Як літає літак. Механізація крила літака: опис, принцип роботи та влаштування Щілинні елерони

Складається з цілого набору рухомих елементів, які дозволяють здійснювати регулювання та контроль польоту апарату. Повний набір елементів крила складається з закрилок, інтерцепторів, передкрилок, спойлерів та флаперонів.

Закрилки - це профільні поверхні, що відхиляються, які розташовані симетрично до задньої кромки кожного крила. При прибраному стані вони виступають як продовження крила. У випущеному стані вони відходять від основної частини крила з утворенням щілини.

Вони значно покращують характеристики крила при відриві від злітної смуги, а також при наборі висоти лайнера і його посадці. Забезпечують відмінний підйом та ведення машини на досить малих швидкостях польоту. За всю історію авіабудування було розроблено та втілено в реальність багато моделей та модифікацій даної деталі.

Закрилки є невід'ємною складовою крила. При їх випуску значно зростає кривизна профілю крила. Відповідно, зростають несучі здібності крил літака. Ця здатність дозволяє переміщатися літальним апаратам на невеликих швидкостях без звалювання. Робота закрилок дозволяє суттєво знизити швидкість посадки та зльоту без небезпеки для літака.

За рахунок випуску закрилок збільшуються показники аеродинамічного опору. Це дуже зручно при посадці, оскільки вони роблять більший лобовий опір, що дозволяє знизити швидкість польоту. При зльоті такий опір трохи недоречний і забирає частину тяги двигунів. Відповідно, при посадці закрилки випускають повністю, а під час зльоту на невеликий кут, щоб полегшити роботу силової установки.

Через додатковий поздовжній момент польоту виникає перебалансування. Це, звичайно ж, ускладнює роботу пілотів з управління та утримання нормального становища літального апарату. У сучасній авіації більшість літаків оснащені щілинним типом закрилок, які можуть складатися з кількох секцій, відповідно вони утворюють кілька щілин. Наявність щілин між секціями закрилок сприяє перетіканню повітря з високим тиском на верхній частині крила в ділянку низького тиску під крилом.

Будова закрилок забезпечує потік струменя повітря щодо відносної верхньої частини поверхні. Перетин щілини має звуження до країв, що дозволяє збільшити швидкість проходження потоку. Пройшовши щілини закрилок, струмінь з високими показниками енергії взаємодіє з шаром повітря під крилом, при цьому виключається завихрення. Робота закрилок може здійснюватися за командою пілота або автоматично. Прибирання та висування елементів відбуваються за рахунок електро-, пневмо-або гідроприводів. Перший літак у нашій країні, на якому було встановлено закрилки, виготовили ще у 20-х роках минулого століття, це був апарат типу Р-5. Більше масово дані елементи крила почали використовувати з 30-х років, а саме з появою машин з корпусом моноплана.

Основні типи закрилків

Поворотний чи простий закрилок. Найбільш елементарний за своєю конструкцією, він дозволяє збільшити силу підйому апарата за рахунок зміни кривизни крильового профілю. Ця конструкція дозволяє збільшити тиск повітря знизу крила. Звичайно ж, даний тип значно поступається ефективності щитовому.

Щитовий тип закрилок. Вони можуть бути висувними чи простими. Що стосується простих закрилок, то вони представлені керованою поверхнею, яка знаходиться в прибраному положенні, при цьому щільно прилягають до нижньої частини крила. Відхиляючись, вони створюють зверху крила зону розрідженого тиску. Відповідно верхній прикордонний шар перетікає вниз. Знизу збільшуються показники тиску, що створює додаткову підйомну силу. Все це сприяє відриву та набору висоти на значно менших швидкостях. Говорячи про висувні щитові закрилки, варто відзначити, що, крім відхилення, вони мають можливість висуватися назад. Це своє чергу підвищує їх ефективність. Ця конструкція дозволяє підвищити силу підйому на 60%. Їх використовують і зараз на легких літаках.

Щілинний тип закрилок. Вони отримали свою назву за рахунок утворення щілини при їхньому відхиленні. Через неї проходить потік повітря, який спрямований із великою силою до зони низького тиску, утвореної під крилом літака. У цьому напрям потоку добре продумано і допускає зрив потоку. Утворена закрилком щілина має звуження до краю, що дозволяє потоку, що проходить, отримати максимальну енергію. На сучасних літаках встановлюються щілинні закрилки, які з кількох секцій, які можуть утворювати від однієї і трьох щілин. Використовуючи такі закрилки літак отримує підйомну силу до 90%.

Закрилок Флауреа має висувну конструкцію. Відмінністю є можливість висування як назад, а й униз. Це значно збільшує загальну кривизну профілю крила апарату. Його висування здатне створювати до трьох щілин. Приріст підйомної сили сягає 100%.

Закрилок Юнкерс. Виготовлений за типом щілинних закрилок, тільки їхня верхня частина виконує функцію елерону. Це дозволяє краще здійснювати керування креном літака. Внутрішні дві частини конструкції виконують роботу закрилок. Така конструкція була використана у штурмовому літаку типу Ju 87.

Закрилок конструкції Юнгмана. Ця конструкція була вперше встановлена ​​на палубному винищувачі британського виробництва типу Firefly. За рахунок збільшення площі крила та підйомної сили їх планували використати на всіх етапах польоту.

Закрилок Гоуджа. Основним завданням конструкції було зниження швидкості під час заходу на посадку. Крім зміни кривизни, вони також збільшували площу самого крила. Така схема дозволила скоротити швидкість відриву під час зльоту. Винахідником цієї схеми є англійський конструктор А. Гоудж, який наполегливо працював над схемами аеродинаміки. Ними був оснащений в 1936 літак Short Stirling.

Закрилок сдувного типу. Ця конструкція мала систему якісного керування верхнім прикордонним шаром. Сдування дозволяло значно покращити характеристики апарату при посадці. Така конструкція дозволяла якісно забезпечити загальне обтікання крил. Відомо, що прикордонний шар виникає за рахунок виникнення в'язкого тертя потоку повітря поверхні літака, при цьому швидкість потоку біля обшивки дорівнює нулю. Саме з допомогою системи на цей шар можна запобігти зрив потоку.

Закрилок реактивного типу. Він забезпечує потужний потік повітря у площині крила, що витікає з нижньої поверхні. Це змінює обтічність та підвищує підйомну силу апарата. При збільшенні сили підйому потрібен потужніший потік повітря. Варто відзначити, що ефективність такої конструкції значно знижується при зменшенні подовження загального крила. Біля землі такі закрилки не виправдовують розрахунків конструкторів. Через це вони не мають широкого застосування в авіабудуванні.

Стаціонарний закрилок Герні представлений перпендикулярною площиною, яка встановлена ​​наприкінці крил.

Закрилок Коанда має постійну кривизну поверхні. Він розрахований на так званий ефект Коанда – коли струмінь прилипає до поверхні крила, на яку діє видування.

Конструктори всього світу та на сьогоднішній день плідно працюють над підвищенням аеродинамічних властивостей літальних апаратів.

Закрилки літака могли стати причиною аварії Ту-154 25 грудня під Сочі. Таку версію висунули експерти після розшифрування даних однієї з чорних скриньок.

Закрилки літака: для чого, фото, навіщо потрібні при зльоті та посадці

Причиною аварії Ту-154 у Сочі могли бути закрилки. Згідно з попереднім аналізом даних, отриманих з однієї з чорних ящиків, розвиток позаштатної ситуації на борту міг початися з закрилків, що не забралися з якоїсь причини.

Намагаючись компенсувати пікіруючий момент, що виник через це, пілоти посилили ситуацію до критичної, надмірно задерши ніс літака.

Як повідомляє Life з посиланням на близьке до слідства джерело, експерти без проблем змогли розшифрувати запис із мовного бортового самописця. За його словами, розмова переривається на тому, що один із пілотів вигукує: «Закрилки, с...а!» Потім лунає крик: "Командир, падаємо!".

- Швидкість 300... (Нерозбірливо)
- (Нерозбірливо)
- Забрав стійки, командире.
- (Нерозбірливо)
- Ух, е-моє!
(Звучить різкий сигнал)
— Закрилки, с...а, че за х***ня!
- Висотометр!
— Нам... (Нерозбірливо)
(Звучить сигнал про небезпечне зближення із землею)
- (Нерозбірливо)
- Командир, ми падаємо!

Закрилки літака для чого потрібні

Закрилки називають елемент механізації крила. В убраному стані вони є продовженням поверхні крила. У випущеному стані відходять від нього з утворенням щілин. Закрилки потрібні для покращення несучої здатності крила під час набору висоти або злету/посадки. Також вони потрібні під час польоту на малих висотах.

При випуску закрилок збільшується кривизна профілю, що дозволяє літакам літати без звалювання на невеликій швидкості. На Ту-154М використовуються двощілинні закрилки, а на Ту-154Б трищілинні. Випуски закрилок можуть проводитись як автоматично, так і за командою пілотів із кабіни.

За попередніми даними, на борту неузгоджено спрацювали закрилки, внаслідок їхнього невиходу підйомна сила була втрачена, швидкість не була достатньою для набору висоти, і літак зазнав аварії.

Офіційні дані про розшифрування записів поки що не опубліковано.

Закрилки фото

Нагадаємо, що літак Міноборони РФ Ту-154 25 грудня о 01:38 за московським часом вилетів з аеродрому Чкаловський у Підмосков'ї та прямував на авіабазу Хмеймім у сирійській Латакії.

У Сочі повітряне судно зупинилося на дозаправку, про що не було відомо наперед. О 05:27 по Москві літак зник з радарів за кілька хвилин після вильоту з аеропорту Адлера. Пізніше стало відомо, що лайнер впав у акваторії Чорного моря поблизу сочинського узбережжя.

На борту повітряного судна перебувало 92 особи, всі вони загинули.

Серед жертв катастрофи — 64 співробітники ансамблю пісні та танцю імені Олександрова та його керівник Валерій Халілов, три знімальні групи, лікар Єлизавета Глінка, яка везла до Сирії медикаменти, а також директор департаменту культури Міноборони Антон Губанков та члени екіпажу.

Закрилки- це спеціальні пристрої на крилі літака, необхідні регулювання його несучих властивостей.

Закрилки являють собою симетрично розташовані поверхні, що відхиляються. Розташовані закрилки на задній частині крила. У прибраному стані закрилки є продовженням крила. У положенні вони змінюють профіль крила.

Подивимося, як виглядають закрилки в прибраному та випущеному стані.

Закрилки у прибраному стані складають частину профілю крила.

У випущеному стані закрилки значно змінюють кривизну крила, внаслідок чого зростає сила лобового опору та підйомна сила.

При випуску закрилків збільшується кривизна профілю та площа поверхні крила. Так як площа поверхні крила збільшилася - збільшується і здатність крила, що несе, що дозволяє літаку летіти на меншій швидкості без звалювання.

Крім того, при випуску закрилків збільшується аеродинамічний опір, що спричиняє зниження швидкості.

Закрилки, як правило, використовуються для поліпшення несучої здатності крила під час зльоту, посадки, набору висоти та зниження при польоті на малих швидкостях.

Як користуватися закрилками в авіасимуляторах

В авіасимулторах, наприклад War Thunder використовується кілька різних положень закрилків - злітне, посадкове, бойове.

В аркадному симуляторі World of warplanes закрилки можуть бути у двох станах - прибраному і випущеному. Клавішу для випуску закрилків можна призначити в налаштуваннях гри.

Закрилок прибраний

Закрилок випущено

Випуск закрилків у World of warplanes, як і реальному житті, збільшить аеродинамічний опір крила, і, як наслідок, швидкість літака почне падати. Цей ефект зручно використовувати, коли потрібно знизити швидкість польоту, наприклад, при штурмуванні наземних цілей або на виході з пікірування.

Як було сказано раніше, випуск закрилок дозволяє збільшити несучу здатність крила і дозволить летіти на малій швидкості без звалювання, що виявляється корисним для штурмовиків, що атакують на низькій швидкості наземні цілі.

Також, випуск закрилків дозволяє дещо покращити маневреність літака у бою.. Для цього існує спеціальне – бойове становище закрилок, у World of warplanes ситуація дещо спрощена, передбачений лише один варіант – закрилки випущені. Випуск закрилок у віражі може зробити виконання віража різкішим, але пам'ятайте, що закрилки гальмують ваш літак, тому слідкуйте за швидкістю, керуйте тягою двигуна.

І головне закрилки у WoWp потрібні лише в деяких бойових ситуаціях, про які йдеться вище. Не забувайте відпускати кнопку - та прибирати закрилки.

У вівторок до Москви доставили основну «чорну скриньку» Ту-154, що розбився в Сочі. Видання «Лайф» розшифровку, справжність якого офіційно не було підтверджено, проте з неї випливало, що екіпаж має проблеми з закрилками. А джерело Інтерфаксу у свою чергу заявило, що Ту-154 могло зазнати краху через «звалювання» за недостатньої для зльоту підйомної сили крила.

"За попередніми даними, на борту неузгоджено спрацювали закрилки, внаслідок їх невиходу підйомна сила була втрачена, швидкість не була достатньою для набору висоти, і літак упав", - сказав джерело в оперативному штабі по роботі на місці події.

"Нова газета" попросила експертів прокоментувати версію із закрилками.

Андрій Литвинов

льотчик 1-го класу, «Аерофлот»

— Закрилки це дуже критично. Ми ( льотчики — ред.) На самому початку припускали, що це закрилки - як тільки стало зрозуміло, що це не паливо і не погода. Було кілька версій — технічна помилка пілотування. Але це може бути і те, й інше. Технічна проблема потягла помилку пілотування.

Закрилки потрібні тільки для зльоту та посадки — збільшується площа крила, збільшується підйомна сила, отже, літаку потрібна менша дистанція розбігу, ніж без закрилок. Злітаєш разом із закрилками, набираєш висоту, закрилки забираються. Але вони можуть не забиратися, якщо щось зламалося, або забираються не синхронно — один швидше, другий — повільніший. Якщо вони взагалі не прибираються, це не страшно, літак летить і летить собі. Він не йде в пікірування. Просто командир повідомляє на землю, що має таку технічну проблему, повертається на аеродром і сідає — з випущеними закрилками, як належить при штатній посадці. І інженери вже знаються, що за проблема.

Але якщо вони забираються несинхронно, то літак завалюється, ось що страшно. На одній площині крила підйомна сила стає більшою, ніж на другій, і літак починає кренитися і в результаті завалюється набік. Якщо літак завалюється, пікірує, починає опускати ніс, екіпаж інстинктивно починає тягнути штурвал на себе та збільшувати режим двигуна – це абсолютно нормально. Але льотчик має контролювати просторове становище літака.
Є поняття - закрити кут атаки. Це кут, коли повітря починає зриватися з крила. Крило стає під певним кутом, його верхня частина не обтікається повітрям і літак починає падати, тому що його нічого не тримає вже в повітрі.

Я літав на ТУ-154 8 років. Із закрилками я не мав ситуацій, були дрібні відмови, серйозного нічого не було. Гарний надійний літак свого часу був. Але це було 25 років тому. Це продукт свого часу. В «Аерофлоті» все нові літаки ми літаємо на ейрбасах, на боїнгах. А міністерство оборони літає на ТУ-154. Так, треба робити свої літаки, так, але хай хоча б суперджет візьмуть. На сучасних літаках стоїть дуже багато систем захисту, це фактично літаючий комп'ютер. Якщо трапляється якась ситуація, автоматика не дає літаку впасти, дуже допомагає льотчику. Ці ж літаки — усі в ручному режимі, усі в ручному управлінні. Але це не означає, що він має падати, він має бути технічно справним. Він має проходити технічне обслуговування. Питання до технік — чому така поломка серйозна сталася у цього літака. Помилитись може будь-яка людина. Досвід екіпажу має, був, але військові льотчики в принципі мало літають. Військовий льотчик літає 150 годин на рік. А цивільний – 90 годин на місяць.

Могла спрацювати ще раптовість, не очікували такого розвитку подій, забракло реакції впоратися. Це не говорить про те, що вони недосвідчені. Не забувайте, що час був 5 ранку. Самий сон, організм розслаблений, спочатку загальмована реакція. Ми давно говоримо, що треба заборонити нічні перельоти або звести їх до мінімуму, треба прагнути літати вдень, так роблять дуже багато європейських компаній.

Ще треба пам'ятати, що важким був літак, заправили повні баки палива, вантаж, пасажири. Часу на ухвалення рішення було небагато. Вони не встигли. Ця ситуація, звісно, ​​має відпрацьовуватись. Не знаю, як у армії навчання льотного складу йде, але в нас в «Аерофлоті» це відпрацьовується. Існує алгоритм дій на кожну позаштатну ситуацію. Все нескінченно відпрацьовується на тренажері. Чи ходив цей екіпаж на тренажер, коли? Якщо були на тренажері, чи відпрацьовували конкретні вправи із закрилок? Чекаємо на відповіді від слідства.

Джерело, близьке до розслідування

— Наразі все технічне розслідування веде Міноборони. Це військовий борт – розшифровкою самописців займається інститут ВПС у Люберцях, і всі самописці, агрегати, системи перетранспортовані до Люберців. Закрилки - це не критична, а в принципі контрольована та керована ситуація. Є алгоритм дій при розсинхронізації чи неправильному положенні закрилок. Льотчиків навчають усьому, на тренажерах у тому числі, на кожен позаштатний випадок льотний склад відпрацьовує моменти, як треба поводитися, як треба керувати літаком. Кожен літак має свою специфіку, алгоритми розроблені і для Ту-154. Можна припустити поєднання технічних проблем та людського фактора, але інформації досі недостатньо.

Вадим Лукашевич

Незалежний авіаційний експерт, кандидат технічних наук

— Неприбирання закрилок — це не катастрофа. Це дуже неприємна подія, але нічого страшного від цього не повинно відбуватися. А до катастрофи в Чорному морі, на мою думку, спричинив збіг обставин і дії екіпажу.

Суть сенсу закрилок літака – підвищення підйомної сили крила на невеликих швидкостях. Як крило працює — що вища швидкість, то більша підйомна сила. Але коли літак злітає швидкість ще невелика, так само, як і в процесі посадки. І для того, щоб при падінні швидкості не знижувалась підйомна сила, випускаються закрилки, про які йдеться. Потрібно ще розуміти, що при зльоті закрилки висуваються не так сильно, як при посадці. При вирулюванні літака на смузі закрилки вже випущені, а в момент зльоту послідовно забираються шасі, що гальмують машину, а через 15-20 секунд забираються і закрилки, що заважають зі зростанням швидкості літака. Вони крім підйомної сили ще створюють додатковий опір повітря і додатково пікіруючий момент — коли літак «хоче» опустити ніс.

Що сталося у момент катастрофи? Тяжкий, завантажений літак, залитий паливом злітає, льотчики прибирають закрилки, але це чомусь не виходить. За ідеєю, можна нормально продовжувати політ і в такому стані, не набираючи швидкості, можна розвернутися і піти на посадку, щоб усунути проблему. Сісти можна і з таким положенням закрилок, просто швидкість торкання буде вищою і вона буде не дуже простою. Але тут, очевидно, такого рішення не було. Можливо, проблему із закрилками помітили не відразу, а побачивши, як літак починає опускати ніс, можливо, й були вимовлені слова, розшифровані з самописця.

Термін «механізація крила» англійською мовою звучить як «high lift devices», що в дослівному перекладі – пристрої для підвищення підйомної сили. Саме це і є основним призначенням механізації крила, а де знаходяться площини, що належать до механізації крила і яким чином збільшують підйомну силу, а також навіщо це потрібно – розповість ця стаття.

Механізація крила – перелік пристроїв, які встановлюються на крило літака зміни його характеристик протягом різних стадій польоту. Основне призначення крила літака – створення підйомної сили. Цей процес залежить від кількох параметрів – швидкості руху літака, щільності повітря, площі крила та його коефіцієнта підйомної сили.

Механізація крила безпосередньо впливає площу крила і його коефіцієнт підйомної сили, і навіть побічно його швидкість. Коефіцієнт підйомної сили залежить від кривизни крила та його товщини. Відповідно можна зробити висновок, що механізація крила крім площі крила ще й збільшує його кривизну та товщину профілю.

Насправді не зовсім так, адже збільшення товщини профілю пов'язане з великими технологічними складнощами, не настільки ефективно і більше веде до збільшення лобового опору, тому цей пункт необхідно відкинути, відповідно механізація крила збільшує його площу та кривизну. Робиться це за допомогою рухомих частин (площин), розташованих у певних точках крила. За місцем розташування та функцій, механізація крила ділиться на закрилки, передкрилки та спойлери (інтерсептори).

Закрилки літака. Основні види.

Закрилки - перший з придуманих різновидів механізації крила, вони ж і найефективніші. Вони широко застосовувалися ще до Другої Світової війни, а на її протязі та після їх конструкція була доопрацьована і також були винайдені нові види закрилок. Основними характеристиками, які вказують на те, що цей закрилок справді є ним – його розташування та маніпуляції, які з ним відбуваються. Закрилки завжди знаходяться на задній кромці крила і завжди опускаються вниз і, до того ж, можуть висуватися назад. При опусканні закрилка збільшується кривизна крила, його висування – площа. А якщо підйомна сила крила прямо пропорційна його площі та коефіцієнту підйомної сили, то якщо обидві величини збільшуються, закрилок виконує свою функцію найбільш ефективно. За своїм пристроєм та маніпуляціями закрилки діляться на:

• прості закрилки (найперший і найпростіший вид закрилок)
• щитові закрилки
• щілинні закрилки
• закрилки Фаулера (найбільш ефективний і найбільш широко застосовуваний у цивільній авіації вид закрилок)

Яким чином функціонують всі вищезазначені закрилки показано на схемі. Простий закрилок, як видно зі схеми, просто задній край крила, що відхиляється вниз. Таким чином, кривизна крила збільшується, проте область низького тиску над крилом зменшується, тому прості закрилки менш ефективні, ніж щитові верхня кромка яких не відхиляється і область низького тиску не втрачає в розмірах.

Щілинний закрилок отримав свою назву через утворену ним щілину після відхилення. Ця щілина дозволяє проходити повітряного струменя до області низького тиску і спрямована вона таким чином, щоб запобігати зриву потоку (процес, під час якого величина підйомної сили різко падає), надаючи йому додаткову енергію.

Закрилок Фоулера висувається назад і вниз, чим збільшує площу і кривизну крила. Як правило, він сконструйований таким чином, щоб при його висуванні ще й створювалася щілина, або дві або навіть три. Відповідно він виконує свою функцію найефективніше і може давати приріст у підйомній силі до 100%.

Передкрилки. Основні функції.

Передкрилки – поверхні, що відхиляються на передній кромці крила. За своєю будовою та функціями вони схожі із закрилками Фаулера – відхиляються вперед і вниз, збільшуючи кривизну і трохи площу, утворюють щілину для проходу повітряного потоку до верхньої кромки крила, чим сприяють збільшенню підйомної сили. Передкрилки, що просто відхиляються вниз, які не створюють щілини називаються носками, що відхиляються і тільки збільшують кривизну крила.

Спойлери та їх завдання.

Спойлери. Перед розглядом спойлерів, слід зазначити, що з створенні додаткової підйомної сили всіма переліченими пристроями створюється додатковий лобовий опір, що веде до зниження швидкості. Але це відбувається як наслідок підвищення підйомної сили, тоді як завдання спойлерів – саме значне підвищення лобового опору та притискання літака до землі після торкання. Відповідно, це єдиний пристрій механізації крила, який знаходиться на верхній його поверхні і відхиляється вгору, чим і створюється притискна сила.