла не относил. Это органы поперечного управления самолетом, то есть управления по каналу крена. Работают они дифференциально. На одном крыле вверх, на втором вниз. Однако существует такое понятие, как флапероны, слегка «роднящее» 🙂 элероны с закрылками. Это так называемые «зависающие элероны». Они могут отклоняться не только в противоположные стороны, но, если надо и в одну тоже. В этом случае они выполняют роль закрылков. Применяются они не часто, в основном на легких самолетах.

ИНТЕРЦЕПТОРЫ

Следующий элемент – интерцепторы. Это плоские элементы на верхней поверхности крыла, которые поднимаются (отклоняются) в поток. При этом происходит торможение этого потока, как следствие увеличение давления на верхней поверхности крыла и далее, понятно, уменьшение подъемной силы этого крыла. Интерцепторы еще иногда называют органами непосредственного управления подъемной силой.

Тормозим интерцепторами:

В зависимости от предназначения и площади поверхности консоли, расположения её на крыле и т. д. интерцепторы делят на элерон-интерцепторы и спойлеры

Эффект действия интерцепторов используется в процессе пилотирования и для торможения. В первом случае они работают (отклоняются) в паре с элеронами (теми, которые отклоняются вверх) и называются элерон-интерцепторы. Пример самолетов с такими органами управления – ТУ-154, В-737.

Боинг-737. Работает левый элерон-интерцептор для ликвидации правого крена:

Во втором случае синхронный выпуск интерцепторов позволяет изменить вертикальную скорость самолета без изменения угла тангажа (то есть не опуская его нос). В этом случае они работают как воздушные тормоза и называются спойлерами. СПОЙЛЕРЫ обычно применяются еще и после посадки одновременно с ревесом тяги (если, конечно, таковой имеется 🙂). Главная их задача в этом случае быстро уменьшить подъемную силу крыла и тем самым прижать колеса к бетонке, чтобы можно было эффективно тормозить тормозами колес.

Выпущенные спойлеры (посадка) :

ЗАКОНЦОВКИ КРЫЛА

Законцовки крыла служат для увеличения эффективного размаха крыла, снижая лобовое сопротивление, создаваемое срывающимся с конца стреловидного крыла вихрем и, как следствие, увеличивая подъёмную силу на конце крыла. Также законцовки позволяют увеличить удлинение крыла, почти не изменяя при этом его размах.

Применение законцовок крыла позволяет улучшить топливную экономичность у самолётов, либо дальность полёта у планёров. В настоящее время одни и те же типы самолётов могут иметь разные варианты законцовок.

Вот вкратце такова механизация крыла. Именно вкратце.На самом деле эта тема намного шире.

Если хотите блеснуть эрудицией в узком кругу, знайте! у большинства современных самолетов — ОДНО крыло! А слева и справа это полуКрылья!))

Но сегодня я итак уже слишком много занимаю Ваше внимание. Думаю, что все еще впереди

Механизация крыла является неотъемлемой частью крыльев современных самолетов. К ней относятся устройства, позволяющие изменять аэродинамические характеристики крыла на отдельных этапах полёта (рис. 3.8).

Различают два вида механизации по выполняемым функциям:

• · для улучшения взлетно-посадочных характеристик (закрылки и предкрылки);
• · для управления в полете (спойлеры в режиме гасителей подъемной силы и в элеронном режиме).

Механизация крыла самолета:

1 - закрылки; 2 - предкрылки; 3 - спойлеры

Простой закрылок представляет собой отклоняющийся вниз до 45° участок хвостовой части крыла. Для повышения эффективности закрылка он делается щелевым. При отклонении выдвижного закрылка между его носком и крылом образуется профилированная щель. На современных самолетах используются двух- или трехщелевые закрылки.

Предкрылки представляют собой часть носка крыла у передней кромки, которая отклоняется вниз на угол до 25° и выдвигается вперед, образуя с крылом профилированную щель. Так же, как и закрылки, предкрылки уменьшают взлетно-посадочные скорости самолета, а самое главное - увеличивают критический угол атаки.

К средствам механизации относятся спойлеры (интерцепторы), используемые как тормозные щитки, воздушные тормоза, гасители подъемной силы, элементы управления по крену и т.д. При отклонении спойлеров вверх нарушается обтекание крыла, что приводит к уменьшению коэффициента подъемной силы. С помощью спойлеров можно изменять вертикальную скорость снижения, уменьшать длину пробега при посадке за счет более эффективного торможения колес шасси и повышать эффективность управления по крену.

Крыло современных самолетов имеет механизацию передней и задней частей. Элементы механизации передней части крыла обеспечивают ликвидацию срыва потока на крыле при больших углах атаки. Их работа синхронно связана с работой механизации задней части -- закрылков Наиболее эффективными и распространенными являются щелевые выдвижные закрылки, увеличивающие кривизну профиля крыла и его площадь. Щитки могут устанавливаться в носовой и задней частях крыла. Их конструкция проще, чем у закрылков, но эффективность меньше.

Элементы аэродинамической системы управления самолета: 1 -- носовые щитки; 2 -- закрылки; 3 -- цельноповоротный киль; 4 -- дифференциальный стабилизатор; 5 -- интерцепторы

Для уменьшения усилий на рычагах управления все современные самолеты имеют в системе управления бустеры -- рулевые приводы. В 70-х годах появляется электродистанционная система управления (ЭДСУ). На самолетах, оснащенных такой системой, отсутствует (или является резервной) механическая проводка управления, а сигналы управления передаются от рычагов к рулевым машинкам по электрокоммуникациям ЭДСУ имеет меньшую массу и позволяет увеличить надежность системы управления путем резервирования линии связи. В этой системе можно использовать компьютеры и быстродействующие приводы для управления статически неустойчивыми самолетами, а также снижать нагрузки при маневрировании или в полете в турбулентной атмосфере.

На дозвуковых самолетах для уменьшения нагрузок действующих на органы управления, применяются сервокомпенсаторы и серворули -- небольшие поверхности связанные в первом случае с рулями, во втором -- с рычагами управления. С их помощью облегчается или производится отклонение рулей.

Самолет может подняться в воздух, в том случае, если подъемная сила, возникающая при обтекании крыла воздухом превысит силу тяжести.

Для того, чтобы поднять самолет в воздух и получить требуемую подъемную силу, необходимо обеспечить обтекание крыла потоком воздуха, значит самолету для полета необходима скорость.

Самолет разбегается по взлетной полосе и, когда величина подъемной силы будет выше силы тяжести отрывается от земли. Попробуем разобраться, как возникает подъемная сила ?

Аэродинамическая сила

При обтекании потокам воздуха пластины, расположенной параллельно линиям тока из-за разности давлений и сил трения, возникает аэродинамическая сила. В данном случае обтекание пластины потоком воздуха симметричное.

Несимметричным оно станет в том случае, если пластину наклонить, возникающая аэродинамическая сила будет направлена под углом к потоку. Угол наклона пластины называют углом атаки.

Разложим аэродинамическую силу на две составляющие:

• вертикальную - подъемную силу;
• горизонтальную силу лобового сопротивления.

При увеличении аэродинамической силы будут возрастать как вертикальная, так и горизонтальная составляющая.

Подъемная сила позволяет поднять самолет, а сила лобового сопротивления действует против направления его движения, то есть тормозит его.

Возникновение подъемной силы на крыле самолета

Наиболее благоприятным будет вариант, при котором, при малой силе сопротивления подъемная сила будет большой. Это позволит снизить потребную мощность двигателей, и расход топлива. Для этого создаются крылья несимметричного профиля.

Подъемная сила возникает при несимметричном обтекании профиля крыла потоком воздуха.

Струйки потока обтекают крыло сверху и снизу по разному.

При обтекании верхней выпуклой поверхности крыла из-за инертности струйки воздуха сжимаются, и в соответствии с , скорость движения частиц воздуха.

Скорость частиц воздуха обтекающих крыло снизу - уменьшается. на верхней поверхности профиля будет меньше чем на нижней, в соответствии с .

В результате разницы давлений под крылом и над крылом возникает подъемная сила. Когда подъемная сила будет больше силы тяжести самолет взлетает.

Механизация крыла

Увеличение подъемной силы связано и с увеличением силы лобового сопротивления. Чем выше скорость самолета, тем сильнее сила лобового сопротивления будет тормозить его. Поэтому для полета на больших скоростях необходимо крыло, не вызывающего значительного лобового сопротивления, подъемная сила у такого него, также будет невелика, но когда самолет набрал высоту большая подъемная сила и не нужна.

Для полета на малых скоростях необходимо такое крыло, которое обеспечит максимальную подъемную силу, сила лобового сопротивления такого крыла выше, но на малых скоростях это не так критично.

Получается, что для того, чтобы взлетать на малой скорости, а проводить полет на большой скорости самолету нужны крылья с разным профилем, или, как минимум крыло с разными характеристиками. Получить необходимые характеристики на разных этапах полета помогают элементы механизации крыла:

• закрылки,
• предкрылки,
• щитки.

Закрылок

Отклоняемый элемент механизации, расположенный на задней кромке крыла называют закрылком .

Выпуск закрылков позволяет значительно увеличить подъемную силу,при этом возрастает и сила лобового сопротивления.

Закрылки позволяют самолету взлететь на меньшей скорости, и совершать полет на малых скоростях.

Для набора скорости в полете сопротивление необходимо уменьшить, поэтому сначала угол наклона закрылков уменьшается, а затем они и вовсе убираются. В убранном закрылок составляет часть профиля крыла.

В режиме посадки, возрастающее сопротивление при выпуске закрылков позволяет снизить скорость самолета, а возросшая подъемная сила обеспечивает устойчивый полет при снижении скорости.

Предкрылок

Элемент механизации крыла, расположенный на его передней кромке, предназначенный для управления пограничным слоем называют предкрылком . Различают фиксированные предкрылки, жестко связанные с крылом и автоматические предкрылки, которые могут быть прижаты к крылу или выдвинуты в зависимости от угла атаки.

Щиток

Щиток - элемент механизации крыла, представляющий собой отклоняемую поверхность, расположенную в задней части крыла.

Наклон щитка позволяет увеличить подъемную силу. Возрастающее сопротивление позволяет снизить пробег при посадке самолета.

Элементы управления

Вертикальное оперение позволяет обеспечить балансировку, устойчивость и управляемость самолета.

Оперение самолета составляют из неподвижные и подвижные элементы:

• Стабилизатор - неподвижная часть горизонтального оперения;
• Киль - неподвижная часть вертикального оперения;
• Руль высоты - подвижный элемент, который крепится к стабилизатору;
• Руль направления - подвижный элемент, закрепляемый на киле.

Действие рулей основано на изменении аэродинамической силы, при изменении угла наклона по отношению к направлению движения потока воздуха. При изменении угла наклона возникает аэродинамической силы, которая, благодаря плечу относительно центра тяжести самолета, создает вращающий момент.

Руль высоты

При отклонении руля высоты, нос самолета направляется вверх, увеличивается угол тангажа - самолет набирает высоту, кабрирует .

При перемещении руля высоты в противоположном направлении, нос самолета опускается вниз, угол тангажа становится отрицательным, самолет пикирует .

Руль направления

При изменении положения руля направления, за счет возникающей аэродинамической силы, появляется момент, поворачивающий самолет относительно нормальной оси. С помощью руля направления можно изменяется угол рысканья самолета.

Руль направления чаще всего используется для корректировки курса самолета при разбеге или пробеге при посадке.

Элероны

Вид криволинейного полета, служащий для изменения направления называют виражом . Для осуществления виража самолет необходимо изменить угол крена, сделать это позволяют элероны.

Элемент управления самолета, расположенный на задней кромке крыла называют элероном .

Принцип действия элеронов основан на изменении аэродинамической силы, если левый элерон отклоняется вниз, а правый вверх, то подъемная сила правой части крыла уменьшается, а левой - возрастает, в результате чего возникает момент, вызывающий крен самолета.

При крене самолета, из-за изменения режима обтекания крыла, создается центростремительная сила и самолет начинает двигаться по кривой, но демпфирующий момент вертикального оперения противодействует развороту. Для выполнения виража необходимо не только накренить самолет, но и отклонить руль направления в сторону виража, увечить тягу двигателя.