Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Флаперон
Аэродинамический орган управления летательным аппаратом

Описание

Механизация крыла — совокупность устройств на крыле летательного аппарата, предназначенных для регулирования его несущих свойств. Механизация включает в себя закрылки, предкрылки, интерцепторы, спойлеры, флапероны, активные системы управления пограничным слоем.
Флаперонаэродинамический орган управления летательным аппаратом, выполняющий функции элерона и (или) закрылка. Конструкция флаперона подобна конструкции крыла. Флапероны при дифференциальном отклонении выполняют функцию элеронов, а при синфазном - функцию закрылок.
Элероны это аэродинамические органы управления, симметрично расположенные на задней кромке консолей крыла у самолётов нормальной схемы. Элероны предназначены в первую очередь для управления углом крена самолёта, при этом элероны отклоняются дифференциально (отдельно друг от друга), то есть, например, для крена самолёта вправо правый элерон поворачивается вверх, а левый — вниз; и наоборот. Крен — поворот объекта (судна, самолёта или корабля) вокруг его продольной оси. Принцип действия элеронов состоит в том, что у части крыла, расположенной перед элероном, поднятым вверх подъёмная сила уменьшается, а у части крыла перед опущенным элероном подъёмная сила увеличивается; создаётся момент силы, изменяющий скорость вращения самолёта вокруг оси, близкой к продольной оси самолёта.
Крен обозначен красной стрелкой
рис.1
Закрылки — отклоняемые поверхности, симметрично расположенные на задней кромке крыла. Закрылки в убранном состоянии являются продолжением поверхности крыла, тогда как в выпущенном состоянии могут отходить от него с образованием щелей. Используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полётe на малых скоростях.
Принцип работы закрылков заключается в том, что при их выпуске увеличивается кривизна профиля и (в некоторых случаях) площадь поверхности крыла, следовательно, увеличивается и подъёмная сила. Кроме того, выпуск закрылков способствует снижению скорости вследствие увеличения аэродинамического сопротивления. При выпуске закрылков на самолёт обычно действует дополнительный пикирующий момент, что может ухудшить качество управления самолётом.
Флапероны на самолете Kitfox Model 3
рис.2
Среди положительных факторов можно отметить, что использование флаперонов, вместо элеронов и закрылок по отдельности, может снизить общий вес самолета. Однако при отклонении флаперона вниз, в особенности на максимальный угол, его эффективность как элерона существенно снижается, а при выполнении разворотов создается значительное скольжение наружу, которое опасно штопором, особенно при заходе на посадку.
 

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

Применение механизации крыла (или, в частности, так называемых разрезных крыльев) было вызвано необходимостью увеличения скорости полета с сохранением взлетно-посадочных характеристик самолетов. В начале 30-х годов это было связано с переходом от схемы биплана к схеме моноплана. Схема свободнонесущего монопланного крыла позволяла избежать большого количества расчалок и стоек, характерных для бипланного крыла, и тем самым уменьшить лобовое сопротивление самолета. Однако переход от биплана к моноплану неизбежно приводил к уменьшению подъемной силы при взлетно-посадочных углах атаки. Этот недостаток монопланного крыла и должна была устранить механизация, которая первоначально решалась в виде щитков, отклоняемых от нижней поверхности крыла в области его задней кромки.
Вскоре после первых применений механизации она стала предметом теоретических и экспериментальных исследований. Использование идеальной невязкой жидкости при описании аэродинамических характеристик даже простейшего двумерного обтекания профиля с отклоненной механизацией может дать только грубые качественные результаты. Влияние вязкости, которая во многом определяет особенности обтекания механизированного и, в частности, разрезного крыла должно непременно учитываться в теоретических методах расчета. Одним из методов учета вязкости является замена контура профиля крыла с отклоненными предкрылком и закрылком контуром, координаты которого в направлении, перпендикулярном к поверхности, увеличены на толщину вытеснения. В ряде случаев такой метод дает удовлетворительные результаты в определении аэродинамических характеристик. Однако большое разнообразие различных видов механизации и необходимость решения трехмерной задачи существенно затрудняет использование теоретических методов определения аэродинамических характеристик.
Улучшение взлетно-посадочных характеристик самолета и, прежде всего, снижение его посадочной скорости и скорости отрыва на взлете обеспечивается применением средств механизации крыла. Флапероны широко применяются в сверхлёгких самолётах и радиоуправляемых авиамоделях при полётах на малых скоростях, а также на взлёте и посадке. Иногда применяется на более тяжелых самолётах (например, Су-27). Основное достоинство флаперонов — это простота реализации на базе уже имеющихся элеронов и сервоприводов.
 

 

Реализации эффекта

Крыло самолёта свободнонесущее. Отъёмные части (консоли) крыла имеют угол стреловидности по передней кромке 42о. Удлинение крыла 3.5, сужение – 3.4. Механизация представлена отклоняемыми флаперонами площадью 4.9 м2, выполняющими функции закрылков и элеронов, и двухсекционными поворотными носками площадью 4.6 м2. Углы отклонения флаперонов +35…20о, носков – 30о. Выпуск флаперонов и отклонение носков производится на взлётно-посадочных режимах, а также при маневрировании с приборными скоростями до 860 км/ч.
Конструктивно каждая консоль крыла состоит из силового кессона, носовой и хвостовой частей, механизации и законцовки. Силовой кессон состоит из трех стенок, верхней и нижней панелей и нервюр. Часть кессона выполнена герметичной и образует топливный бак-отсек. Верхняя и нижняя панели кессона сборные. Носовая часть консоли расположена между передним лонжероном и кессоном и предназначена для размещения коммуникаций и агрегатов управления поворотным носком. Хвостовая часть между кессоном и задней стенкой служит для размещения коммуникаций и агрегатов управления флапероном.
На усиленных нервюрах каждой консоли имеются узлы установки трёх пилонов для подвески вооружения. На торцах законцовки крыла установлена гребенка для крепления ещё одного пускового устройства для управляемых ракет класса «воздух-воздух» ближнего боя. Вместо последнего на торцы крыла могут устанавливаться контейнеры с аппаратурой РЭП. Двухсекционный поворотный носок навешен на консоль на петлевых опорах при помощи шомполов. Конструктивно носок состоит из обшивки и силового набора, состоящего из лонжерона и диафрагм. Односекционный поворотный флаперон навешивается на консоль на кронштейнах хвостовой части крыла и управляется гидроцилиндрами.
Схема истребителя Су-30
рис.1
 

 

Махолёт, орнитоптер — аэродинамический летательный аппарат, движителем которого является машущее крыло. Таким образом летают птицы, насекомые и летучие мыши, и человек издавна стремился имитировать их полёт. Но к нынешнему времени махолёты в основном строятся таких же размеров, как птицы и насекомые, создание более крупных махолётов сталкивается со значительными трудностями. Тем не менее предпринималось много попыток построить махолёт, которым мог бы управлять человек, и некоторые такие махолёты были способны летать (правда, только на небольшие дистанции).
Махолет 1. Измененный центроплан 2. Силовая установка 3. Воздухозаборник 4. Ось вращения крыла 5. Крыло 6. Флаперон
рис.1

 

Литература

1. Прохоров А.М. Большой энциклопедический словарь М:Большая российская энциклопедия,1998

2. Петров К. Аэродинамика элементов летательного аппарата М:Машиностроение,1985

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина