Авіавиробники постійно женуться за паливною ефективністю і безупинно працюють над удосконаленням конструкції сучасних літаків. Інженери Airbus розробили абсолютно новий тип законцовок крила і почали випробування.
Василь Парфьонов
Приблизно тридцять п’ять років тому в авіабудуванні сталася невелика революція — на лайнерах стали встановлювати аеродинамічні законцовки крила. Таке, здавалося б, незначне удосконалення конструкції дозволило знизити витрату палива на 3-7%, а це фантастичний результат для цивільної авіації. Ніколи раніше всього одне зміна в конструкцію планера не призводило до такого сильного економічного ефекту.
На Airbus A380 встановлені законцовки-шарклеты з відповідною частиною під крилом
Існує величезна кількість видів кінцевих елементів крила: вінглети, шарклеты, шайби Уиткомба і гребневі законцовки. Основна проблема, яку вони вирішують — індуктивні вихори, що зриваються з краю крила і перетворюються на довгі джгути турбулентних потоків повітря. Крім небезпеки для інших літаків, формування вихору не тільки забирає частина підйомної сили крила, але і створює опір руху вперед.
Позаду крила від його кромки починається індуктивний вихор, формує турбулентний джгут довжиною до 15 кілометрів. На ілюстрації зліва немає аеродинамічній законцовки, а праворуч вона встановлена.
Однак у кожного типу аеродинамічних кінцівок є свої особливості та обмеження застосування. Наприклад, більшість з них ефективні тільки при польоті на крейсерській швидкості авіалайнера. Саме з цієї причини на регіональних літаках або у малої авіації, де тривалість одного рейсу менше, а швидкість нижче, крила мають звичайні кінцеві елементи без радикальної зміни геометрії.
В інших режимах польоту аеродинамічні законцовки, в кращому випадку, є лише надмірною вагою. Однак частіше вони створюють додаткові проблеми: літак стає більш чутливим до бічного вітру, лобове опір підвищується, а що не менш важливо, при їх установці нерідко потрібно посилення крила. Здається, Airbus змогли вирішити велику частину суперечностей: на новому прототипі Albatross ONE крайні поверхні крила встановлені на вільних шарнірних з’єднаннях.
Такий підхід дозволяє змусити працювати ті ефекти, з якими конструктори борються — вихори направляють законцовку і та займає найбільш оптимальне положення в кожному режимі польоту. В результаті, винглет перестає бути баластом значну частину польоту, а також не створює зайвого опору боковому вітрі на низькій швидкості. В черговий раз інженерне рішення було підглянуті в природі, адже схожим чином працюють пір’я у птахів в бриючому польоті.
Альбатросовые — одні із самих великих літаючих птахів: розмах крил дорослої особини може досягати майже чотирьох метрів. Будова їхнього тіла надзвичайно ефективно в польоті — альбатроси здатні долати тисячі кілометрів в день ні разу не змахнувши крилами, а лише плануючи. У польоті вони підгинають частина крила для зниження лобового опору
«Альбатрос» є масштабною радіокерованої моделлю середньомагістрального лайнера A321 і створений з метою демонстрації технології. На його базі планується відпрацювати різні конфігурації вільних кінцівок, які можуть бути різної довжини, аж до третини крила. Перший етап випробувань Albatross ONE показав, що літальний апарат стабільний і повністю керований як при заблокованих закінцівках, так і коли вони вільно згинаються в потоках повітря.
Крила A330neo мають мінімалістичні шарклеты
Ефективність цього рішення полягає не тільки в зниженні турбулентних вихорів, але і в спрощенні конструкції крила. Індуктивні джгути за таким літаком будуть більше, ніж у планера з винглетами, проте послідовники «Альбатроса» зможуть стати легше. Крила, зовнішній край якого в умовах турбулентності не передає перевантаження на фюзеляж, необхідна менша жорсткість, а значить все повітряне судно буде важити менше і володіти кращою паливною ефективністю.
Thanks!
Our editors are notified.