Křídlo (letectví)

Profil křídla je povrch poskytuje výtah z o aerodyn o vychýlení bloku o hmotnosti vzduchu, vzhledem k jeho pohybu. V případě zařízení s „pevným křídlem“ ( letoun nebo kluzák ) se jedná o křídlo , na rozdíl od zařízení s rotačním křídlem ( vrtulník , vírník ), kde se jedná o rotor .

Popis

Historický

Plocha plachty potřebná pro let závisí na hmotnosti a rychlosti, a tedy na výkonu dostupných motorů. Na začátku letectví byly dostupné motory těžké a ne příliš silné, rychlost nízká; proto byla vyžadována velká nosná plocha, což vedlo ke konstrukci aerodynes s několika na sebe položenými křídly spojenými navzájem stožáry a kryty, protože tehdejší technika neumožňovala konstrukci křídel s velkým poměrem stran. Víceplošná zařízení byla proto v počátcích letectví častou konfigurací.

V první polovině XX th  byly století postaven letadla za dvojplošníky (dvě překrývající se křídla) nebo trojplošník (třívrstvé markýzy). To umožnilo získat další vztlak, aniž by se příliš zvětšilo rozpětí a hmotnost křídla. S nárůstem výkonu motoru, objevením se nových konstrukčních metod a nových materiálů, zlepšením výpočtových a dimenzovacích prostředků a rozvojem vědy o odolnosti materiálů pomohla konstrukce letounů u tlustších kovových blatníků, ale bez krytů snížit odpor a získat rychlost.

Od druhé světové války byly téměř všechny letouny jednoplošníky  : jejich křídla se skládají ze dvou konzolových nebo konzolových křídel umístěných na každé straně trupu .

Poloha na trupu

Křídla se rozlišují podle jejich umístění na trupu:

Vysoká křídla umožňují zvedání motorů a vrtulí, aby se vyrovnalo požití cizích těles (nebo vody v případě hydroplánů, jako u Beriev Be-200 ) nebo se usnadnila přeprava objemných nákladů v nákladním prostoru (např. Transall C-160). Na lehkých letadlech pro cestující poskytují lepší výhled dolů, s výjimkou zatáček (např. Cessna 152 ).

Terminologie

Podélně: přední hrana se nazývá přední hrana a zadní hrana zadní hrana .

Příčný: spojení křídla s trupem se nazývá kořen . Spojení náběžné hrany s trupem lze prodloužit dopředu o vrchol ( LERX ).

Konec křídla (nebo lososa ) lze jednoduše vyříznout čistý nebo zakončit speciálním tvarem zakřiveným nahoru nebo dolů. K dispozici jsou také okrajová ploutve nebo křidélka , jednoduchá (nahoru) nebo dvojitá (nahoru a dolů). Na konci křídla jsou umístěna světla navigace: červená vlevo a zelená vpravo.

Struktura

Každé půlkřídlo je tvořeno jedním (nebo více) nosníky připevněnými k trupu na úrovni kořene . Tyto žebra podporují horní plochy ( horní ) a dolní ( spodní ) a vysílací aerodynamické zatížení na nosníky. Přístřešek může být také podporou pro různé navigační systémy, jako jsou poziční světla (na koncích), přistávací světla nebo pilotování (detektor pádu). Jsou k němu připojena i další zařízení, například tenké tyče někdy zakončené kartáčky z uhlíkových vláken ( zařízení pro potenciální ztrátu ), které umožňují eliminovat elektrostatický náboj tvořený třením vzduchu.

Konstrukce křídla.jpg
  1. Rozteč
  2. Longerons
  3. Žebra
  4. Náběžná hrana
  5. Odtoková hrana
  6. Losos
Mobilní povrchy

Křídlo má pohyblivé povrchy umožňující měnit zdvih a odpor:

a ovládací plochy umožňující ovládání letounu:

Ovládací plochy na křídle letadla.svg
  1. Křídlo
  2. Nízkorychlostní křidélka
  3. Vysokorychlostní spojler
  4. Uzavírací kolejnice
  5. Tryska náběžné hrany typu Krüger
  6. Nos náběžné hrany lamelového typu
  7. Vnitřní okenice typu Fowler
  8. Vnější rolety typu Fowler
  9. Spoiler ( zvedací zařízení a spoiler )
  10. Spoiler ( zvedací zařízení a spoiler )
načítání

Křídlo lze také použít jako připevňovací bod pro motory , pro podvozek a pro přepravu nákladu na vojenských letadlech . Obecně obsahuje kesony sloužící jako palivové nádrže.

Geometrie a aerodynamika křídla

Geometrie křídla je definována podle několika prvků (viz aerodynamika definice pojmů vztahujících se k křídlu letadla):

Klasický zdvih a stabilizace (pasivní)

Případ dvou povrchů

Stabilita rozteče se obvykle získá specifickým umístěním těžiště a rozdílem zdvihu dvou nosných ploch vzdálených od sebe.

Tyto dva povrchy mají časování různé: jedná se o podélný V . Povrchy lze uspořádat několika způsoby:

Účinek rozdílu v nastavení je následující: pokud narušení zvětší úhel náběhu, výtah roviny výtahu se mění proporcionálně více než výtah hlavního křídla. To způsobí kousací moment, který sníží výskyt.

Kvantifikovaný příklad:

Náraz hlavního křídla ve stabilizovaném letu: 3 ° (nulový úhel zdvihu profilu - 4 °) Úhel náběhu při stabilizovaném letu hloubkové roviny: 1 ° Zvyšte výskyt v důsledku rušení: 1 ° Zvýšení zdvihu hlavního křídla: 14% (7 ° + 1 ° ve srovnání s 7 °) Zvýšení zdvihu hloubkové roviny: 100% (1 ° + 1 ° ve srovnání s 1 °) Případ jednoho povrchu

Řešení ( Létající křídlo s nebo bez šípu, Delta křídlo ) jsou různorodá:

křídlo bez šípu, použití profilu s dvojitým zakřivením (kladný v přední části profilu a záporný v zadní části), zametl křídlo a negativní kroucení. Křídlo (dále dozadu a slabší rozteč) působí jako stabilizační ocas, trojúhelníkové křídlo, symetrický nebo nízký profil zakřivení, vyvýšeniny mírně vyvýšené (s dvojitým profilem zakřivení)

Při absenci zadního stabilizátoru je podélná stabilita, získaná zařízeními snižujícími zdvih, nízká a neumožňuje namontování klapek, které by způsobovaly příliš vysoké momenty sklopení nosu. Maximální koeficient zdvihu zůstává omezený, což nutí zvětšit plochu křídla.

Asistovaná stabilizace (aktivní)

V tomto případě může být letoun vycentrován více vzadu a aerodynamicky nestabilní. Stabilizaci výšky zajišťuje počítač a akční členy, které neustále ovládají kormidla (létají po drátu). Vzhledem k tomu, že ocas je méně spoiler, odpor v důsledku stabilizace je nižší.

Úhel výložníku

  • Rovná křídla (kolmá k trupu) s nulovým průhybem jsou přizpůsobena podzvukovým rychlostem ( <Mach 0,7 )
  • Šipka křídel má menší odpor za 0,7-0,8 Machu jako přímá křídla.
  • Reverzní zametl křídla , zřídka realizovány a upřednostňují manévrovatelnost před stabilitou
  • Křídla s variabilní geometrií jsou schopna upravit vychýlení za letu, aby využily výhod, které nabízejí přímá křídla a delta křídla . Navrhli jej němečtí aerodynamika během čtyřicátých let minulého století a až do sedmdesátých let byla používána v letadlech jako F-14 Tomcat , F-111 , Tornado , Su-17/20/22 a MIG-23 . Experimentální konfigurace (nepokračuje se) je konfigurace šikmého křídla (rovina X, nezaměňovat s X-křídlem ), která se může otáčet kolem připojovacího bodu umístěného na trupu a tak na jedné straně představovat kladnou šipku. a negativní na straně druhé. Aby prozkoumala tento koncept, NASA Ames letěl s prototypem AD-1 postaveným Burtem Rutanem v letech 1979 až 1982.

Formulář plánu

  • Eliptická křídla . Křídla s eliptickým rozložením výtahu mají teoreticky minimální indukovaný odpor při podzvukových rychlostech ( Supermarine Spitfire ). V praxi není výhoda oproti lichoběžníkovému křídlu významná.
  • Křídla Delta ( Mirage III , Concorde ) mají optimální výkon při nadzvukových rychlostech (jemnost kolem 7), ale jsou méně efektivní při podzvukových rychlostech (Concorde jemnost v podzvukových 11,5 namísto 18 až 20 pro Airbus)
  • Křídla Rogallo jsou dva duté poloviční kužele z látky, jedno z nejjednodušších křídel, které lze postavit,
  • Tyto kruhové křídla se přidaly profilů a lepší aerodynamickou účinnost (teoreticky, vždy), že ploché křídla pro stejný poměr expozice (?). V praxi jsou nosné roviny, které se setkávají na jejich konci, podélně mírně posunuty, což vede k obtížím při stabilizaci výšky tónu, což snižuje hodnotu vzorce.

Aplikace aerodynamiky na křídle

Když se tento přívěsek pohybuje v tekutině, jeho konkrétní tvar indukuje trakci z intrados směrem k extrados , kolmo k rovině jejich tváře. Pokud je touto tekutinou vzduch, umožňuje let. Ale když se nepohybuje v tekutině, jeho tvar indukuje trakci z horního povrchu směrem k dolnímu povrchu, rovnoběžně s rovinou jejich tváře a rovnou vztahu X² / UZ + 3-2QS² nebo, jednodušeji, k tlaková delta v důsledku rozdílu rychlostí proudění mezi oběma plochami (viz Bernoulli ).

Poznámky a odkazy

  1. Lexikografické a etymologické definice „Voilure“ (ve smyslu B) počítačové pokladnice francouzského jazyka na webových stránkách Národního centra pro textové a lexikální zdroje
  2. viz: Různé úhly , lavionnaire.fr, přístup 23. dubna 2020
  3. Podívejte se, jak to letí. Kapitola 6.1 Základní princip stability

Dodatky

Související články

Externí odkaz