Lidmašīnas spārna mehanizācija: apraksts, darbības princips un ierīce

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Tie cilvēki, kuri lidoja lidmašīnās un pievērsa uzmanību dzelzs putna spārnam, kamēr tas apsēžas vai paceļas, iespējams, pamanīja, ka šī daļa sāk mainīties, parādās jauni elementi, un pats spārns kļūst platāks. Šo procesu sauc par spārnu mehanizāciju.

Vispārīga informācija

Cilvēkiem vienmēr ir gribējies braukt ātrāk, lidot ātrāk utt. Un vispār ar lidmašīnu izdevās diezgan labi. Gaisā, kad ierīce jau lido, tā attīsta milzīgu ātrumu. Tomēr šeit ir jāprecizē, ka liels ātrums ir pieļaujams tikai tiešā lidojuma laikā. Pacelšanās vai nosēšanās laikā notiek tieši pretēji. Lai konstrukciju veiksmīgi paceltu debesīs vai, gluži otrādi, nosēdinātu, liels ātrums nav nepieciešams. Tam ir vairāki iemesli, taču galvenais ir tas, ka, lai paātrinātu, jums būs nepieciešams milzīgs skrejceļš.

Otrs galvenais iemesls ir gaisa kuģa šasijas stiepes izturība, kas tiks palaista, ja tā tiks pacelta. Tas ir, galu galā izrādās, ka ātrgaitas lidojumiem ir nepieciešams viena veida spārns, bet nolaišanās un pacelšanās gadījumā - pavisam cits. Ko darīt šādā situācijā? Kāizveidot divus spārnu pārus, kas būtiski atšķiras pēc konstrukcijas vienam un tam pašam gaisa kuģim? Atbilde ir nē. Tieši šī pretruna pamudināja cilvēkus uz jaunu izgudrojumu, ko sauca par spārna mehanizāciju.

Uzbrukuma leņķis

Lai pieejamā veidā izskaidrotu, kas ir mehanizācija, ir jāizpēta vēl viens neliels aspekts, ko sauc par uzbrukuma leņķi. Šim raksturlielumam ir vistiešākā saistība ar ātrumu, kādu lidmašīna spēj attīstīt. Šeit ir svarīgi saprast, ka lidojuma laikā gandrīz jebkurš spārns atrodas leņķī attiecībā pret tuvojošos plūsmu. Šo indikatoru sauc par uzbrukuma leņķi.

Pieņemsim, lai lidotu ar nelielu ātrumu un tajā pašā laikā saglabātu celtspēju, lai nenokristu, jums būs jāpalielina šis leņķis, tas ir, jāpaceļ lidmašīnas deguns uz augšu, kā tas ir paveikts pacelšanās laikā. Taču šeit ir svarīgi precizēt, ka ir kritiskā atzīme, pēc kuras šķērsošanas plūsma nespēs noturēties uz konstrukcijas virsmas un no tās atrausies. Pilotēšanā to sauc par robežslāņa atdalīšanu.

Šo slāni sauc par gaisa plūsmu, kas ir tiešā saskarē ar lidmašīnas spārnu un tādējādi rada aerodinamiskos spēkus. Ņemot to visu vērā, tiek veidota prasība - lielas pacelšanas jaudas klātbūtne mazā ātrumā un nepieciešamā uzbrukuma leņķa uzturēšana, lai lidotu lielā ātrumā. Tieši šīs divas īpašības apvieno lidmašīnas spārna mehanizāciju.

Veiktspējas uzlabojumi

Lai uzlabotupacelšanās un nosēšanās īpašības, kā arī apkalpes un pasažieru drošības nodrošināšanai nepieciešams maksimāli samazināt pacelšanās un nosēšanās ātrumu. Tieši šo divu faktoru klātbūtne noveda pie tā, ka spārnu profila dizaineri sāka ķerties pie daudzu dažādu ierīču izveides, kas atrodas tieši uz lidmašīnas spārna. Šo īpašo vadāmo ierīču komplekts gaisa kuģu nozarē kļuva pazīstams kā spārnu mehanizācija.

Mehanizācijas mērķis

Izmantojot šādus spārnus, bija iespējams panākt spēcīgu aparāta celšanas spēka vērtības pieaugumu. Ievērojams šī rādītāja pieaugums noveda pie tā, ka ievērojami samazinājās lidmašīnas nobraukums, nolaižoties gar skrejceļu, kā arī samazinājās ātrums, ar kādu tā nolaižas vai paceļas. Spārna mehanizācijas mērķis ir arī tas, ka tā ir uzlabojusi stabilitāti un palielinājusi vadāmību tik lielam gaisa kuģim kā lidmašīna. Tas kļuva īpaši pamanāms, kad lidmašīna iegūst augstu uzbrukuma leņķi. Turklāt jāsaka, ka ievērojams nosēšanās un pacelšanās ātruma samazinājums ne tikai palielināja šo operāciju drošību, bet arī samazināja skrejceļu būvniecības izmaksas, jo kļuva iespējams samazināt to garumu.

Mehanizācijas būtība

Tātad, vispārīgi runājot, spārna mehanizācija noveda pie tā, ka tika būtiski uzlaboti lidmašīnas pacelšanās un nosēšanās parametri. Šis rezultāts tika sasniegts, ievērojami palielinot maksimālo pacelšanas koeficientu.

Tā būtībaprocess ir saistīts ar to, ka tiek pievienotas īpašas ierīces, kas palielina aparāta spārnu profila izliekumu. Dažos gadījumos arī izrādās, ka palielinās ne tikai izliekums, bet arī šī gaisa kuģa elementa tiešais laukums. Šo rādītāju izmaiņu dēļ pilnībā mainās arī plūsmas modelis. Šie faktori ir izšķiroši, palielinot pacelšanas koeficientu.

Ir svarīgi atzīmēt, ka spārnu mehanizācijas projektēšana tiek veikta tā, lai visas šīs detaļas būtu vadāmas lidojuma laikā. Nianse slēpjas apstāklī, ka nelielā uzbrukuma leņķī, tas ir, lidojot jau gaisā lielā ātrumā, tie faktiski netiek izmantoti. To pilns potenciāls atklājas tieši nosēšanās vai pacelšanās laikā. Pašlaik ir vairāki mehanizācijas veidi.

Vairogs

Vairogs ir viena no visizplatītākajām un vienkāršākajām mehanizētā spārna daļām, kas diezgan efektīvi tiek galā ar pacelšanas koeficienta palielināšanas uzdevumu. Spārnu mehanizācijas shēmā šis elements ir novirzes virsma. Ievilkts šis elements atrodas gandrīz blakus lidmašīnas spārna apakšējai un aizmugurējai daļai. Kad šī daļa tiek novirzīta, palielinās transportlīdzekļa maksimālais pacelšanas spēks, jo mainās efektīvais trieciena leņķis, kā arī profila ieliekums vai izliekums.

Lai palielinātu šī elementa efektivitāti, tas ir strukturāli izpildīts tā, ka novirzoties tas novirzās atpakaļ un tajā pašā laikā uz beigu malu. Tieši tāpatmetode nodrošinās vislielāko robežslāņa sūkšanas efektivitāti no spārna augšējās virsmas. Turklāt zem lidmašīnas spārna esošās augstspiediena zonas efektīvais garums palielinās.

Lidmašīnas spārna ar līstēm dizains un mehanizācijas mērķis

Šeit ir svarīgi uzreiz atzīmēt, ka fiksētā līste tiek montēta tikai tiem lidmašīnu modeļiem, kas nav ātrgaitas. Tas ir tāpēc, ka šāda veida konstrukcija ievērojami palielina pretestību, kas krasi samazina gaisa kuģa spēju sasniegt lielu ātrumu.

Tomēr šī elementa būtība ir tāda, ka tam ir tāda daļa kā novirzīts pirksts. To izmanto tiem spārnu veidiem, kuriem raksturīgs plāns profils, kā arī asa priekšējā mala. Šīs zeķes galvenais mērķis ir novērst plūsmas pārrāvumu lielā uzbrukuma leņķī. Tā kā lidojuma laikā leņķis var pastāvīgi mainīties, deguns ir padarīts pilnībā vadāms un regulējams, lai jebkurā situācijā būtu iespējams atrast pozīciju, kas noturēs plūsmu uz spārna virsmas. Tas var arī palielināt pacelšanas un vilkšanas attiecību.

Atloki

Spārnu atloku mehanizācijas shēma ir viena no vecākajām, jo šie elementi tika izmantoti vieni no pirmajiem. Šī elementa atrašanās vieta vienmēr ir vienāda, tie atrodas spārna aizmugurē. Kustība, ko viņi veic, ir arī vienmērtas pats, tie vienmēr krīt taisni uz leju. Viņi var arī nedaudz pārvietoties atpakaļ. Šī vienkāršā elementa klātbūtne praksē izrādījās ļoti efektīva. Tas palīdz lidmašīnai ne tikai paceļoties vai nolaižoties, bet arī veicot citus pilotēšanas manevrus.

Šī vienuma veids var nedaudz atšķirties atkarībā no gaisa kuģa veida, kurā tas tiek izmantots. Šī vienkāršā ierīce ir arī TU-154 spārna mehanizācijai, kas tiek uzskatīta par vienu no visizplatītākajiem gaisa kuģu veidiem. Dažiem gaisa kuģiem ir raksturīgs tas, ka to atloki ir sadalīti vairākās neatkarīgās daļās, un dažiem tas ir viens nepārtraukts atloks.

Eleroni un spoileri

Papildus jau aprakstītajiem elementiem ir arī tādi, kurus var klasificēt kā sekundārus. Spārnu mehanizācijas sistēma ietver nelielas detaļas, piemēram, eleronus. Šo daļu darbs tiek veikts atšķirīgi. Visbiežāk izmantotais dizains ir tāds, ka vienā spārnā eleroni ir vērsti uz augšu, bet otrā tie ir vērsti uz leju. Papildus tiem ir arī tādi elementi kā flaperoni. Pēc īpašībām tās ir līdzīgas atlokiem, šīs daļas var novirzīties ne tikai dažādos virzienos, bet arī vienā virzienā.

Spoileri ir arī papildu elementi. Šī daļa ir plakana un atrodas uz spārna virsmas. Spoilera novirze vai drīzāk pacelšanās tiek veikta tieši straumē. Sakarā ar to palielinās plūsmas palēninājums, kā rezultātā palielinās spiediens uz augšējo virsmu. Tas noved pie samazināšanāsdotā spārna pacelšanas spēks. Šos spārnu elementus dažkārt dēvē arī par gaisa kuģa pacelšanas vadības ierīcēm.

Ir vērts teikt, ka šis ir diezgan īss visu lidmašīnas spārnu mehanizācijas konstrukcijas elementu apraksts. Patiesībā tur ir izmantots daudz vairāk sīku detaļu, elementu, kas ļauj pilotiem pilnībā kontrolēt nosēšanās, pacelšanās, paša lidojuma procesu utt.