Lennuki tiiva mehhaniseerimine: kirjeldus, tööpõhimõte ja seade

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Need inimesed, kes lendasid lennukiga ja pöörasid tähelepanu raudlinnu tiivale, kui see istub või õhku tõuseb, märkasid ilmselt, et see osa hakkab muutuma, ilmuvad uued elemendid ja tiib ise muutub laiemaks. Seda protsessi nimetatakse tiibmehhaniseerimiseks.

Üldine teave

Inimesed on alati tahtnud kiiremini sõita, kiiremini lennata jne. Ja üldiselt lennukiga tuli see päris hästi välja. Õhus, kui seade juba lendab, arendab see tohutut kiirust. Siinkohal tuleks aga selgitada, et suur kiirus on vastuvõetav ainult otselennu ajal. Tõusu või maandumise ajal on olukord vastupidine. Ehitise edukaks taevasse tõstmiseks või vastupidi maandumiseks pole vaja suurt kiirust. Sellel on mitu põhjust, kuid peamine on see, et kiirendamiseks on vaja tohutut rada.

Teine peamine põhjus on lennuki teliku tõmbetugevus, mis sellisel viisil õhkutõusmisel läheb mööda. See tähendab, et lõpuks selgub, et kiirlendudeks on vaja ühte tüüpi tiibu ning maandumiseks ja õhkutõusmiseks - täiesti erinevat. Mida teha sellises olukorras? Kuidasluua samale lennukile kaks tiibade paari, mis on põhimõtteliselt erineva disainiga? Vastus on eitav. Just see vastuolu ajendas inimesi uuele leiutisele, mida nimetati tiiva mehhaniseerimiseks.

Rünnakunurk

Selleks, et selgitada, mis on mehhaniseerimine ligipääsetaval viisil, on vaja uurida veel ühte väikest aspekti, mida nimetatakse lööginurgaks. Sellel omadusel on kõige otsesem seos kiirusega, mida lennuk on võimeline arendama. Siin on oluline mõista, et lennu ajal on peaaegu iga tiib läheneva voolu suhtes nurga all. Seda indikaatorit nimetatakse lööginurgaks.

Oletame, et väikese kiirusega lendamiseks ja samal ajal tõstevõime säilitamiseks, et mitte kukkuda, peate seda nurka suurendama, st tõstma lennuki nina üles, nagu on tehtud õhkutõusmisel. Siinkohal on aga oluline selgitada, et on kriitiline märk, mille ületamisel ei suuda vool jääda konstruktsiooni pinnale ja murdub sellest lahti. Piloteerimisel nimetatakse seda piirkihi eraldamiseks.

Seda kihti nimetatakse õhuvooluks, mis on otseses kontaktis lennuki tiivaga ja tekitab seega aerodünaamilisi jõude. Seda kõike silmas pidades kujuneb nõue - suure tõstejõu olemasolu madalal kiirusel ja vajaliku ründenurga säilitamine suurel kiirusel lendamiseks. Just need kaks omadust ühendavad lennukitiiva mehhaniseerimise.

Toimivuse uuendused

Et parandadaõhkutõusmise ja maandumise omadused, samuti meeskonna ja reisijate ohutuse tagamiseks on vaja õhkutõusu ja maandumise kiirust maksimaalselt vähendada. Just nende kahe teguri olemasolu viis selleni, et tiivaprofiili disainerid hakkasid looma suure hulga erinevaid seadmeid, mis asuvad otse lennuki tiival. Nende spetsiaalsete juhitavate seadmete komplekt sai lennukitööstuses tuntuks kui tiibmehhaniseerimine.

Mehhaniseerimise eesmärk

Selliste tiibade abil oli võimalik saavutada aparaadi tõstejõu väärtuse tugev tõus. Selle näitaja märkimisväärne tõus tõi kaasa asjaolu, et lennuki läbisõit rajal maandumisel vähenes oluliselt ning vähenes ka maandumis- või õhkutõusmiskiirus. Tiiva mehhaniseerimise eesmärk on ka see, et see on parandanud stabiilsust ja suurendanud juhitavust nii suurel lennukil nagu lennuk. See muutus eriti märgatavaks siis, kui lennuk saavutab kõrge rünnakunurga. Lisaks tuleb öelda, et maandumis- ja õhkutõusmiskiiruse märkimisväärne vähendamine mitte ainult ei suurendanud nende toimingute ohutust, vaid vähendas ka lennuradade ehitamise kulusid, kuna sai võimalikuks nende pikkust vähendada.

Mehhaniseerimise olemus

Seega, kui rääkida üldiselt, siis tiiva mehhaniseerimine viis selleni, et lennuki õhkutõusmis- ja maandumisparameetrid paranesid oluliselt. See tulemus saavutati maksimaalse tõsteteguri olulise suurendamisega.

Selle olemusprotsess seisneb selles, et lisatakse spetsiaalsed seadmed, mis suurendavad aparaadi tiivaprofiili kumerust. Mõnel juhul selgub ka, et suureneb mitte ainult kõverus, vaid ka selle lennuki elemendi otsene pindala. Nende näitajate muutumise tõttu muutub täielikult ka voolumuster. Need tegurid on tõsteteguri suurendamisel määravad.

Oluline on märkida, et tiiva mehhaniseerimise projekteerimine viiakse läbi nii, et kõik need detailid on lennu ajal juhitavad. Nüanss peitub selles, et väikese lööginurga all ehk siis juba suurel kiirusel õhus lennates neid tegelikult ei kasutata. Nende kogu potentsiaal avaldub täpselt maandumisel või õhkutõusmisel. Praegu on mehhaniseerimist mitut tüüpi.

Kilp

Kilp on mehhaniseeritud tiiva üks levinumaid ja lihtsamaid osi, mis saab üsna tõhus alt hakkama tõsteteguri suurendamise ülesandega. Tiiva mehhaniseerimise skeemis on see element kõrvalekalduv pind. Sissetõmmatuna on see element peaaegu tihed alt külgneb lennuki tiiva alumise ja tagaosaga. Selle osa kõrvalekaldumisel suureneb sõiduki maksimaalne tõstejõud, kuna muutub efektiivne lööginurk, aga ka profiili nõgusus või kumerus.

Selle elemendi efektiivsuse tõstmiseks on see struktuurselt teostatud nii, et kõrvalekaldumisel nihkub see tagasi ja samal ajal ka tagumisse serva. Täpselt niimoodimeetod annab suurima efektiivsuse piirkihi imemiseks tiiva ülemisest pinnast. Lisaks suureneb õhusõiduki tiiva all oleva kõrgrõhuala efektiivne pikkus.

Listidega lennukitiiva konstruktsioon ja mehhaniseerimise eesmärk

Siin on oluline kohe märkida, et fikseeritud liist paigaldatakse ainult neile lennukimudelitele, mis ei ole kiired. Seda seetõttu, et seda tüüpi konstruktsioon suurendab oluliselt takistust, mis vähendab drastiliselt lennuki võimet saavutada suuri kiirusi.

Selle elemendi olemus seisneb aga selles, et sellel on selline osa nagu läbipaindunud varvas. Seda kasutatakse seda tüüpi tiibadel, mida iseloomustab õhuke profiil ja terav esiserv. Selle soki peamine eesmärk on vältida voolu purunemist suure lööginurga korral. Kuna nurk võib lennu ajal pidev alt muutuda, on nina tehtud täiesti juhitavaks ja reguleeritavaks, et igas olukorras oleks võimalik leida asend, mis hoiab voolu tiiva pinnal. See võib suurendada ka tõste ja tõmbe suhet.

Klapid

Tiibklappide mehhaniseerimisskeem on üks vanemaid, kuna neid elemente hakati kasutama esimeste seas. Selle elemendi asukoht on alati sama, need asuvad tiiva tagaküljel. Liikumine, mida nad teevad, on samuti alatisama, nad kukuvad alati otse alla. Nad võivad ka veidi tagasi liikuda. Selle lihtsa elemendi olemasolu praktikas osutus väga tõhusaks. See aitab lennukit mitte ainult õhkutõusmisel või maandumisel, vaid ka muude piloodimanöövrite sooritamisel.

Selle üksuse tüüp võib veidi erineda olenev alt õhusõiduki tüübist, milles seda kasutatakse. Seda lihtsat seadet on ka TU-154 tiiva mehhaniseerimisel, mida peetakse üheks levinuimaks lennukitüübiks. Mõnda lennukit iseloomustab see, et nende klapid on jagatud mitmeks iseseisvaks osaks ja mõne jaoks on see üks pidev klapp.

Eleronid ja spoilerid

Lisaks nendele elementidele, mida on juba kirjeldatud, on ka neid, mida saab liigitada sekundaarseteks. Tiibade mehhaniseerimissüsteem sisaldab väiksemaid detaile, näiteks elerone. Nende osade töö toimub erinev alt. Enim kasutatav konstruktsioon on selline, et ühel tiival on tiivad suunatud ülespoole ja teisel allapoole. Lisaks neile on veel selliseid elemente nagu flaperonid. Oma omaduste järgi on need sarnased klappidega, need osad võivad kõrvale kalduda mitte ainult eri suundades, vaid ka samas suunas.

Spoilerid on samuti lisaelemendid. See osa on tasane ja asub tiiva pinnal. Spoileri läbipaine või õigemini tõus toimub otse voolu. Selle tõttu suureneb voolu aeglustumine, mille tõttu suureneb rõhk ülemisele pinnale. See toob kaasa vähenemiseantud tiiva tõstejõud. Neid tiivaelemente nimetatakse mõnikord ka lennuki tõstejuhtseadisteks.

Tasub öelda, et see on üsna lühike kirjeldus kõigi lennukitiiva mehhaniseerimise konstruktsioonielementide kohta. Tegelikult kasutatakse seal palju rohkem väikseid detaile, elemente, mis võimaldavad pilootidel täielikult kontrollida maandumise, õhkutõusmise, lennu enda jne protsessi.