Предотвращение концевого срыва

Если не принимать специальных мер, то срыв потока с трапециевидных крыльев (χ ≥ 0, η> 1) при выходе самолёта на большие углы атаки начинается на концах крыла (рис. 6.15) и бывает обычно несимметричным. Это ведет к резкому ухудшению устойчивости и управляемости самолета, потере эффективности элеронов, входу самолета в штопор и другим явлениям, причем, чем больше сужение и стреловидность крыла, тем на меньших углах атаки возникает срыв.

Рис. 8.15. Срыв потока на крыльях различной формы при увеличении угла атаки

Нестреловидные крылья

Для предотвращения срыва потока с трапециевидных нестреловидных крыльев принимаются следующие конструктивные меры:

- ограничивается сужение h;

-производится специальный подбор профилей крыла и углов установки - аэродинамическая и геометрическая крутка;

- на крыле устанавливаются предкрылки длиной, превышающей длину элерона, открываемые на больших углах атаки системой управления или автоматически (под действием воздушных сил);

- крылу придается небольшая обратная стреловидность, при которой срыв потока начинается у его корня и проявляется менее резко.

Рассмотрим крутку крыла подробнее (рис. 8.16, 8.17). Корневой профиль симметричный; ему соответствует кривая 3 на рис. 8.16 и α_оз = 0, т.е. геометрическая и аэродинамическая хорды (при обтекании профиля потоком, параллельным этой хорде с_у= 0) совпадают (хорда 2 на рис. 8.17).

Рис. 8.16 Сравнение зависимостей c_y = f(α) для различных профилей

1 — для концевого профиля;

2 — для концевого профиля при отрицательной геометрической крутке,

3 — для корневого профиля.

Рис 8 17 Крыло с аэродинамической и геометрической круткой

1— геометрическая хорда концевого сечения,

2 — геометрическая и аэродинамическая хорды корневого сечения,

3 — аэродинамическая хорда концевого сечения

Для предотвращения концевого срыва у конца крыла устанавливают более несущие профили — с большей вогнутостью и с более высоким с_{у тах}.

Такой профиль имеет с_у = 0 при α₀₁ (кривая 1 на рис. 6.16), а его аэродинамическая хорда 3 (см. рис. 6.17) расположена под углом φ_А=|α_оз| к геометрической / (это так называемая аэродинамическая крутка).

При отрицательной геометрической крутке геометрическая хорда 1 концевого профиля повернута на угол φ _г = - φ_А < 0. Аэродинамические хорды корневого и концевого сечений должны быть примерно параллельны. При этом α_крит концевого сечения увеличится (см. рис. 8.16) и у концевого профиля образуется значительный запас углов атаки до а_крит по сравнению с корневым профилем.

Стреловидные крылья

Характерное для крыла с прямой стреловидностью (χ > 0) перетекание пограничного слоя (от корня к концу крыла) вызывает концевой срыв потока на сравнительно небольших углах атаки, что приводит к появлению не только поперечных, но и продольных дестабилизирующих моментов.

Для предотвращения концевых срывов потока со стреловидных крыльев, наряду с уже рассмотренными мерами, принимаются специальные меры по задержанию движения пограничного слоя к концу крыла. При этом обеспечивается стекание потока в корневой и средней частях крыла.

Для этого:

- на верхней поверхности крыла устанавливаются аэродинамические перегородки, плоскость которых параллельна плоскости симметрии самолета (рис. 8.18). Высота этих перегородок составляет 2...4% от размера местной хорды крыла;

- обеспечивается образование своеобразной вихревой перегородки, выполняющей роль аэродинамических перегородок. Генератором этих вихрей может быть "зуб" — выступ на передней кромке крыла или "запил" — щель в носке крыла. Иногда применяется сочетание "зуба" и "запила" (рис. 8.19).

СПРАВКА

Греческий алфавит и произношение отдельных букв

Α α – альфа; Β β – бета; Γ γ – гамма; Δ δ – дельта;
Ε ε – эпсилон; Ζ ζ – дзета; Η η – эта; Θ θ – тета; Ι ι – йота;
Κ κ – каппа; Λ λ – лямбда; Μ μ – ми; Ν ν – ни; Ξ ξ – кси;
Ο ο – омикрон; Π π – пи; Ρ ρ – ро; Σ σ – сигма; Τ τ – тау;
Υ υ – ипсилон; Φ φ – фи; Χ χ – хи; Ψψ –пси; Ω ω – омега.

ВОПРОСЫ

1. В чем заключается назначение крыла?

2. Опишите конструкцию крыла.

3. Какая доля массы и полного лобового сопротивления самолета приходится на крыло?

4. Какие требования предъявляются к крылу?

5. Опишите аэродинамические требования к крылу.

6. Опишите компоновочные требования к крылу.

7. Опишите требования к прочности и жесткости крыла.

8. Опишите эксплуатационные и технологические требования к крылу.

9. ОпишитеВнешние формы крыла.

10. Укажите параметры крыла, которые характеризуют крыло при виде в плане. Как они определяются?

11. Проанализируйте таблицу 6.1. Опишите изменение характеристик самолета при увеличении каждого из параметра крыла λ, η, χ, y.

12. Опишите работу стреловидного крыла. Объясните эффект стреловидности. Укажите положительные и отрицательные свойства стреловидного крыла.

13. Для чего служат законцовки и отгиб крыла?

14. Опишите работуконцевых профилированных шайб (крылышки Уиткомба).

15. Укажите преимущества и недостатки треугольного крыла.

16. Опишите влияние параметров формы крыла при виде спереди на летные характеристики самолета.

17. К чему может привести избыточная поперечная устойчивость самолета?

18. Опишите профили сечений крыла. Приведите характеристики различных профилей. Укажите область их применения, а также преимущества и недостатки.

19. Проанализируйте с помощью табл. 6.2 изменение характеристик самолета при увеличении параметров сечения крыла `с, `f, `х<sub>с</sub>, `х_f.

20. Опишите особенности расположения крыльев биплана.

21. Проанализируйте влияние некоторых параметров профиля на характеристики крыла.

22. Опишите явление концевого срыва и меры по его предотвращению (нестреловидные и стреловидные крылья).

23. Что такое крутка крыла?

ПРИЛОЖЕНИЕ