Ұшақ қанатының механизациясы: сипаттамасы, жұмыс принципі және құрылғысы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Ұшақтарда ұшып, темір құс отырғанда немесе ұшып бара жатқанда оның қанатына назар аударған адамдар бұл бөліктің өзгере бастағанын, жаңа элементтер пайда болғанын, қанатының өзі кеңейетінін байқаса керек. Бұл процесс қанаттарды механикаландыру деп аталады.

Жалпы ақпарат

Адамдар әрқашан жылдамырақ көлік жүргізгісі келеді, жылдамырақ ұшқысы келеді, т.б. Жалпы алғанда, ұшақпен ол өте жақсы жұмыс істеді. Ауада, құрылғы қазірдің өзінде ұшып жатқанда, ол керемет жылдамдықты дамытады. Дегенмен, бұл жерде жылдамдықтың жоғары жылдамдығы тікелей ұшу кезінде ғана рұқсат етілетінін түсіндіру керек. Ұшу немесе қону кезінде керісінше болады. Құрылымды аспанға сәтті көтеру немесе, керісінше, оны қондыру үшін жоғары жылдамдық қажет емес. Мұның бірнеше себебі бар, бірақ ең бастысы - жылдамдату үшін үлкен ұшу-қону жолағы қажет болады.

Екінші негізгі себеп - ұшақтың қону шассиінің созылу беріктігі, ол осылай көтерілген жағдайда өтеді. Яғни, сайып келгенде, жоғары жылдамдықтағы ұшулар үшін қанаттың бір түрі қажет, ал қону мен ұшу үшін - мүлдем басқа. Мұндай жағдайда не істеу керек? Қалайбір ұшақ үшін дизайны бойынша түбегейлі әртүрлі екі жұп қанат жасау керек пе? Жауап жоқ. Дәл осы қайшылық адамдарды қанатты механикаландыру деп аталатын жаңа өнертабысқа итермеледі.

Шабуыл бұрышы

Механизацияның не екенін қолжетімді түрде түсіндіру үшін шабуыл бұрышы деп аталатын тағы бір шағын аспектіні зерттеу қажет. Бұл сипаттама ұшақтың дами алатын жылдамдығымен ең тікелей байланыста. Бұл жерде ұшу кезінде кез келген қанат келе жатқан ағынға қатысты бұрышта екенін түсіну маңызды. Бұл көрсеткіш шабуыл бұрышы деп аталады.

Төмен жылдамдықпен ұшу және сонымен бірге көтерілуді сақтау үшін құлап қалмау үшін бұл бұрышты ұлғайту керек деп есептейік, яғни ұшақтың мұрнын жоғары көтеру керек. ұшу кезінде орындалады. Дегенмен, бұл жерде сыни белгі бар екенін нақтылау маңызды, оны кесіп өткеннен кейін ағын құрылымның бетінде тұра алмайды және одан үзіледі. Пилоттық режимде бұл шекаралық қабаттың бөлінуі деп аталады.

Бұл қабат әуе ағыны деп аталады, ол ұшақтың қанатымен тікелей байланыста болады және осылайша аэродинамикалық күштер жасайды. Осының барлығын ескере отырып, талап қалыптасады - төмен жылдамдықта үлкен көтеру қуатының болуы және жоғары жылдамдықпен ұшу үшін қажетті шабуыл бұрышын сақтау. Дәл осы екі қасиет ұшақ қанатының механикаландыруын біріктіреді.

Өнімділік жаңартулары

Жақсарту үшінұшу және қону сипаттамалары, сондай-ақ экипаж мен жолаушылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін ұшып көтерілу және қону жылдамдығын барынша азайту қажет. Дәл осы екі фактордың болуы қанат профилінің дизайнерлерінің тікелей ұшақтың қанатында орналасқан көптеген әртүрлі құрылғыларды жасауға жүгіне бастағанына әкелді. Бұл арнайы басқарылатын құрылғылардың жиынтығы ұшақ өнеркәсібінде қанаттарды механикаландыру ретінде белгілі болды.

Механизацияның мақсаты

Мұндай қанаттарды пайдалана отырып, аппараттың көтеру күшінің мәнін күшті арттыруға қол жеткізуге болады. Бұл көрсеткіштің айтарлықтай өсуі ҰҚЖ бойымен қону кезінде ұшақтың жүгірісі айтарлықтай азайып, оның қону немесе көтерілу жылдамдығы да төмендеді. Қанатты механикаландырудың мақсаты - ұшақ сияқты үлкен ұшақтың тұрақтылығын арттырып, басқару мүмкіндігін арттыру. Бұл әсіресе ұшақ шабуылдың жоғары бұрышына ие болған кезде байқалды. Сонымен қатар, қону және көтерілу жылдамдығының айтарлықтай төмендеуі осы операциялардың қауіпсіздігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар ҰҚЖ салу құнын төмендеткенін айту керек, өйткені олардың ұзындығын қысқарту мүмкін болды.

Механизацияның мәні

Сонымен, жалпы айтқанда, қанаттың механикаландыруы ұшақтың көтерілу және қону параметрлерінің айтарлықтай жақсаруына әкелді. Бұл нәтижеге максималды көтеру коэффициентін айтарлықтай арттыру арқылы қол жеткізілді.

Оның мәніпроцесс аппараттың қанат профилінің қисаюын арттыратын арнайы құрылғылардың қосылуында жатыр. Кейбір жағдайларда тек қисықтық ғана емес, сонымен қатар ұшақтың осы элементінің тікелей ауданы да артады. Бұл көрсеткіштердің өзгеруіне байланысты ағынның үлгісі де толығымен өзгереді. Бұл факторлар көтеру коэффициентін арттыруда шешуші болып табылады.

Қанаттарды механикаландырудың конструкциясы барлық осы бөлшектер ұшу кезінде басқарылатындай етіп жасалғанын атап өту маңызды. Нюанс мынада: шабуылдың шағын бұрышында, яғни ауада жоғары жылдамдықпен ұшқанда, олар іс жүзінде пайдаланылмайды. Олардың толық әлеуеті қону немесе ұшу кезінде дәл ашылады. Қазіргі уақытта механикаландырудың бірнеше түрі бар.

Қалқан

Қалқан - механикаландырылған қанаттың ең көп таралған және қарапайым бөліктерінің бірі, ол көтеру коэффициентін арттыру міндетін өте тиімді жеңеді. Қанатты механикаландыру схемасында бұл элемент ауытқу беті болып табылады. Тартылған кезде бұл элемент ұшақ қанатының төменгі және артқы жағына дерлік жақын орналасқан. Бұл бөлік ауытқыған кезде көлік құралының максималды көтеру күші артады, себебі әсер етудің тиімді бұрышы, сонымен қатар профильдің ойысы немесе қисаюы өзгереді.

Бұл элементтің тиімділігін арттыру үшін ол ауытқыған кезде артқа және бір уақытта артқы жиекке ауысатындай құрылымдық түрде орындалады. Дәл осылайәдіс қанаттың үстіңгі бетінен шекаралық қабатты сорудың ең үлкен тиімділігін береді. Сонымен қатар, ұшақ қанатының астындағы жоғары қысым аймағының тиімді ұзындығы артады.

Планкалары бар ұшақ қанатының конструкциясы және механикаландыру мақсаты

Бұл жерде бекітілген лайнердің жылдамдығы жоғары емес ұшақ үлгілеріне ғана орнатылатынын бірден ескеру маңызды. Себебі бұл дизайн түрі ұшақтың жоғары жылдамдыққа жету мүмкіндігін күрт төмендететін кедергіні айтарлықтай арттырады.

Алайда, бұл элементтің мәні оның майысқан саусақ сияқты бөлігінің болуы. Ол жұқа профильмен, сондай-ақ өткір алдыңғы жиегімен сипатталатын қанаттардың түрлерінде қолданылады. Бұл шұлықтың негізгі мақсаты - шабуылдың жоғары бұрышында ағынның бұзылуына жол бермеу. Ұшу кезінде бұрыш үнемі өзгеруі мүмкін болғандықтан, мұрын толығымен басқарылатын және реттелетін етіп жасалған, сондықтан кез келген жағдайда қанаттың бетіндегі ағынды сақтайтын орынды табуға болады. Бұл сонымен қатар көтеру-сүйрету қатынасын арттыруы мүмкін.

Қақпақ

Қанаттарды механикаландыру схемасы ең көнелердің бірі болып табылады, өйткені бұл элементтер алғашқылардың бірі болды. Бұл элементтің орналасуы әрқашан бірдей, олар қанаттың артқы жағында орналасқан. Олардың орындайтын қозғалысы да әрқашанбірдей, олар әрқашан тік құлап түседі. Олар сондай-ақ аздап артқа жылжи алады. Бұл қарапайым элементтің болуы іс жүзінде өте тиімді болып шықты. Бұл ұшаққа тек ұшып көтерілгенде немесе қонғанда ғана емес, сонымен қатар кез келген басқа пилоттық маневрлерді орындағанда да көмектеседі.

Бұл элементтің түрі ол қолданылатын ұшақ түріне байланысты аздап өзгеруі мүмкін. Әуе кемелерінің кең тараған түрлерінің бірі саналатын ТУ-154 қанатының механикаландыруында да осы қарапайым құрылғы бар. Кейбір ұшақтар өздерінің клапандары бірнеше тәуелсіз бөліктерге бөлінгенімен, ал кейбіреулері үшін бұл бір үздіксіз клапанмен сипатталады.

Айлерондар мен спойлерлер

Бұған дейін сипатталған элементтерге қоса, қосымша ретінде жіктеуге болатын элементтер де бар. Қанатты механикаландыру жүйесіне элерондар сияқты ұсақ бөлшектер кіреді. Бұл бөліктердің жұмысы дифференциалды түрде жүзеге асырылады. Ең жиі қолданылатын конструкция бір қанатында элерондар жоғары, ал екіншісінде төмен бағытталған. Олардан басқа фперондар сияқты элементтер де бар. Сипаттамалары бойынша олар клапандарға ұқсайды, бұл бөліктер әртүрлі бағытта ғана емес, сонымен қатар бір бағытта да ауытқуы мүмкін.

Спойлерлер де қосымша элементтер болып табылады. Бұл бөлік тегіс және қанаттың бетінде орналасқан. Спойлердің ауытқуы, дәлірек айтқанда, көтерілуі тікелей ағынға жүзеге асырылады. Осыған байланысты ағынның тежелуінің жоғарылауы байқалады, соның салдарынан үстіңгі беттегі қысым артады. Бұл төмендеуге әкеледіберілген қанаттың көтеру күші. Бұл қанат элементтері кейде ұшақты көтеруді басқару элементтері деп те аталады.

Бұл ұшақ қанаттарын механикаландырудың барлық құрылымдық элементтерінің қысқаша сипаттамасы екенін айта кеткен жөн. Шындығында, бұл жерде ұшқыштарға қону, ұшып кету, ұшудың өзін және т.б. процестерін толық басқаруға мүмкіндік беретін элементтер, басқа да көптеген ұсақ бөлшектер қолданылады.