Vielleicht ist die Hauptflugzeugeinheit der Flügel. Es ist der Flügel, der den Auftrieb erzeugt, der ein mehrere Tonnen schweres Flugzeug in der Luft hält und verhindert, dass es herunterfällt. Es ist kein Zufall, dass Designer den Ausdruck haben, dass derjenige, dem der Flügel gehört, auch das Flugzeug kontrolliert. Das Streben nach Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften von Flugzeugen zwingt die Entwickler, den Flügel ständig zu verbessern und an seiner Form, seinem Gewicht und seinem Profil zu arbeiten.
Flügel im Profil
Flugzeugflügelprofil ist ein geometrischer Schnitt des Flügels, der parallel zur Flugzeugachse verläuft. Oder einfacher - eine Seitenansicht des Flügels. In den langen Jahren der Entwicklung der Flugzeugindustrie haben verschiedene Labore und Institute ständig Flügel in verschiedenen Konfigurationen entwickelt und getestet. Die Geschwindigkeiten wuchsen, die Masse der Flugzeuge, die Aufgaben änderten sich – und all das erforderte neue Flügelprofile.
Profiltypen
Heute gibt es verschiedene Flügelprofile,unterschiedlichen Zweck. Derselbe Typ kann viele Varianten haben und in verschiedenen Flugzeugen verwendet werden. Aber im Allgemeinen können die bestehenden Haupttypen von Profilen durch das folgende Bild veranschaulicht werden.
- Symmetrisch.
- Asymmetrisch.
- Plano-konvex.
- Binkonvex.
- S-förmig.
- Laminiert.
- Lentikular.
- Rautenförmig.
- Keilförmig.
Bei einigen Flugzeugen wird ein variables Profil entlang der Flügellänge verwendet, aber normalerweise bleibt seine Form durchgehend unverändert.
Geometrie
Äußerlich ähnelt das Profil des Flügels einem Wurm oder ähnlichem. Da es sich um eine komplexe geometrische Figur handelt, hat es seine eigenen Eigenschaften.
Die Abbildung zeigt die wichtigsten geometrischen Merkmale des Flugzeugflügelprofils. Der Abstand (b) wird als Flügelsehne bezeichnet und ist der Abstand zwischen den Extrempunkten vorne und hinten. Die relative Dicke wird durch das Verhältnis der maximalen Profildicke (Cmax) zu ihrer Sehne bestimmt und in Prozent ausgedrückt. Die Maximaldickenkoordinate ist das Verhältnis des Abstands vom Zeh zum Ort der maximalen Dicke (Xc) zur Sehne (b) und wird ebenfalls in Prozent ausgedrückt. Die Mittellinie ist eine bedingte Kurve, die von den oberen und unteren Flügelplatten gleich weit entfernt ist, und der Ablenkungspfeil (fmax) ist der maximale Abstand von der Sehne der Mittellinie. Ein weiterer Indikator – die relative Krümmung – wird berechnet, indem (fmax) durch eine Sehne (b) dividiert wird. Traditionell werden all diese Werte in Prozent ausgedrückt. Neben den bereits erwähnten gibt es den Radius der Profilnase, die Koordinaten der größten Konkavität und einiges mehr. Jedes Profil hat seinen eigenen Code und in der Regel sind die wichtigsten geometrischen Merkmale in diesem Code enth alten.
Zum Beispiel hat Profil B6358 eine Profildicke von 6 %, eine konkave Pfeilposition von 35 % und eine relative Krümmung von 8 %. Das Notationssystem ist leider nicht einheitlich, und verschiedene Entwickler verwenden Chiffren auf ihre eigene Weise.
Aerodynamik
Fantastisch, auf den ersten Blick werden Zeichnungen von Tragflächenabschnitten nicht aus Liebe zur hohen Kunst angefertigt, sondern ausschließlich aus pragmatischen Gründen - um hohe aerodynamische Eigenschaften von Tragflächenprofilen sicherzustellen. Diese wichtigsten Eigenschaften umfassen den Auftriebsbeiwert Su und den Luftwiderstandsbeiwert Cx für jedes spezifische Strömungsprofil. Die Koeffizienten selbst haben keinen konstanten Wert und hängen vom Anstellwinkel, der Geschwindigkeit und einigen anderen Eigenschaften ab. Nach Tests im Windkanal kann für jedes Profil einer Flugzeugtragfläche eine sogenannte Polare erstellt werden. Es spiegelt die Beziehung zwischen Cx und Su bei einem bestimmten Anstellwinkel wider. Es wurden spezielle Handbücher erstellt, die detaillierte Informationen zu jedem aerodynamischen Profil des Flügels enth alten und mit entsprechenden Grafiken und Diagrammen illustriert sind. Diese Verzeichnisse sind frei verfügbar.
Profilauswahl
Vielzahl von Flugzeugen, Arten ihres AntriebsInstallationen und deren Zweck erfordern eine sorgfältige Herangehensweise an die Auswahl des Flugzeugflügelprofils. Beim Entwurf neuer Flugzeuge werden normalerweise mehrere Alternativen in Betracht gezogen. Je größer die relative Dicke des Flügels ist, desto größer ist der Luftwiderstand. Aber mit dünnen Flügeln von großer Länge ist es schwierig, eine angemessene strukturelle Festigkeit bereitzustellen.
Es gibt eine separate Frage zu Überschallmaschinen, die einen besonderen Ansatz erfordern. Es ist ganz natürlich, dass sich das Profil des Flügels des An-2-Flugzeugs ("Mais") vom Profil eines Jägers und eines Passagierschiffs unterscheidet. Symmetrische und S-förmige Flügelprofile erzeugen weniger Auftrieb, sind aber stabiler, ein dünner Flügel mit leichter Wölbung eignet sich für schnelle Sportwagen und Kampfflugzeuge, ein dicker Flügel mit großer Wölbung, der in großen Passagierflugzeugen verwendet wird, kann es der Flügel mit dem höchsten Auftrieb genannt werden. Überschallflugzeuge sind mit Flügeln ausgestattet, die ein linsenförmiges Profil aufweisen, während für Hyperschallflugzeuge rautenförmige und keilförmige Profile verwendet werden. Es sollte bedacht werden, dass Sie durch die Erstellung des besten Profils alle seine Vorteile nur aufgrund einer schlechten Oberflächenbehandlung der Flügelplatten oder eines schlechten Flugzeugdesigns verlieren können.
Charakteristische Berechnungsmethode
In letzter Zeit werden Berechnungen der Eigenschaften eines Flügels mit einem bestimmten Profil mithilfe von Computern durchgeführt, die in der Lage sind, eine Multifaktor-Modellierung des Verh altens des Flügels unter verschiedenen Bedingungen durchzuführen. Aber der zuverlässigste Weg ist die Durchführung natürlicher Testsbesondere Stände. Einzelne Mitarbeiter der " alten Schule" können dies weiterhin manuell tun. Die Methode klingt einfach bedrohlich: "Vollständige Berechnung des Flügels mit Hilfe von Integro-Differentialgleichungen in Bezug auf die unbekannte Zirkulation." Der Kern des Verfahrens besteht darin, die Zirkulation der Luftströmung um den Flügel in Form von trigonometrischen Reihen darzustellen und die Koeffizienten dieser Reihen zu suchen, die die Randbedingungen erfüllen. Diese Arbeit ist sehr mühsam und liefert dennoch nur ungefähre Eigenschaften des Flugzeugtragflächenprofils.
Flugzeugflügelstruktur
Ein schön gezeichnetes und detailliert berechnetes Profil muss in der Realität erstellt werden. Der Flügel muss neben seiner Hauptfunktion – der Erzeugung von Auftrieb – eine Reihe von Aufgaben im Zusammenhang mit der Platzierung von Kraftstofftanks, verschiedenen Mechanismen, Rohrleitungen, elektrischen Kabelbäumen, Sensoren und vielem mehr erfüllen, was ihn zu einem äußerst komplexen technischen Objekt macht. Aber sehr einfach gesagt besteht der Flügel eines Flugzeugs aus einer Reihe von Rippen, die die Bildung des gewünschten Flügelprofils bereitstellen, die quer über dem Flügel angeordnet sind, und Holmen, die entlang angeordnet sind. Von oben und unten wird diese Struktur mit einer Ummantelung aus Aluminiumpaneelen mit einem Stringer-Set geschlossen. Die Rippen entlang der Außenkonturen entsprechen vollständig dem Profil des Flugzeugflügels. Die Arbeitsintensität bei der Herstellung des Flügels erreicht 40 % der gesamten Arbeitsintensität bei der Herstellung des gesamten Flugzeugs.
