Закрилки: роль у механізації крила та безпеці польотів
Зміст
Закрилки є надзвичай важливими в механізації крила. Саме вони дають змогу здійснювати посадку з низькою швидкістю та злітати з короткої ЗПС. Далі розкажу, що таке закрилки, яка їх роль та які бувають види закрилків.
Що таке закрилки?
Для розуміння ролі закрилків необхідно повернутись до поняття підіймальної сили. Як відомо, вона залежить від кута атаки та інших характеристик. Проте яким чином можна на неї вплинути? Розглянемо для цього формулу підіймальної сили:
На критичних етапах польоту необхідно зберігати певне значення підіймальної сили. Оскільки літаки використовують інфраструктуру аеропорту, а саме ЗПС для зльоту, було б корисно, щоб пробіг по ній був максимально коротким.
З формули вище бачимо, що підіймальна сила залежить від площі (S), коефіцієнта підіймальної сили Cl (який залежить від кута атаки), густини повітря (ρ) та швидкості (V).
При збільшенні кута атаки ростиме коефіцієнт підіймальної сили до критичного значення, після чого він різко зменшуватиметься.
Закрилки змінюють лінію хорди крила та кривизну аеродинамічного профіля. У розгорнутому стані закрилки зміщують задню кромку вниз, змінюючи лінію хорди.
Це налаштування впливає на кут атаки, який є кутом між лінією хорди та відносним вітром. Коли збільшується кут атаки, росте також підіймальна сила, що дозволяє літаку літати на менших швидкостях. Також росте загальна площа поверхні, а це збільшує величину підіймальної сили при меншій швидкості польоту.
Відхиляються закрилки зазвичай на кут від 5 до 45 градусів. Під час зльоту це невеликий кут (5-20 градусів), адже надалі нема потреби летіти за низької швидкості. А от при посадці, коли необхідно здійснювати захід за низької швидкості, відхилення більше (20-45 градусів).
Отож, закрилки — це рухомі поверхні на крилах літака, які можуть змінити профіль та аеродинамічні властивості крила на різних етапах польоту.
Виділимо основні переваги використання закрилків:
- Безпека польоту: контроль над літаком при посадці та зльоті
- Зменшення швидкості звалювання: з випущеними закрилками збільшується діапазон безпечних швидкостей для маневрування, наприклад, при посадці
- Збільшення підіймальної сили за низьких швидкостей
- Зменшення пробігу на посадці та при зльоті літака
Види закрилків
Існує багато типів закрилків, кожні з них мають свої плюси та мінуси. Однак виділяють основні 4 види закрилків, серед них прості (поворотні), розрізні, щілинні та закрилки Фаулера.
| Прості (поворотні) | Розрізні | Щілинні | Фаулера |
|---|---|---|---|
 |  |  |  |
Прості (Plain)
Найочевидніші та найпростіші закрилки. По суті це шарнірні поверхні, які опускаються вниз від задньої крайки крила. Опустившись донизу вони збільшують хорду крила, кут атаки та площу поверхні, забезпечуючи додаткову підіймальну силу на низьких швидкостях.
Здебільшого встановлюються на невеликих літаках, хоча на сьогодні їх зустрінеш нечасто.
Розрізні (Splitted)
Дуже схожі на прості закрилки, відрізняються тим, що залишають верхню поверхню нерухомою.
На сьогодні зустрічаються нечасто, проте колись активно встановлювались.
Щілинні (Slotted flaps)
Щілинні закрилки дозволяють проникати повітрю через проміжок (slot) між ними та крилом, що дозволяє зменшити швидкість звалювання. В щілину потрапляє повітря, яке збільшує швидкість потоку над крилом та покращує плавне безвідривне обтікання верхньої частини крила.
Це своєю чергою дозволяє збільшити підіймальну силу та керованість на малих швидкостях.
Закрилки з щілинами є більш ефективними, ніж звичайні або розділені закрилки, і зазвичай використовуються в сучасних літаках.
Фаулера
Закрилки Фаулера — це тип щілинних закрилків, які в процесі випуску немовби розгортуються та займають більшу площу, що, відповідно, впливає на підіймальну силу.
Така конструкція є однією з найбільш складних, проте ефективних. Саме така форма закрилок дозволяє досягти суттєвого (понад 50%) росту підіймальної сили, адже майже повністю виключається фактор відриву потоку зверху крила.
Закрилки Фаулера зазвичай використовуються у великих транспортних літаках та дозволяють більш правильно регулювати їх випуск.
Отож
Закрилки є надзвичай важливими на критичних етапах польоту. Випуск закрилків дозволяє зменшити швидкість звалювання та дозволяє літати на менших швидкостях, а, відповідно, зменшити пробіг. А це збереже як ЗПС, так і шини літака. Ну і підвищить безпеку польотів.
Залишити відповідь