Роль и работа вертикальных законцовок крыла и стабилизатора

Законцовки крыла (иначе концевые крылышки или винглеты, от англ. winglet «крылышко») – небольшие дополнительные элементы на концах крыла самолета в виде крылышек или плоских шайб (рис. 2.8). Законцовки крыла служат для увеличения эффективного размаха крыла, снижая индуктивное сопротивление (на самолете DA 42 высота винглет 800 мм).

Рис.2.8. Общий вид законцовок крыла и стабилизатора

При обтекании крыла воздушным потоком образуется разность давлений под крылом и над ним. Под действием этой разности воздух начинает перетекать через торцы крыла из области большего давления (из-под крыла) в область меньшего давления, то есть на крыло. При движении крыла в воздухе образуются так называемые вихревые жгуты (рис. 2.9).

Они представляют собой вращающуюся массу воздуха. Вращающийся воздух в жгуте увлекает за собой окружающий воздух. Вихревые жгуты левого и правого полукрыльев вращаются в разные стороны таким образом, что в пределах крыла движение воздушных масс направлено сверху вниз.

В результате скоса потока возникает индуктивное сопротивление – это дополнительное сопротивление крыла, вызванное наклоном подъемной силы.

С увеличением коэффициента подъемной силы или угла атаки увеличивается скос потока и индуктивное сопротивление. Увеличивая удлинение крыла, можно уменьшить величину индуктивного сопротивления.

Для уменьшения потерь из-за перетекания потока через торцы полукрыльев на законцовках крыла могут устанавливаться небольшие крылышки – аэродинамические гребни.

Рис. 2.9. Влияние винглет на величину концевого вихря

Благодаря установке законцовок крыла и стабилизатора «винглет» улучшаются следующие качества самолета:

– уменьшается индуктивное сопротивление;

– увеличивается угол набора. Это гарантирует безопасность взлета в аэропортах, где имеются препятствия или ограничения по шумам, при высоких температурах и больших высотах аэродромов;

– увеличивается срок эксплуатации двигателей и уменьшаются расходы на их обслуживание;

– улучшаются характеристики набора высоты;

– увеличивается аэродинамическое качество;

– уменьшается потребный режим двигателей в крейсерском полете (до 3–4 %);

– улучшается топливная экономичность самолета и увеличивается дальность полета. В крейсерском полете километровый расход топлива уменьшается на 5–6 %, соответственно на ту же дальность можно перевезти больше груза.

Кроме достоинств законцовки имеют ряд недостатков:

– дополнительный вес конструкции;

– несколько ухудшается боковая устойчивость, что приводит к дополнительным ограничениям бокового ветра, особенно на посадке;

– усложняется технология изготовления;

– увеличивается стоимость конструкции.

1. Аэродинамические характеристики самолета (полетная конфигурация). Характерные углы атаки, их анализ.

2. Влияние шасси на аэродинамические характеристики самолета.

3. Влияние закрылков на аэродинамические характеристики самолета.

4. Влияние земли на аэродинамические характеристики самолета.