Clapa
Flap - o suprafață deflectabilă profilată, situată simetric pe marginea de fugă a aripii, un element de mecanizare a aripii . Flapsurile în stare retrasă sunt o continuare a suprafeței aripii, în timp ce în stare extinsă se pot îndepărta de ea cu formarea de fisuri. Sunt folosite pentru a îmbunătăți capacitatea de transport a aripii în timpul decolării, urcării, coborârii și aterizării, precum și atunci când zboară la viteze reduse. Există multe tipuri de modele de clapete.
Cum funcționează clapele
Principiul de funcționare al clapetelor este că atunci când sunt extinse, curbura (Cy) a profilului crește și (în cazul clapetelor retractabile [1] , care sunt numite și clapete Fowler [2] ) aria suprafeței aripa (S), prin urmare, capacitatea portantă a aripii crește și ea. Capacitatea portantă crescută a aripii permite aeronavelor să zboare fără a sta la viteze mai mici. Astfel, extinderea flapurilor este o modalitate eficientă de a reduce vitezele de decolare și aterizare. A doua consecință a extinderii flapurilor este o creștere a rezistenței aerodinamice . Dacă, în timpul aterizării , rezistența crescută contribuie la frânarea aeronavei, atunci în timpul decolării , rezistența suplimentară ia o parte din forța motorului . Prin urmare, la decolare, flapsurile sunt eliberate, de regulă, la un unghi mai mic decât în timpul aterizării. A treia consecință a eliberării flapurilor este reechilibrarea longitudinală a aeronavei datorită apariției unui moment longitudinal suplimentar. Acest lucru complică controlul aeronavei (la multe aeronave moderne, momentul de scufundare în timpul eliberării flapurilor este compensat prin rearanjarea stabilizatorului la un anumit unghi negativ sau prin devierea stabilizatorului care se mișcă). Clapele care formează fante profilate în timpul eliberării se numesc clapete cu fante. Clapele pot consta din mai multe secțiuni, formând mai multe fante (de obicei de la una la trei).
De exemplu, pe Tu-154M se folosesc clapete cu două fante, iar pe Tu-154B - cele cu trei fante. Prezența golului permite fluxului să curgă din zona de înaltă presiune (suprafața inferioară a aripii) în zona de joasă presiune (suprafața superioară a aripii). Fantele sunt profilate astfel încât jetul care curge din ele este direcționat tangențial la suprafața superioară, iar secțiunea fantei ar trebui să se îngusteze treptat pentru a crește viteza de curgere. După trecerea prin fantă, jetul de înaltă energie interacționează cu stratul limită „flacid” și previne formarea turbiilor și separarea fluxului. Acest eveniment vă permite să „împingeți înapoi” blocul de pe suprafața superioară a aripii la unghiuri de atac mai mari și valori mai mari de portanță.
Eliberarea și retragerea clapetelor se poate face automat sau prin comandă din cabina de pilotaj folosind acționări hidraulice, pneumatice și electrice. Primele aeronave cu aripă mecanizată cu marginea de fugă au fost construite în anii 1920. În URSS, clapele au fost instalate pentru prima dată pe aeronavele R-5 , R-6 . Utilizarea mai răspândită a flapurilor a început în anii 1930, când schema monoplanului în consolă a devenit larg răspândită .
La aeronavele moderne, acționarea clapetei este adesea un singur motor electric sau hidraulic, de obicei cu două canale (duplicat), care, prin arbori, transmite cuplul mecanismului șurub pentru deplasarea clapetei, iar clapetele în sine se deplasează de-a lungul ghidajelor longitudinale (șine ). În transmisia clapetelor sunt instalați mai mulți senzori, care monitorizează poziția unghiulară a clapetelor din dreapta și din stânga, precum și nepotrivirea acestora între ele, atunci când pragul cărora este depășit, automatizarea blochează mișcarea ulterioară a acestora și, în unele cazuri, se sincronizează forțat. („rezistă”). Senzorii de poziție limită împiedică clapetele să ajungă la opritoarele mecanice în timpul retragerii și extinderii, ceea ce reduce sarcina mecanică asupra transmisiei. În plus, se pot folosi ambreiaje cu frecare care funcționează atunci când este depășită o forță predeterminată (de exemplu, când transmisia este blocată). În plus, între clapete poate fi instalat un arbore de sincronizare. Mânerul de control al clapetelor din cockpit permite, de obicei, extinderea clapetelor la orice unghi (prevăzut de proiectare), dar deseori se realizează blocaje mecanice în mecanismul mânerului pentru pozițiile principale de operare ale clapetelor (de obicei pentru poziția de zbor retrasă, intermediară). decolare și aterizare completă).
Tipuri de clape
În funcție de designul și manipularea lor, clapele sunt împărțite în:
- Clapa simplă (rotativă) . Cel mai simplu tip de clapete. Mărește portanța prin creșterea curburii profilului. Aceasta este pur și simplu marginea de fugă a aripii deviată în jos. Aceasta crește presiunea pe suprafața inferioară a aripii. Cu toate acestea, zona de presiune scăzută deasupra aripii este redusă, astfel încât clapetele simple sunt mai puțin eficiente decât clapele de scut.
- Clapa de scut . Poate fi simplu și retractabil. Flapsuri simple - o suprafață controlabilă care, în poziția retrasă, se potrivește perfect pe suprafața inferioară din spate a aripii. Odată cu deviația unui astfel de scut între acesta și suprafața superioară a aripii, se formează o zonă de rarefiere. Prin urmare, stratul limită superior este oarecum absorbit în această zonă. Acest lucru îi întărește separarea la unghiuri înalte. Aceasta crește viteza de curgere peste aripă. În plus, atunci când clapeta este deviată, curbura profilului crește. De jos are loc o decelerare suplimentară a debitului și o creștere a presiunii. Forța totală de ridicare crește. Acest lucru permite aeronavei să zboare cu viteză mică. Scutul retractabil nu numai că se aplecă în jos, dar se extinde și înapoi. Eficiența unui astfel de scut este mai mare, deoarece zona de presiune crescută sub aripă crește, iar condițiile de aspirare a stratului limită de sus se îmbunătățesc. Când utilizați flaps, forța de ridicare în modul de aterizare poate crește până la 60%. Scuturile sunt utilizate în principal pe aeronavele ușoare.
- Clapeta cu fante . Și-a primit numele din cauza golului format de acesta după abatere. Acest gol permite trecerea jetului de aer în zona de presiune scăzută și este direcționat în așa fel încât să împiedice blocarea fluxului, oferindu-i energie suplimentară. Spațiul dintr-o astfel de clapă se îngustează și aerul care trece prin el se accelerează. Apoi, el, interacționând cu stratul limită, îl accelerează, împiedicând separarea lui și crescând forța de ridicare. Există de la una până la trei astfel de sloturi pe flapurile aeronavelor moderne, iar creșterea totală a portanței atunci când sunt utilizate ajunge la 90%.
- Eleron-flap (în caz contrar - eleron sau flaperon planant) . Suprafața mobilă de pe marginea de fugă a aripii, care în zbor acționează ca un eleron și servește la controlul ruliului, adică clapele eleronului din planurile stânga și dreapta deviază diferențial. În timpul decolării/aterizării, flapsurile eleronilor de pe ambele planuri ale aripii deviază sincron în jos, crescând portanța aripii. Din punct de vedere structural, se disting clapele-eleron, care în modul clapete lucrează la un anumit unghi fix, sau clapele-eleron, care, după deviația sincronă, continuă să funcționeze diferențial pentru a controla ruliu. În general, eleron-flapsele sunt mai puțin eficiente decât cele cu fante și sunt forțate să fie utilizate, din cauza imposibilității tehnice a instalării flaps-urilor independente (de exemplu, la aeronavele ușoare) sau a spațiului insuficient pe aripă (Su-27).
- Clapa lui Fowler este o clapă retractabilă. Se extinde înapoi și în jos, ceea ce mărește aria și curbura aripii. De regulă, este proiectat în așa fel încât atunci când este extins, se creează și un gol, sau două, sau chiar trei. În consecință, își îndeplinește funcția cel mai eficient și poate oferi o creștere a ridicării de până la 100%.
- Flap Junkers . Acesta este un tip de clapete fante, a căror secțiune exterioară este folosită ca eleroni pentru controlul ruliului, iar cele două secțiuni interioare acționează ca clapete. A fost folosit în proiectarea mecanizării aripii aeronavei de atac germane Junkers Ju 87 .
- Lambou Gouja . Acesta servește la îmbunătățirea performanței de aterizare, în special pentru a reduce viteza de aterizare . În lambourile Gouja, odată cu creșterea concavității, aria aripii crește . Acest lucru face posibilă reducerea distanței de decolare și creșterea portanței . Acest tip de flap a fost folosit cu succes pe aeronave precum Short Sunderland și Short Stirling . Clapeta a fost inventată în 1936 de inginerul englez Sir Arthur Goudge de la Short Brothers .
- Clapa lui Jungman . Folosit în proiectarea avionului de luptă britanic „Firefly” . În poziția eliberată, zona aripii și portanța au fost semnificativ crescute. Trebuiau să fie folosite nu numai în timpul decolării și aterizării, ci și în zbor.
- Clapa cu suflare a stratului limită . O clapă echipată cu un sistem de control al stratului limită. Sistemul de suflare a stratului limită de la flaps este conceput pentru a îmbunătăți caracteristicile de aterizare ale aeronavei. Esența controlului stratului limită este de a asigura un flux continuu în jurul aripii într-o gamă suficient de mare de unghiuri de atac prin creșterea energiei stratului limită. Stratul limită apare ca urmare a frecării vâscoase a fluxului de aer pe suprafețele aerodinamice ale aeronavei, iar viteza curgerii lângă piele scade brusc la zero. Impactul asupra stratului limită este conceput pentru a slăbi sau a preveni separarea curgerii pe suprafața raționalizată, pentru a menține fluxul laminar .
- Clapa reactivă . Este un curent plat de aer care curge cu viteză mare peste marginea de fugă la un unghi față de suprafața de sub aripa. Datorită clapei cu jet, aria efectivă a aripii crește, natura curgerii profilului aerodinamic se modifică, datorită impulsului jetului care iese, se creează o componentă verticală a forței care descarcă aripa. Utilizarea unei clapete de jet face posibilă obținerea unei valori mari a coeficientului de forță de ridicare, totuși, aceasta necesită un coeficient de impuls semnificativ mai mare al jetului suflat decât pentru controlul stratului limită. Eficacitatea clapetei cu jet scade foarte mult odată cu scăderea raportului de aspect al aripii. Aproape de sol, clapeta cu jet nu furnizează valorile calculate ale creșterii coeficientului de ridicare. Așa se explică faptul că clapeta cu jet nu s-a răspândit încă și se află în stadiul de dezvoltare experimentală și teoretică [3] .
- Flap Gurney . O clapă la capătul unei aripi perpendicular pe planul acesteia.
- Flap Coande . O clapă care menține o curbură constantă a suprafeței superioare atunci când este deviată și este suflată de un curent de aer comprimat sau de un curent cu jet al unui motor cu reacție de aer. Conceput pentru a crește portanța aripii datorită deviației jetului datorită efectului A. Coande (capacitatea jetului de a se lipi de o suprafață solidă pe care este suflat) și a efectului de supracirculație.
Galerie
-
Airbus A310 șipci și clapete complet extinse
-
Aripa Boeing 737
-
Clapa simplă (rotativă).
-
Clapa de scut Avro Lancaster
-
Clapeta și sarcinile care acționează asupra acesteia
Vezi și
Note
- ↑ Dicționar de termeni: FLAPS RETRACTABILE . Consultat la 1 iunie 2010. Arhivat din original pe 10 februarie 2012.
- ↑ Flaps Fowler (link inaccesibil) . Consultat la 1 iunie 2010. Arhivat din original pe 2 septembrie 2009.
- ↑ Jet flap Arhivat 8 august 2014 la Wayback Machine //stroimsamolet.ru
Link -uri
- Mecanizarea aripilor aeronavei.
- Flapsuri
- redactor-șef G.P. Svișciov. Flap // Aviație: Enciclopedie. - Marea Enciclopedie Rusă . - M. , 1994.
 Dicționare și enciclopedii | |
|---|---|
| În cataloagele bibliografice |