Что такое флаперон на самолете

Флапероны

Механиза́ция крыла́ — совокупность устройств на крыле летательного аппарата, предназначенных для регулирования его несущих свойств. Механизация включает в себя закрылки, предкрылки, интерцепторы, спойлеры, флапероны, активные системы управления пограничным слоем и так далее. [ источник не указан 1839 дней ]

Содержание

Закрылки

Закрылки — отклоняемые поверхности, симметрично расположенные на задней кромке крыла. Закрылки в убранном состоянии являются продолжением поверхности крыла, тогда как в выпущенном состоянии могут отходить от него с образованием щелей. Используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полёте на малых скоростях. Существует большое число типов конструкции закрылков:

К примеру, на Ту-154М применяются двухщелевые закрылки, а на Ту-154Б — трёхщелевые. Наличие щели позволяет потоку перетекать из области повышенного давления (нижняя поверхность крыла) в область пониженного давления (верхняя поверхность крыла). Щели спрофилированы так, чтобы вытекающая из них струя была направлена по касательной к верхней поверхности, а сечение щели должно плавно сужаться для увеличения скорости потока. Пройдя через щель, струя с высокой энергией взаимодействует с «вялым» пограничным слоем и препятствует образованию завихрений и отрыву потока. Это мероприятие и позволяет «отодвинуть» срыв потока на верхней поверхности крыла на бо́льшие углы атаки и бо́льшие значения подъёмной силы.

Флапероны

Флапероны (зависающие элероны) — элероны, которые могут выполнять также функцию закрылков при их синфазном отклонении вниз. Широко применяются в сверхлёгких самолётах [3] и радиоуправляемых авиамоделях при полётах на малых скоростях, а также на взлёте и посадке. Иногда применяются на более тяжёлых самолётах (например, Су-27). Основное достоинство флаперонов — это простота реализации на базе уже имеющихся элеронов и сервоприводов. Недостаток в том, что выпущенные флапероны малоэффективны как элероны.

Предкрылки

В целом, эффект предкрылков заключается в увеличении допустимого угла атаки, то есть срыв потока с верхней поверхности крыла происходит при бо́льшем угле атаки.

Помимо простых, существуют так называемые адаптивные предкрылки. Адаптивные предкрылки автоматически отклоняются для обеспечения оптимальных аэродинамических характеристик крыла в течение всего полёта. Также обеспечивается управляемость по крену при больших углах атаки с помощью асинхронного управления адаптивными предкрылками.

На самолёте Ан-2 используются автоматические предкрылки, установленные на верхнем крыле бипланной коробки и отклоняющиеся самостоятельно, без каких-либо приводов или тяг при углах атаки, близких к критическим, создавая при этом дополнительную подъёмную силу и предотвращая срыв потока с крыла. Самолёт при этом не входит в штопор, а, в самом худшем случае, делает «клевок» и самостоятельно выходит из него. Именно автоматическим предкрылкам планер самолёта Ан-2 обязан своей лётной (с 1948 года) долговечностью.

Интерцепторы

Интерцепторы (спойлеры) — отклоняемые или выпускаемые в поток поверхности на верхней (нижней, см. МиГ-19) поверхности крыла, которые увеличивают аэродинамическое сопротивление и уменьшают подъёмную силу. [ источник не указан 1839 дней ] Поэтому интерцепторы также называют органами непосредственного управления подъёмной силой.

В зависимости от предназначения и площади поверхности консоли, расположения её на крыле и так далее, интерцепторы делят на элерон-интерцепторы и спойлеры:

Интерцепторы также активно используются для гашения подъёмной силы после приземления или при прерванном взлёте и для увеличения сопротивления. Необходимо отметить, что они не столько гасят скорость непосредственно, сколько снижают подъёмную силу крыла, что приводит к увеличению нагрузки на колёса и улучшению сцепления колёс с поверхностью. Благодаря этому, после выпуска внутренних интерцепторов можно переходить к торможению с помощью колёс.

Источник

Флапероны

Механиза́ция крыла́ — совокупность устройств на крыле летательного аппарата, предназначенных для регулирования его несущих свойств. Механизация включает в себя закрылки, предкрылки, интерцепторы, спойлеры, флапероны, активные системы управления пограничным слоем и т. д.

Содержание

Закрылки

Закрылки — отклоняемые поверхности, симметрично расположенные на задней кромке крыла. Закрылки в убранном состоянии являются продолжением поверхности крыла, тогда как в выпущенном состоянии могут отходить от него с образованием щелей. Используются для улучшения несущей способности крыла во время взлёта, набора высоты, снижения и посадки, а также при полётe на малых скоростях.

Принцип работы закрылков заключается в том, что при их выпуске увеличивается кривизна профиля и (в некоторых случаях) площадь поверхности крыла, следовательно, увеличивается и подъёмная сила. Кроме того, выпуск закрылков способствует увеличению аэродинамического сопротивления. При выпуске закрылков обычно возникает необходимость перебалансировки самолёта из-за возникновения дополнительного продольного момента, что усложняет управление самолётом. Закрылки, образующие при выпуске профилированные щели, называют щелевыми. Закрылки могут состоять из нескольких секций, образуя несколько щелей (как правило, от одной до трех). К примеру, на отечественном Ту-154М применяются двухщелевые закрылки, а на Ту-154Б — трёхщелевые. Щели способствуют перетеканию воздушного потока с нижней поверхности на верхнюю, одновременно разгоняя его. Это помогает затянуть срыв потока с закрылков и, таким образом, увеличить возможный угол их отклонения и допустимый угол атаки.

Флапероны

Флапероны, или «зависающие элероны» — элероны, которые могут выполнять также функцию закрылков при их синфазном отклонении вниз. Широко применяются в сверхлёгких самолётах [1] и радиоуправляемых авиамоделях при полётах на малых скоростях, а также на взлёте и посадке. Иногда применяется на более тяжелых самолётах (например, Су-27). Основное достоинство флаперонов — это простота реализации на базе уже имеющихся элеронов и сервоприводов.

Предкрылки

В целом, эффект предкрылков заключается в увеличении допустимого угла атаки, то есть срыв потока с верхней поверхности крыла происходит при бо́льшем угле атаки.

Помимо простых, существуют так называемые адаптивные предкрылки. Адаптивные предкрылки автоматически отклоняются для обеспечения оптимальных аэродинамических характеристик крыла в течение всего полета. Также обеспечивается управляемость по крену при больших углах атаки с помощью асинхронного управления адаптивными предкрылками.

Интерцепторы

Интерцепторы (спойлеры) — отклоняемые или выпускаемые в поток поверхности на верхней и(или) нижней поверхности крыла, которые увеличивают аэродинамическое сопротивление и уменьшают(увеличивают) подъёмную силу. Поэтому интерцепторы также называют органами непосредственного управления подъёмной силой. Не следует путать интерцепторы с воздушными тормозами.

В зависимости от площади поверхности консоли, расположения её на крыле и т. д. интерцепторы делят на:

Внешние элерон-интерцепторы

Элерон-интерцепторы представляют собой дополнение к элеронам и используются в основном для управления по крену. Они отклоняются несимметрично. Например, на Ту-154 при отклонении левого элерона вверх на угол до 20°, элерон-интерцептор на этой же консоли автоматически отклоняется вверх на угол до 45°. В результате подъёмная сила на левой консоли крыла уменьшается, и самолёт кренится влево.

У некоторых самолетов, например, МиГ-23, интерцепторы (наряду с дифференциально отклоняемым стабилизатором) являются главным органом управления по крену.

Спойлеры

Спойлеры (интерцепторы) — гасители подъемной силы.

Симметричное задействование интерцепторов на обоих консолях крыла приводит к резкому уменьшению подъемной силы и торможению самолёта. После выпуска самолёт балансируется на бо’льшем угле атаки, начинает тормозиться за счет возросшего сопротивления и плавно снижаться. Возможно изменение вертикальной скорости без изменения угла тангажа.

Интерцепторы также активно используются для гашения подъемной силы после приземления или при прерванном взлёте и для увеличения сопротивления. Необходимо отметить, что они не столько гасят скорость непосредственно, сколько снижают подъёмную силу крыла, что приводит к увеличению нагрузки на колеса и улучшению сцепления колёс с поверхностью. Благодаря этому, после выпуска внутренних интерцепторов можно переходить к торможению с помощью колёс.

Источник

Что такое флаперон на самолете

А вот в классической аэродинамической схеме, в принципе, возможно ли сочетание элеронов с рулями высоты.

В том, что касается флаперонов, то какой вообще смысл закладывается в сочетание закрылков и элеронов? Возможно, это даёт какое-то парирование аэродинамич. моментов в условиях турбулентности или что-то другое? Какова вообще эффективность таких сочетаний? Интересно бы узнать об этом.

БОБ
«А вот в классической аэродинамической схеме, в принципе, возможно ли сочетание элеронов с рулями высоты. «

Рассмотрите управляющие поверхности самолета Ту-22м3.

Я про совмещение рулевых поверхностей (точнее, их функций), еще слышал про Ф-18 такую басню: большой развал килей и их значительная стреловидность на нем используются в том числе для применения РН как РВ (отчасти, конечно: стабилизатор пашет как и прежде). А именно, на этапах взлета и посадки работает заодно со стабилизатором. Почему недостаточно самого ст-ра, я не пойму. Но факт еть факт, и на посадке, например, оба РН отклонены унутрь.

Про элевоны надо порыться. Интересные, вообще, вопросы.

Да, совершенно верно. Именно из-за такой компоновочной схемы этих ЛА пришлось совместить элероны и рули высоты.

Выдержка (п. 5.3.2) из учебника ‘Летные испытания самолетов’, Москва, Машиностроение, 1996 (К.К. Васильченко, В.А. Леонов, И.М. Пашковский, Б.К. Поплавский):
‘Конструктивно схеме самолета ‘бесхвостка’ в принципе могут быть свойственны следующие особенности динамики и управляемости:
— Более слабое, чем у самолетов с ГО, собственное аэродинамическое демпфирование колебаний в продольном движении;
— необходимость иметь на посадочных режимах и в крейсерском сверхзвуковом полете существенно меньшие, чем на самолетах с ГО, запасы продольной статической устойчивости для обеспечения продольной балансировки самолета малыми углами отклонения элевонов (для уменьшения потери несущих свойств крыла при выполнении посадки и в крейсерском сверхзвуковом полете);
— некоторое своеобразие реакции на резкие продольные отклонения рычага управления, проявляющееся в ‘просадке’ (потере высоты) или ‘вспухании’ (увеличении высоты) самолета в момент отклонения элевонов соответственно на кабрирование и пикирование (вследствие уменьшения подъемной силы в момент отклонения элевонов вверх и ее возрастания при отклонении вниз), а также в появлении при этом в начальный момент отклонения элевонов обратного по знаку приращения нормальной перегрузки и в некотором увеличении времени запаздывания прямой реакции самолета;
— возможность более резких, чем на самолетах других конструктивных схем с цельноповоротным стабилизатором, нарушений балансировки по тангажу в околозвуковом диапазоне скоростей вследствие более значительного изменения по числу М самой эффективности элевонов;
— взаимозависимость скорости перекладки рычага управления в продольном направлении от скорости одновременного его перемещения в поперечном направлении в тех случаях, когда эти команды поступают на один и тот же рулевой привод (бустер) элевонов, имеющий обычно ограниченную скорость перемещения исполнительного штока;
— потенциальная возможность более сильной, чем при других конструктивных схемах, реакции по тангажу на атмосферные возмущения (т.е. большая вероятность пониженной ‘плотности хода’ при полете в болтанку (вследствие меньших G/S)).
К достоинствам современной конструктивной схемы ‘бесхвостка’, использующей крыло малого удлинения, следует отнести:
— простоту конструктивной реализации крыла малого удлинения (менее 2) с очень малой относительной толщиной профиля (

2:3%) при сохранении высокой жесткости всей конструкции ЛА, что позволяет существенно ослабить неблагоприятные изменения его аэродинамических характеристик, а также характеристик устойчивости и управляемости в около- и сверхзвуковом диапазонах скоростей и при больших скоростных напорах;
— высокие маневренные и пилотажные качества в широком диапазоне углов атаки и чисел М полета;
— высокие ВПХ даже у самолета с немеханизированным крылом (за счет пониженных G/S и возможности полноценно использовать на самолетах с крылом малого удлинения эффект ‘воздушной подушки’). Возможность еще более значительного улучшения ВПХ при использовании переднего балансировочного крылышка;
— относительно более слабое влияние на аэродинамику самолета внешних штатных подвесок под крылом;
— высокое максимальное аэродинамическое качество в сверхзвуковом полете (7:8);
— более простую технику выполнения посадки, не требующую от летчика в момент приземления самолета резко добирать на себя ручку управления для парирования возникающего при уменьшении скоса потока за крылом пикирующего момента.’

Прежде всего спасибо всем ответившим! Особенно, вестимо, mig29любопытному! Это просто серьёзная лекция по аэродинамике, вполне достойная вузовской кафедры:) Очень интересно было прочитать!
По сути же, вот какие, возможно, слишком наивные вопросы возникли по ходу чтения.

Но всегда интересно, какие же практические аспекты (или выходы) стоят за тем или иным аэродинамическим эффектом. То есть можно ли говорить, что такие констр. решения (с флап.) вполне уместны, скажем, при создании манёвренных самолётов в нормальной аэродинамической схеме, но совсем неуместны, допустим, в схеме «утка», когда эффективность продольного управления на больших углах атаки всё равно очень низка?
Далее. Видимо, исходя из сложности всех моментов аэродинамич. сил, возникающих в турбулентной атмосфере, трудно говорить и об эффективности использ. флаперонов для их парирования. Хотя я где-то читал, что именно управляемые ДЛУ флапероны, создают демфирующие моменты в возмущенной атмосфере.
Да, и еще. Правильно ли называть вот эти ситуации неэффективности элеронов на больших углах атаки, реверсом органов управления?

2) ===========можно ли говорить, что такие констр. решения (с флап.) вполне уместны, скажем, при создании манёвренных самолётов в нормальной аэродинамической схеме, но совсем неуместны, допустим, в схеме «утка», когда эффективность продольного управления на больших углах атаки всё равно очень низка?

По существу 2 вопроса опять сошлюсь на тот же источник, п. 5.3.3.
‘На самолетах [аэродинамической схемы ‘утка’] ПГО выполняет функции основного органа управления продольным движением. В случае совмещения ЦМ самолета с его аэродинамическим фокусом и при более заднем положении ЦМ [‘утки’ и ‘бесхвостки’+ПГО-как-стабилизатор] в большей мере, чем традиционная схема, удовлетворяют требованиям к современному истребителю воздушного боя. Поэтому самолеты с комбинированной системой управления (ПГО+элевоны, ПГО+стабилизатор) и классической схемы ‘утка’ становятся особенно перспективными для скоростной маневренной авиации при оснащении их системой активного управления. Они обладают более высоким аэродинамическим качеством и лучшими характеристиками маневренности в дозвуковом и сверхзвуковом полетах, а при использовании систем непосредственного управления аэродинамическими силами и более высокой точностью управления, чем самолеты традиционной схемы. Кроме того, они могут быть надежнее защищены от непроизвольного сваливания и штопора.’

3) =========исходя из сложности всех моментов аэродинамич. сил, возникающих в турбулентной атмосфере, трудно говорить и об эффективности использ. флаперонов для их парирования. Хотя я где-то читал, что именно управляемые ДЛУ флапероны, создают демфирующие моменты в возмущенной атмосфере

ДЛУ, это, если я правильно Вас понял, датчик линейных ускорений. А демпфирование, с целью обеспечения приемлемых характеристик переходного процесса (независимо, кто выступил возмутителем спокойствия, авиатор или бушующая стихия), осуществляется по угловым скоростям. То есть датчиками являются ДУС(У), ‘датчик угловых скоростей (и ускорений)’. Линейное ускорение по оси является только следствием какого-либо параметра движения самолета (например, углов атаки или скольжения). Так что тут сложно сказать вот так сразу про все. Думаю, что флапероны, как полноценная управляющая поверхность, могут использоваться для парирования возмущений.
А про демпфирующие моменты еще сложнее, они ведь могут быть как искусственно организованными, так и быть ‘естественными’, от собственной устойчивости самолета.

5) ===========Правильно ли называть вот эти ситуации неэффективности элеронов на больших углах атаки, реверсом органов управления?===========

Источник

А флаперон (а чемодан из хлопать и элерон) на крыле самолета является разновидностью поверхность управления который сочетает в себе функции закрылков и элеронов. Некоторые меньшие китпланы имеют флапероны по причинам простоты изготовления, в то время как некоторые крупные коммерческие самолеты могут иметь флапероны между закрылками и элеронами.

Содержание

Операция

Помимо управления рулон или крен самолета, как и обычные элероны, оба флаперона могут быть опущены вместе, чтобы уменьшить скорость сваливания, аналогично комплекту закрылков.

На самолете с флаперонами у пилота все еще есть стандартные отдельные элементы управления элеронами и закрылками, но управление закрылками также изменяет диапазон движения флаперонов. Механическое устройство, называемое «миксером», используется для объединения входных сигналов пилота во флапероны. Хотя использование флаперонов вместо элеронов и закрылков может показаться упрощением, остается некоторая сложность из-за тонкостей миксера. [ нужна цитата ]

Некоторые самолеты, такие как Денни Китфокс, подвесьте флапероны под крылом (скорее, как щелевые клапаны) для обеспечения беспрепятственного обтекания воздуха при больших углах атаки или малых скоростях. [ нужна цитата ] Когда поверхность флаперона шарнирно закреплена ниже задней кромки крыла, их иногда называют «флапероны Юнкера», от доппельфлюгель (букв., «двойное крыло») тип поверхностей задней кромки, используемых на ряде Юнкерс самолеты 1930-х годов, такие как Юнкерс Ju 52 авиалайнер и Юнкерс Ju 87 Штука культовая Вторая мировая война пикирующий бомбардировщик. [ нужна цитата ]

Исследование

Текущее исследование стремится координировать функции поверхности управления полетом самолета (элероны, лифты, элевоны, закрылки и флапероны), чтобы снизить вес, стоимость, сопротивление инерция, и тем самым добиться улучшенного отклика на управление, уменьшения сложности и уменьшения радиолокационная видимость за скрытность целей. В число бенефициаров такого исследования могут входить: дроны (БПЛА) и новейшие самолет истребитель. [ нужна цитата ]

Эти исследовательские подходы включают гибкие крылья и жидкости:

Гибкие крылья

В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может изменять форму в полете, отклоняя воздушный поток. В X-53 Активное аэроупругое крыло это НАСА усилие. В Адаптивное податливое крыло это военная и коммерческая деятельность. [1] [2] [3] Это можно рассматривать как возвращение к искривление крыла использовал и запатентованный посредством Братья Райт.

Флюидика

В флюидика, силы в транспортных средствах возникают через регулирование циркуляции, [ требуется разъяснение ] в которых более крупные и сложные механические части заменены более простыми жидкостными системами меньшего размера (щели, из которых выходят воздушные потоки), где большие силы в жидкостях отклоняются меньшими струями или потоками жидкости с перерывами, чтобы изменить направление транспортных средств. [4] [5] [6] При таком использовании флюидика обещает меньшую массу, затраты (до 50% меньше) и очень низкую инерция и время отклика, а также простота. [ нужна цитата ] [ требуется разъяснение ]

Источник

А флаперон (а чемодан из хлопать и элерон) на крыле самолета является разновидностью поверхность управления который сочетает в себе функции закрылков и элеронов. Некоторые меньшие китпланы имеют флапероны по причинам простоты изготовления, в то время как некоторые крупные коммерческие самолеты могут иметь флапероны между закрылками и элеронами.

Содержание

Операция

Помимо управления рулон или крен самолета, как и обычные элероны, оба флаперона могут быть опущены вместе, чтобы уменьшить скорость сваливания, аналогично комплекту закрылков.

На самолете с флаперонами у пилота все еще есть стандартные отдельные элементы управления элеронами и закрылками, но управление закрылками также изменяет диапазон движения флаперонов. Механическое устройство, называемое «миксером», используется для объединения входных сигналов пилота во флапероны. Хотя использование флаперонов вместо элеронов и закрылков может показаться упрощением, остается некоторая сложность из-за тонкостей миксера. [ нужна цитата ]

Некоторые самолеты, такие как Денни Китфокс, подвесьте флапероны под крылом (скорее, как щелевые клапаны) для обеспечения беспрепятственного обтекания воздуха при больших углах атаки или малых скоростях. [ нужна цитата ] Когда поверхность флаперона шарнирно закреплена ниже задней кромки крыла, их иногда называют «флапероны Юнкера», от доппельфлюгель (букв., «двойное крыло») тип поверхностей задней кромки, используемых на ряде Юнкерс самолеты 1930-х годов, такие как Юнкерс Ju 52 авиалайнер и Юнкерс Ju 87 Штука культовая Вторая мировая война пикирующий бомбардировщик. [ нужна цитата ]

Исследование

Текущее исследование стремится координировать функции поверхности управления полетом самолета (элероны, лифты, элевоны, закрылки и флапероны), чтобы снизить вес, стоимость, сопротивление инерция, и тем самым добиться улучшенного отклика на управление, уменьшения сложности и уменьшения радиолокационная видимость за скрытность целей. В число бенефициаров такого исследования могут входить: дроны (БПЛА) и новейшие самолет истребитель. [ нужна цитата ]

Эти исследовательские подходы включают гибкие крылья и жидкости:

Гибкие крылья

В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может изменять форму в полете, отклоняя воздушный поток. В X-53 Активное аэроупругое крыло это НАСА усилие. В Адаптивное податливое крыло это военная и коммерческая деятельность. [1] [2] [3] Это можно рассматривать как возвращение к искривление крыла использовал и запатентованный посредством Братья Райт.

Флюидика

В флюидика, силы в транспортных средствах возникают через регулирование циркуляции, [ требуется разъяснение ] в которых более крупные и сложные механические части заменены более простыми жидкостными системами меньшего размера (щели, из которых выходят воздушные потоки), где большие силы в жидкостях отклоняются меньшими струями или потоками жидкости с перерывами, чтобы изменить направление транспортных средств. [4] [5] [6] При таком использовании флюидика обещает меньшую массу, затраты (до 50% меньше) и очень низкую инерция и время отклика, а также простота. [ нужна цитата ] [ требуется разъяснение ]

Источник