Poate că unitatea principală de aeronave este aripa. Este aripa care creează portanța care menține o aeronavă de mai multe tone în aer, împiedicând-o să cadă. Nu întâmplător designerii au expresia că cel care deține aripa controlează și aeronava. Încercarea de a îmbunătăți caracteristicile aerodinamice ale aeronavelor îi obligă pe dezvoltatori să îmbunătățească constant aripa, lucrând la forma, greutatea și profilul acesteia.
aripă în profil
Profilul aripii aeronavei este o secțiune geometrică a aripii care rulează paralel cu axa aeronavei. Sau mai simplu - o vedere laterală a aripii. De-a lungul anilor lungi de dezvoltare a industriei aeronautice, diverse laboratoare și institute au dezvoltat și testat în mod constant aripi de diferite configurații. Vitezele au crescut, masa aeronavelor, sarcinile s-au schimbat - și toate acestea au necesitat noi profiluri ale aripilor.
Tipuri de profil
Astăzi, există diferite profiluri de aripi,diferite ca scop. Același tip poate avea mai multe variante și poate fi folosit pe aeronave diferite. Dar, în general, principalele tipuri de profiluri existente pot fi ilustrate prin imaginea de mai jos.
- Simetric.
- Asimetric.
- Plano-convex.
- Binconvex.
- în formă de S.
- Laminat.
- Lenticular.
- În formă de diamant.
- În formă de pană.
La unele aeronave, un profil variabil este utilizat de-a lungul lungimii aripii, dar de obicei forma acestuia este neschimbată pe tot parcursul.
Geometrie
În exterior, profilul aripii seamănă cu un vierme sau ceva de genul ăsta. Fiind o figură geometrică complexă, are propriul set de caracteristici.
Figura prezintă principalele caracteristici geometrice ale profilului aripii aeronavei. Distanța (b) se numește coarda aripii și este distanța dintre punctele extreme din față și din spate. Grosimea relativă este determinată de raportul dintre grosimea maximă a profilului (Cmax) și coardă și este exprimată în procente. Coordonata grosimii maxime este raportul dintre distanța de la vârf la locul grosimii maxime (Xc) la coarda (b) și este, de asemenea, exprimată în procente. Linia centrală este o curbă condiționată echidistantă de panourile aripii superioare și inferioare, iar săgeata de deviere (fmax) este distanța maximă de la coarda liniei centrale. Un alt indicator - curbura relativă - se calculează prin împărțirea (fmax) la o coardă (b). În mod tradițional, toate aceste valori sunt exprimate în procente. Pe lângă cele deja menționate, există raza nasului de profil, coordonatele celei mai mari concavități și o serie de altele. Fiecare profil are propriul cod și, de regulă, principalele caracteristici geometrice sunt prezente în acest cod.
De exemplu, profilul B6358 are o grosime a profilului de 6%, o poziție a săgeții concavității de 35% și o curbură relativă de 8%. Sistemul de notare, din păcate, nu este unificat, iar diferiți dezvoltatori folosesc cifrurile în felul lor.
Aerodinamică
Fantastic, la prima vedere, desenele secțiunilor aripilor sunt făcute nu din dragoste pentru arta în altă, ci doar în scopuri pragmatice - pentru a asigura caracteristici aerodinamice ridicate ale profilurilor aripilor. Aceste caracteristici cele mai importante includ coeficientul de portanță Su și coeficientul de rezistență Cx pentru fiecare profil aerodinamic specific. Coeficienții înșiși nu au o valoare constantă și depind de unghiul de atac, viteză și alte caracteristici. După testarea într-un tunel de vânt, se poate întocmi un așa-numit polar pentru fiecare profil al aripii unei aeronave. Ea reflectă relația dintre Cx și Su la un anumit unghi de atac. Au fost create manuale speciale care conțin informații detaliate despre fiecare profil aerodinamic al aripii și sunt ilustrate cu grafice și diagrame adecvate. Aceste directoare sunt disponibile gratuit.
Selectare profil
Varietate de aeronave, tipuri de propulsie ale acestorainstalațiile și scopul lor necesită o abordare atentă a selecției profilului aripii aeronavei. La proiectarea aeronavelor noi, de obicei sunt luate în considerare mai multe alternative. Cu cât grosimea relativă a aripii este mai mare, cu atât rezistența este mai mare. Dar, cu aripile subțiri de mare lungime, este dificil să se asigure o rezistență structurală adecvată.
Există o întrebare separată despre mașinile supersonice care necesită o abordare specială. Este destul de firesc ca profilul aripii aeronavei An-2 („porumb”) să difere de profilul unui avion de luptă și al unei nave de pasageri. Profilele aripilor simetrice și în formă de S creează mai puțină portanță, dar sunt mai stabile, o aripă subțire cu o cambra ușoară este potrivită pentru mașini sport de mare viteză și avioane de luptă, iar o aripă groasă cu o cambra mare, utilizată la aeronavele mari de pasageri, poate fi numită aripa cu cea mai mare susținere. Avioanele supersonice sunt echipate cu aripi cu profil lenticular, în timp ce profilele în formă de diamant și în formă de pană sunt folosite pentru aeronavele hipersonice. Trebuie avut în vedere faptul că, prin crearea celui mai bun profil, puteți pierde toate avantajele acestuia numai din cauza tratamentului slab al suprafeței panourilor aripilor sau a designului slab al aeronavei.
Metoda de calcul caracteristică
Recent, calculele caracteristicilor unei aripi de un anumit profil sunt efectuate folosind calculatoare care sunt capabile să efectueze modelarea multifactorială a comportamentului aripii în diferite condiții. Dar cea mai fiabilă cale sunt testele naturale efectuatestanduri speciale. Angajații individuali „vechi” pot continua să facă acest lucru manual. Metoda sună pur și simplu amenințător: „calcul complet al aripii folosind ecuații integro-diferențiale în raport cu circulația necunoscută”. Esența metodei este reprezentarea circulației fluxului de aer în jurul aripii sub formă de serii trigonometrice și căutarea coeficienților acestor serii care satisfac condițiile la limită. Această lucrare este foarte laborioasă și oferă încă doar caracteristici aproximative ale profilului aripii aeronavei.
Structura aripii aeronavei
Un profil frumos desenat și detaliat calculat trebuie realizat în realitate. Aripa, pe lângă faptul că își îndeplinește funcția principală - crearea de susținere, trebuie să îndeplinească o serie de sarcini legate de amplasarea rezervoarelor de combustibil, diverse mecanisme, conducte, cablaje electrice, senzori și multe altele, ceea ce o face un obiect tehnic extrem de complex. Dar vorbind foarte simplu, aripa unei aeronave este formată dintr-un set de nervuri care asigură formarea profilului dorit al aripii, situat peste aripă, și spate, situate de-a lungul. De sus și de jos, această structură este închisă cu o înveliș de panouri de aluminiu cu un set de stringere. Nervurile de-a lungul contururilor exterioare corespund pe deplin profilului aripii aeronavei. Intensitatea muncii la fabricarea aripii ajunge la 40% din intensitatea totală a forței de muncă la fabricarea întregii aeronave.
