Рис. 7.20. Аэродинамические силы, действующие на предкрьшок при различных углах атаки

0(j>0(.j>0(j>Of>0(,

Мгновенный центр ащения

Рис. 7.21. Схема носового щитка

носового щитка обычно составляет беличину b щ = (0,15.. .0,2)Ь. Носовой щиток нашел при.менение на стреловидных крьшьях. Применяется он обычно в комбинащ1и с предкрьшком: в корневых сечениях крьша устанавливается носовой щиток, на остальной части крьша - предкрьшок. Объясняется это тем, что предкрьшок обеспечивает более высокое значение Ojp, чем носовой щиток. Поэтому у стреловидного крьша, у которого Ojp концевых сечений меньше Oj корневых сечений, постановка в концевых сечениях дредкрьшка, а в корневых носового щитка обеспечивает примерно одинаковые значения а по всему размаху.

Отклоняемый носок. Отклоняемый носок представляет собой, подвижную переднюю часть крьша (рис. 7.23) и применяется на крьшьях малой относительной толщины, имеющих острую кромку. Острый носок приводит к раннему срыву потока. Наибольший эффект отютоняемьш носок дает тогда, когда при увеличении угла атаки крьша он остается установленным примерно по потоку. Следовательно, угол отклонения носка должен быть связан с углом атаки крьша зависимостью 5 = -а. Отклонение носка увеличивает эффективную кривизну профиля и затягивает срыв потока на большие углы атаки, что ведет к увеличению Су . Кривая Су = Ь(а) для крьша с отклоняемым носком показана на рис. 7.24. Следовательно, отклонение носка, как и отклонение предкрьшка, приводит к росту Су вследствие увеличения Ojp. Отличие между ними состоит в том, что действие отклоненного предкрьшка проявляется лишь на больишх углах атаки, в то время как действие отклоненного носка проявляется на всех углах атаки, при этом в зависимости от того, как влияет изменение кривизны на величину коэффициента подъемной силы, кривая 2 смещается либо вправо, либо влево от кривой 7. Наиболее эффективен отклоняемый носок, расположенный на

Рис. 7.22. График кривой Cy = f(a) для

крьша с носовым щитком; 1 - щиток не отклонен; 2 - щиток отклонен

Рис. 7.23. Схема отклоняемого носка

Рис. 7.24. График кривой Су =f(a) для

крьша с отклоняемым носком: 1 - носок не отклонен; 2 - носок от-клонен

Рис. 7.25.

Поперечное крьшка

сечение пред-

концах крьша и занимающий не менее половины его размаха, хорда которого составляет 10.. .15 % хорды крьша.

Отклоняемый носок, зшеличивающий о. применяется обычно в комбинации с закрьшком, уменьшающим а п. Такая комбинация позволяет

закрьшком, уменьшающим Ojp юстаточно садочного угла атаки.

получить достаточно высокие, значения Су при приемлемых значениях по-

КОНСГРУКЦИЯ ПРЕДКРЫЛКОВ

Поперечное сечение предкрьшка показано на рис. 7.25. Продольный набор его состоит из одного или двух лонжеронов швеллерного или Z-образ-ного сечений. Поперечный набор состоит из серии штампованных из листа нервюр. К каркасу крепится металлическая обшивка.

Навеска управляемых предкрьшков осуществляется чаще всего на мо,-норельсах. Но здесь монорельс закреплен обычно на предкрьшке и перемещается по направляющим крьша (рис. 7.26). Управляемый предкрьшок состоит, как правило, из нескольких секций, каждая из которых навешена на двух монорельсах. Механизмы навески автоматических предкрьшков выполняются по различным схемам.

На рис. 7.27 показан четырехзвенный механизм навески предкрьшка. Конструктивно такой механизм прост, размещение его даже внутри тон-

Напрйвляющие ролики

Боковой ролик

Рис. 7.26. Схема навески предкрьшка на монорельсах

Рис. 7.27. Схема навески предкрылка на четырехзвенном механизме

Рис. 7.28. Схема навески предкрылка на качалках

кого крыла не вызывает затруднений. Навеска осуществляется в двух сечениях.

Широкое распространение получила навеска автоматических предкрылков на качалках (рис. 7.28). При такой схеме навески предкрылок одновременно с выдвижением вперед смещается несколько и вдоЛь размаха крыла.

У последних двух механизмов силы трения невелики, что особенно важно для автоматического предкрылка.

С силовой точки зрения предкрьшок представляет собой балку на двух опорах, нагруженную, распределенными силами. Проектировочный расчет предкрылка аналогичен расчету других средств механизации.

§ 4. УПРАВЛЕНИЕ ПОГРАНИЧНЫМ СЛОЕМ

Значительное уменьшение посадочной скорости и сокращение длин разбега и пробега самолета могут быть достигнуты при применении управления пограничным слоем. Установка на современных скоростных самолетах мощных турбовинтовых и особенно тур&эреактивных двигателей, имеющих большие расходы воздуха, создала благоприятные возможности для управления пограничным слоем. Управление пограничным слоем осуществляется либо путем отсасывания, либо путем сдувания.

Отсасывание пограничного слоя может производиться через щель или через пористый участок, расположенный на верхней поверхности крыла. В этом случае срыв потока затягивается на большие углы атаки, что ведет к

повьпиению с

(рис. 7.29). Щель или пористую поверхность лучше всего располагатьв зоне разрежения у наибольшего отрицательного градиен-

у тах

Рис. 7.29. График кривой Су, =Г(а) Рис. 7.30. График кривой Cy=f(a) с

отсасьшанием пограничного слоя у передней кромки отклоненного закрылка: 1 - без отсасывания, закрьшок не отклонен; 2 - без отсасывания, закрьшок отклонен; 3-е отсасыванием, закрьшок отклонен

для крьша с отсасыванием пограничного слоя:

1 - без отсасьшания, 2-е отсасыванием

та давления. У тонких профилей эта зона находится на верхней поверхности у передней кромки. Эффективность отсасывания зависит от места положения щели или пористого участка, их размеров и количества отсасьшае-мого воздуха. Отсасывание воздуха через- щель и пористую поверхность позволяет получить в полете высокие значения Су д. Но так как Су

получается при очень больших углах атаки, практическое использование этого способа управления пограничным слоем сильно затруднено из-за ограничений, накладьшаемых на угол атаки высотой шасси и условиями обзора.

Чтобы устранить этот недостаток, лучше производить отсасывание пограничного слоя у передней кромки отклоненного закрьшка, так как здесь также расположена зона разрежения. Здесь значительное увеличение коэффициента подъемной силы достигается при неизменном критическом угле атаки (рис. 7.30). Су g значительной степени зависит от размеров закрьшка, относительной толщины профиля, формы крьша в плане, расходов воздуха и некоторых других факторов.

Сдувание пограничного слоя, как показали эксперименты, наиболее целесообразно производить в зонах разрежения и больших положительных градиентов давления, т.е. на верхней поверхности крьша у передней кромки профиля и у оси вращения закрьшка.

Сдувание пограничного слоя путем выдувания воздуха у передней кромки крьша позволяет затянуть отрыв потока на большие углы атаки (рис. 7.31). Но ухудшение обзора и необходимость применения высокого шасси для получения больших углов атаки, которым соответствуют высокие значения Су , затрудняют практическое применение этого способа ,

управления пограничным слоем. Применение выдувания, воздуха вблизи оси вращения закрьшка позволяет получить значительное.приращение Су

при приемлемых углах атаки (рис. 7.32). Последний способ управления пограничным слоем - выдувание воздуха над закрьшком - получил наибольшее распространение. Объясняется это двумя причинами. Во-первых, конструктивной простотой системы выдувания в сравнении с системой отсасьшания. Воздух, необходимьшддя выдувания, забирается из компрессора тур-

Рис. 7.31. График кривой Cy = f(a) при выдувании воздуха у передней кромки крьша: 1 - без выдувания; 2-е выдуванием

Рис. 7.32. График кривой Су =f(a) при вьщувании воздуха над закрьшком:

1 - без выдувания, закрьшок не отклонен

2 - без выдувания, закрьшок отклонен; 3-е выдуванием, закрьшок отклонен

1 Л 6)

Рис. 7.33. Способы выдувания воздуха на закрьшок

бореактивного двигателя, в то время как для отсасывания необходимо ставить специальные компрессоры. Кроме того, трубопроводы, по которым направляется к закрылку сжатый воздух, требуют меньшего диаметра, чем трубопроводы для отсасывания воздуха, и поэтому их легче разместить в крьше. Во-вторых, выдувание воздуха над закрьшком обеспечивает получение высоких значений Су при обычных посадочных углах атаки.

Выдувание воздуха может быть осуществлено двумя.способами: либо через щель в крьше на закрьшок (рис. 7.33, а), либо через щель, расположенную на самом закрьшке (рис. 7.33, б) по касательной к его поверхности. Конструктивно способ выдувания воздуха на закрьшок через щель в крьше значительно прощеоэтому он обычно и применяется.

§ 5. УПРАВЛЕНИЕ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Управление циркуляцией может производиться также либо путем or сасьгеания, либо путем выдувания. При больших расходах воздуха оказывается непосредственное воздействие на внешний поток, обтекающий крыло.

Управление циркуляцией путем отсасывания пока не нашло практического применения, так как отсасывание больших масс воздуха связано с большими конструктивными трудностями и требует большой затраты мощности двигателей, при этом прирост Су получается, как правило, не

больше, чем при управлении по граничным слоем.

Большое внимание в последнее время уделяется вопросу использования в качестве средства управления циркуляцией струи сжатого воздуха, вытекающей из крыла вблизи его задней кромки под некоторым углом к хорде. Этот способ управления циркуляцией получил название ре&ктивного закрьшка.

Вытекающая под некоторым углом к хорде у задней кромки струя воздуха отклоняет внешний поток. Воздействие струи воздуха на внешний поток аналогично воздействию на него выдвижного отклоненного вниз закрьшка, т.е. равносильно увеличению кривизны и хорды профиля. Применение реактивного закрылка приводит в большому приросту подъемной силы крыла.

Эффективность реактивного закрылка зависит от двухосновных параметров: угла в - угла между хордой профиля и направлением выдуваемой струи (рис. 7.34) и коэффициента с - коэффициента количества движения. Коэффициент количества движения представляет собой следующую зависимость:

где М - массовый расход вьщуваемого воздуха в секунду; W;. - скорость истече}Н1и выдуваемого воздуха на срезе сопла; - скоростной напор;

мех площадь крьша. обслуживаемая реактивным закрьшком.

e-58,t

Рис. 7.34. Схема реактивного закрылка

Рис. 7.35. Изменение Дсу в зависимости от с

Общий прирост коэффициента подъемной силы складьшается из вертикальной составляющей реакции струи csin0 и приращения Дсу р, обусловленного циркуляцией, создаваемой струей выдуваемого воздуха: = c sin0 -н Дс р.

На рис. 7.35 показано изменение Асу в зависимости от Сд для симметричного профиля при угле атаки, равном нулю. Из графика видно, что вертикальная составляющая реакции струи дает небольшую часть общего прироста подъемной силы. Крупным недостатком реактивного закрьшка является большое смещение назад центра давления, определяемого с учетом реакции сТруи. При этом с ростом Сд смещение увеличивается. Для обеспечения продольной балансировки самолета в этом случае необходимо иметь на горизонтальном оперении большую действующую вниз аэродинамическую силу, что приводит к значительной потере подъемной силы самолета.-Есть и конструктивные трудности в применении реактивного закрьшка, связанные с необходимостью регулирования угла отклонения струи во время полета самолета. Кроме того, применение реактивного закрьшка в чистом виде вряд ли найдет широкое применение на самолетах из-за полной потери управления подъемной силой при нарушении работы системы выдувания, что сделает в этом случае практически невозможной безопасную посадку.

По этим причинам более целесообразным является одновременное использование эффекта струи в комбинации с обычным закрьшком. Здесь при отказе системы вьщувания закрьшок сохраняет эффективность. Размеры закрьшка могут быть уменьшены, так как его основное назначение в этом случае все же будет состоять в управлении струей. Кроме того, такая комбинация позволит при равных значениях Сд и угла отклонения струи несколько увеличить подъемную силу в сравнении с чистым реактивным закрьшком.

Г ЛАВА 8. ОПЕРЕНИЕ

§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ ОПЕРЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ

К оперению самолета относятся- горизонтальное и вертикальное оперение. -

Горизонтальное оперение служит для обеспечения продольной, а вертикальное - путевой устойчивости и управляемости самолета.

К оперению самолета предъявляются следующие основные требования.