Войти
Положение закрылков задней кромки типичного авиалайнера (здесь Airbus A300 ). На этом снимке закрылки выдвинуты; также обратите внимание на выдвинутые предкрылки передней кромки.A закрылки - это устройство большой подъемной силы, используемое для уменьшения скорости сваливания самолета самолета крыло при заданном весе. Закрылки обычно устанавливаются на задних кромках крыла самолетов с неподвижным крылом. Закрылки используются для уменьшения взлетной и посадочной дистанций. Закрылки также вызывают увеличение сопротивления, поэтому они убираются, когда они не нужны.
Закрылки, устанавливаемые на большинстве самолетов, являются закрылками с частичным размахом; по размаху от около основания крыла до внутреннего конца элеронов. Когда закрылки с частичным размахом выпускаются, они изменяют распределение подъемной силы по размаху крыла, заставляя внутреннюю половину крыла обеспечивать увеличенную долю подъемной силы, а внешней половине - уменьшенную часть подъемной силы. лифт. Уменьшение доли подъемной силы, создаваемой внешней половиной крыла, сопровождается уменьшением угла атаки на внешней половине. Это полезно, поскольку увеличивает запас над срывом внешней половины, поддерживая эффективность элеронов и уменьшая вероятность асимметричного сваливания, а раскручивание.
Расширение закрылков увеличивает изгиб или кривизна крыла, повышающий максимальный коэффициент подъемной силы или верхний предел подъемной силы, которую может создать крыло. Это позволяет летательному аппарату создавать необходимую подъемную силу на более низкой скорости, снижая минимальную скорость (известную как скорость сваливания), при которой самолет будет безопасно поддерживать полет. Увеличение развала также увеличивает сопротивление крыла лобовое сопротивление, что может быть полезным при заходе на посадку и посадке, поскольку позволяет летательному аппарату снижаться под более крутым углом. Для большинства конфигураций самолетов полезным побочным эффектом от раскрытия закрылков является уменьшение угла тангажа самолета, что приводит к опусканию носовой части самолета, тем самым улучшая обзор взлетно-посадочной полосы над носовой частью самолета во время посадки. Однако еще один побочный эффект, зависящий от типа закрылка, его расположения на крыле и скорости раскрытия во время его выпуска, заключается в том, что закрылки вызывают уменьшение указанного (или относительно неизменного аэродинамического профиля) угла атаки за короткое время из-за увеличение момента тангажа при опускании носовой части, которое характерно для всех закрылков задней кромки, а также закрылков передней кромки, за которым следует подъем носовой части (тангаж ) из-за увеличения подъемной силы, Таким образом, пилот не может видеть взлетно-посадочную полосу, если никакие действия не предпринимаются на вводе тангажа.
Существует множество различных конструкций закрылков, выбор которых зависит от размера, скорости и сложности летательного аппарата, на котором они будут использоваться, а также от эпохи, в которой самолет был разработан. Обычные закрылки, закрылки с прорезями и закрылки Фаулера являются наиболее распространенными. Закрылки Крюгера расположены на передней кромке крыльев и используются на многих реактивных авиалайнерах.
Закрылки типа Fowler, Fairey-Youngman и Gouge увеличивают площадь крыла в дополнение к изменению развала. Большая подъемная поверхность снижает нагрузку на крыло, тем самым дополнительно снижая скорость сваливания.
Некоторые закрылки установлены в другом месте. Передние закрылки образуют переднюю кромку крыла и в раскрытом состоянии поворачиваются вниз, увеличивая развал крыла. Гоночный самолет de Havilland DH.88 Comet имел закрылки, идущие под фюзеляжем и впереди задней кромки крыла. Многие бипланы серии Waco Custom Cabin имеют закрылки по середине хорды на нижней стороне верхнего крыла.
Общее уравнение подъемной силы самолета демонстрирует эти отношения:
где:
- плотность воздуха,
- коэффициент подъемной силы, который определяется формой используемого аэродинамического профиля и углом, под которым крыло встречает воздух (или угол атаки).Здесь можно увидеть, что увеличение площади (S) и коэффициента подъемной силы (
Три оранжевых гондолы представляют собой обтекатели, оптимизирующие механизмы траектории закрылков. Закрылки (по две с каждой стороны, на Airbus A319 ) лежат прямо над ними. Выдвижение закрылков также увеличивает коэффициент аэродинамического сопротивления самолета. Следовательно, при любом заданном весе и скорости полета закрылки увеличивают силу сопротивления . Закрылки увеличивают коэффициент аэродинамического сопротивления самолета из-за более высокого сопротивления наведенного сопротивления, вызванного искаженным распределением подъемной силы по размаху крыла с выпущенными закрылками. Некоторые закрылки увеличивают площадь крыла, и для любой заданной скорости это также увеличивает составляющую паразитного сопротивления общего сопротивления. Таким образом, закрылки широко используются для взлета и посадки на короткие расстояния (STOL ).
Cessna 172RG с убирающимся шасси и закрылками Фаулера, установленными на 10 ° для взлета с короткого поля В зависимости от типа самолета закрылки могут быть частично выпущены на взлет. При использовании во время взлета закрылки меняют расстояние до взлетно-посадочной полосы на скорость набора высоты: использование закрылков снижает крен, но также снижает скорость набора высоты. Количество закрылков, используемых при взлете, индивидуально для каждого типа самолета, и производитель предложит ограничения и может указать ожидаемое снижение скорости набора высоты. Руководство пилота Cessna 172S обычно рекомендует закрылки 10 ° при взлете, особенно когда земля неровная или мягкая.
Закрылки во время крена после приземления, с интерцепторы подняты, увеличивая лобовое сопротивление. 
Североамериканский учебно-тренировочный самолет Т-6 с раздельными закрылками Закрылки могут быть полностью выпущены для посадки, чтобы снизить скорость сваливания самолета, чтобы можно было приблизиться к посадке лететь медленнее, что также позволяет самолету приземляться на меньшем расстоянии. Более высокая подъемная сила и сопротивление, связанные с полностью выпущенными закрылками, позволяют более крутой и медленный подход к месту посадки, но создают трудности в управлении самолетами с очень низкой нагрузкой на крыло (т.е. имеющей небольшой вес и большую площадь крыла). Ветер поперек линии полета, известный как боковой ветер, заставляет наветренную сторону самолета создавать больше подъемной силы и сопротивления, заставляя самолет крениться, рыскать и отклоняться от предполагаемой траектории полета, и в результате многие легкие самолеты приземляются с уменьшенной настройки закрылков при боковом ветре. Кроме того, когда самолет находится на земле, закрылки могут снизить эффективность тормозов, поскольку крыло по-прежнему создает подъемную силу и не позволяет всей массе самолета опираться на шины, тем самым увеличивая тормозной путь, особенно на мокрой или обледенелой дороге. условия. Обычно пилот поднимает закрылки как можно быстрее, чтобы этого не произошло.
Некоторые планеры используют закрылки не только при посадке, но и при посадке. полет для оптимизации развала крыла для выбранной скорости. Во время термического сброса закрылки могут быть частично выдвинуты, чтобы снизить скорость сваливания, чтобы планер мог лететь медленнее и, таким образом, снизить скорость снижения, что позволяет планеру более эффективно использовать поднимающийся воздух термика. и повернуть круг поменьше, чтобы максимально использовать сердцевину термостата. На более высоких скоростях используется отрицательная установка закрылков для уменьшения момента тангажа носовой части вниз. Это снижает балансировочную нагрузку, требуемую на горизонтальный стабилизатор, что, в свою очередь, снижает дифферентное сопротивление, связанное с удержанием параплана в продольном дифференте. Отрицательный закрылок также может использоваться на начальном этапе запуска аэротранспорта и в конце разбега на посадку, чтобы обеспечить лучший контроль с помощью элеронов.
Подобно планерам, некоторые истребители, такие как Накадзима Ки-43 также использует специальные закрылки для улучшения маневренности во время воздушного боя, позволяя истребителю создавать большую подъемную силу на заданной скорости, что позволяет выполнять более крутые повороты. Используемые для этого закрылки должны быть спроектированы специально для того, чтобы выдерживать большие нагрузки, и большинство закрылков имеют максимальную скорость, с которой они могут быть открыты. Линия управления модели самолетов, построенные для соревнований по высшему пилотажу, обычно имеют систему закрылков для маневрирования, которая перемещает их в направлении, противоположном рулям высоты, чтобы помочь уменьшить радиус маневра.
Выдвижные закрылки часто проходят по направляющим. Если они выходят за пределы конструкции крыла, они могут быть обтеканы, чтобы упростить их и защитить от повреждений. Некоторые обтекатели гусеницы закрылков предназначены для работы в качестве противоударных элементов, которые уменьшают сопротивление, вызванное локальными звуковыми ударными волнами, когда воздушный поток становится трансзвуковым на высоких скоростях.
Упорные заслонки или зазоры в закрылках задней кромки могут потребоваться для минимизации помех между потоком двигателя и выпущенными закрылками. В отсутствие внутреннего элерона, который обеспечивает зазор во многих установках закрылков, может потребоваться модифицированная секция закрылков. На самолетах Boeing 757 упорная заслонка была обеспечена одинарным щелевым закрылком между внутренним и внешним двухщелевым закрылками. У самолетов A320, A330, A340 и A380 нет внутреннего элерона. В сплошной заслонке с одной прорезью не требуется упорный затвор. Помехи в случае ухода на второй круг, когда закрылки все еще полностью раскрыты, могут вызвать повышенное сопротивление, которое не должно ухудшать градиент набора высоты.
Закрылки и устройства большой подъемной силы. Лоскут Гурни преувеличен для ясности. Обдувной клапан пропускается, поскольку он модифицирован из любого другого типа. Бледные линии обозначают линию движения, а зеленые обозначают настройку закрылка, используемую во время погружения. Задняя часть аэродинамического профиля вращается вниз на простом шарнире, установленном в передней части закрылка. Королевский авиационный завод и Национальная физическая лаборатория в Соединенном Королевстве испытывали закрылки в 1913 и 1914 годах, но они никогда не устанавливались на реальных самолетах. В 1916 году Fairey Aviation Company внесла ряд улучшений в Sopwith Baby, которые они перестраивали, в том числе их запатентованное устройство для переключения передач изгиба, сделав Fairey Hamble Baby как его переименовали, первый самолет с закрылками. Это были закрылки полного размаха с элеронами, что делало его также первым экземпляром флаперонов. Однако компания Fairey была не одинока: в 1917 году Breguet вскоре включил автоматические закрылки в нижнее крыло своего Breguet 14 разведчика / бомбардировщика. Благодаря большей эффективности закрылков других типов, простые клапан обычно используется только там, где требуется простота.
Задняя часть нижней поверхности аэродинамического профиля откидывается вниз от передней кромки закрылка, в то время как верхняя поверхность остается неподвижной. Это может вызвать большие изменения в продольном дифференте, наклон носа вниз или вверх. При полном отклонении закрылки действуют как спойлер, значительно увеличивая коэффициент лобового сопротивления. Это также немного увеличивает коэффициент подъемной силы. Он был изобретен Орвиллом Райтом и Джеймсом М. Х. Джейкобсом в 1920 году, но стал распространенным только в 1930-х годах, а затем был быстро вытеснен. Douglas DC-1 (прародитель DC-3 и C-47) был одним из первых из многих типов самолетов, в которых использовались разделенные закрылки.
Зазор между закрылком и крылом заставляет воздух под высоким давлением из-под крыла пересекать закрылок, помогая воздушному потоку оставаться на закрылке, увеличивая подъемную силу по сравнению с раздельным закрылком. Кроме того, подъемная сила по всей хорде основного аэродинамического профиля значительно увеличивается, поскольку скорость воздуха, покидающего его заднюю кромку, увеличивается с типичных 80% набегающего потока без закрылков до скорости более высокоскоростного воздушного потока с более низким давлением. вокруг передней кромки закрылка с прорезью. Любой закрылок, позволяющий воздуху проходить между крылом и закрылком, считается закрылком с прорезями. Откидная створка с прорезями стала результатом исследований в Handley-Page, разновидности прорези, которая датируется 1920-ми годами, но не получила широкого распространения до гораздо более позднего времени. Некоторые закрылки используют несколько прорезей для дальнейшего усиления эффекта.
Разъемная заслонка, которая сдвигается назад, прежде чем откидываться вниз, тем самым увеличивая сначала хорду, а затем изгиб. Закрылок может быть частью верхней поверхности крыла, как простой закрылок, а может и не быть, как раздельный закрылок, но он должен сдвигаться назад перед опусканием. В качестве отличительной черты - в отличие от клапана Gouge Flap - он всегда обеспечивает эффект прорези. Изобретены Харланом Д. Фаулером в 1924 году и протестированы Фредом Вейком в NACA в 1932 году. Впервые они были использованы на Martin 146 прототип в 1935 году и в производстве 1937 года Lockheed Super Electra, и до сих пор широко используются на современных самолетах, часто с несколькими слотами.
Плоский закрылок с прорезями, закрепленный ниже задней кромки крыла и вращающийся вокруг его передней кромки. Когда он не используется, он имеет большее сопротивление, чем другие типы, но более эффективен для создания дополнительной подъемной силы, чем простой или раздельный клапан, сохраняя при этом их механическую простоту. Изобретенные Отто Мадером в компании Junkers в конце 1920-х годов, они чаще всего использовались на Junkers Ju 52 и Junkers Ju 87 Stuka, хотя такой же базовый дизайн можно найти и на многие современные сверхлегкие самолеты, такие как Denney Kitfox. Этот тип закрылка иногда называют закрылком с наружным аэродинамическим профилем.
Тип разделенного закрылка, который скользит назад по изогнутым дорожкам, заставляя заднюю кромку опускаться, увеличивая хорду и развал, не влияя на дифферент и не требуя дополнительных механизмов. Он был изобретен Артуром Гугом для Short Brothers в 1936 году и использовался на летающих лодках Short Empire и Sunderland, которые использовали самые Толстый профиль Shorts AD5. Short Brothers, возможно, была единственной компанией, использовавшей этот тип.
Опускаются (становится закрылками Junkers) перед тем, как сдвинуться на корму и затем повернуться вверх или вниз. Fairey был одним из немногих представителей этого дизайна, который использовался на Fairey Firefly и Fairey Barracuda. В выдвинутом положении его можно было наклонить вверх (до отрицательного угла падения), чтобы самолет можно было пикировать вертикально без необходимости чрезмерного изменения дифферента.
Обычно, но Неправильно названный закрылком Zapp, он был изобретен Эдвардом Ф. Запаркой, когда он работал с Берлинером / Джойсом, и испытан на Aristocrat в 1932 году, а затем периодически на других типах, но он мало использовался на серийных самолетах, кроме Нортроп Р-61 Черная Вдова. Передняя кромка закрылка установлена на направляющей, а точка посередине хорды на закрылке через рычаг соединена с шарниром прямо над направляющей. Когда передняя кромка закрылка перемещается назад по гусенице, треугольник, образованный гусеницей, валом и поверхностью закрылка (закрепленной на шарнире), становится все более узким и глубоким, заставляя закрылок опускаться вниз.
Откидной закрылок, который складывается из-под передней кромки крыла, но не является частью передней кромки крыла при втягивании. Это увеличивает развал и толщину крыла, что, в свою очередь, увеличивает подъемную силу и сопротивление. Это не то же самое, что откидная створка передней кромки, поскольку она сформирована из всей передней кромки. Изобретенные Вернером Крюгером в 1943 году и испытанные в Геттингене закрылки Крюгера используются на многих современных авиалайнерах со стреловидным крылом.
Небольшой фиксированный перпендикулярный язычок на расстоянии 1-2% от хорды крыла, установленный на стороне высокого давления задней кромки аэродинамического профиля. Он был назван в честь гонщика Дэна Герни, который открыл его заново в 1971 году, и с тех пор использовался на некоторых вертолетах, таких как Sikorsky S-76B, для устранения проблем с управлением без необходимости прибегать к помощи. к серьезному редизайну. Он повышает эффективность даже базовых теоретических профилей (состоящих из перекрывающихся треугольника и круга) до эквивалента обычного профиля. Этот принцип был открыт в 1930-х годах, но использовался редко, а затем был забыт. В более поздних марках Supermarine Spitfire на задней кромке лифтов использовалась бусинка, которая функционировала аналогичным образом.
Вся передняя кромка крыла поворачивается вниз, эффективно увеличивая развал и немного уменьшая хорду. Чаще всего встречается на истребителях с очень тонкими крыльями, не подходящими для других устройств с высокой подъемной силой.
Тип системы управления пограничным слоем, при обдуваемых заслонках продуваемый двигателем воздух или выхлопные газы проходят через закрылки для увеличения подъемной силы, превышающей ту, которая достигается с помощью механических закрылков. Типы включают исходную (заслонку с внутренним обдувом), которая выдувает сжатый воздух из двигателя через верхнюю часть заслонки, заслонку с внешним обдувом, которая выдувает выхлопные газы двигателя над верхней и нижней поверхностями заслонки, и обдув верхней поверхности, которая выдувает выхлоп двигателя. поверх крыла и закрылка. Хотя испытания проводились в Великобритании и Германии перед Второй мировой войной, и начались летные испытания, первый серийный самолет с взорванными закрылками появился только в 1957 году Lockheed T2V SeaStar. Обдув верхней поверхности использовался на Boeing YC-14 в 1976 году.
Также известный как FlexFoil . Современная интерпретация деформации крыла: внутренние механические приводы изгибают решетку, изменяющую форму крыла. Он может иметь уплотнение с гибким зазором на переходе между неподвижным и гибким аэродинамическим профилем.
Тип самолета поверхность управления, который сочетает в себе функции обоих закрылки и элероны.
По состоянию на 2014 год США Исследователи из армейской исследовательской лаборатории (ARL) из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли разработали конструкцию с активным закрылком для лопастей винта вертолета. В закрылке с непрерывной задней кромкой (CTEF) используются компоненты для изменения развала лопастей во время полета, устраняя механические шарниры для повышения надежности системы. Прототипы были сконструированы для испытаний в аэродинамической трубе.
Команда из ARL завершила боевые испытания лопасти ротора с индивидуальной технологией управления лопастями в январе 2016 года. Эксперименты с боевой стрельбой изучали баллистическую уязвимость технологий управления лопастями. Исследователи произвели три выстрела, характерных для типичного наземного огня, по лопасти несущего винта с размахом 7 футов и хордой 10 дюймов с CTEF длиной 4 фута на экспериментальной базе авиабазы ARL.
Плоская заслонка при полном отклонении.
Раздельный закрылок на бомбардировщике времен Второй мировой войны
Двусторонние закрылки Фаулера выдвинуты для посадки
закрылки Крюгера и трехщелевые закрылки задней кромки Boeing 747 выдвинуты для посадки
Закрылки Junkers, дублирующиеся как элероны.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с закрылками задней кромки. |
