Как на самом деле работают планки?

Предкрылок — это выдвижная версия устройства, известного как «прорезь передней кромки». По сути, это слот сразу за передней кромкой.

Когда самолет летит медленно, он, вероятно, будет либо несколько задирать нос, чтобы поддерживать горизонтальный полет, либо снижаться, либо где-то посередине. В любом случае воздух падает на крыло под большим углом, чем когда самолет смотрит вперед и летит прямо на высокой скорости. Угол, под которым воздух падает на крыло, называется углом атаки .

На поверхности крыла имеется слой медленно движущегося воздуха, называемый пограничным слоем , образованный трением между крылом и воздухом. Этот пограничный слой заставляет крыло казаться толще, чем оно есть на самом деле, особенно сзади, поскольку воздух скапливается сзади. Более быстрый воздушный поток предпочитает обтекать этот пограничный слой, а не проходить через него/вокруг фольги, а это означает, что быстро движущийся воздух меньше поворачивается и поэтому производит меньшее всасывание в верхней части фольги .

На задней кромке этот пограничный слой заканчивается турбулентностью и создает большее всасывание сзади. Очевидно, из-за кривизны аэродинамического профиля задняя сторона верхней части крыла больше наклонена назад и меньше вверх, поэтому всасывание в этой области создает большее сопротивление и меньшую подъемную силу, чем всасывание дальше вперед.

По сути, из-за пограничного слоя воздушный поток вокруг крыла «видит», что верхняя задняя часть крыла выпирает больше, чем есть на самом деле. В результате «форма» крыла становится более плоской в ​​верхней части, что создает меньшую подъемную силу, и имеет более тупую и крутую заднюю кромку, что создает большее сопротивление.

При более высоком угле атаки, упомянутом выше, пограничный слой над верхней частью крыла еще толще, поскольку, как вы можете догадаться, воздушный поток вокруг крыла будет больше замедляться при более сложном полете. В конце концов, в самом конце направление воздушного потока в пограничном слое может измениться на противоположное (это то, что называется разделением потока ), создавая еще большую турбулентность и еще больше увеличивая всасывание в этой области, что еще больше усугубляет то, что плохо.

С увеличением угла атаки пограничный слой продолжает утолщаться, а зона отрывного потока расширяется вперед, в конце концов наступит момент, когда крыло «выпирает» настолько, что уже не дает прироста подъемной силы, а дает много сопротивления. Это стойло .

Щель за расширенной планкой пропускает более быстро движущийся воздух, ускоряя и таким образом истончая пограничный слой.

Итак, в чем разница между закрылками и планками?

• Закрылки отклоняют воздух, уже обтекающий крыло, вниз. Предкрылки позволяют свежему воздуху обтекать крыло. (ПРИМЕЧАНИЕ: в них есть клапаны с прорезями. Эти прорези работают так же, как планки.)
• Закрылки могут работать при нулевом угле атаки. Планки не могут.

Кроме того, просто уточнение для ОП по поводу «провисания». Провисание переднего края — это именно то, на что это похоже. Это делает движение воздуха по крылу более плавным при больших углах атаки, увеличивая подъемную силу. Но на малых углах он создает отрицательную подъемную силу.....

Предкрылок с передним краем был независимо изобретен Густавом Лахманном и Хэндли Пейджем сразу после Первой мировой войны. (В настоящее время Лахманн приехал в Великобританию, чтобы работать на Хэндли Пейдж.) Он направляет воздушный поток вниз над крылом, позволяя крылу работать под большим углом атаки и, следовательно, на более низких скоростях полета без сваливания. Он больше всего нужен возле законцовок крыла и, поскольку вызывает сопротивление, часто добавляется только к внешней части.

Зазор между предкрылком и крылом называется щелью. Ранние образцы были исправлены, но позже были введены выдвижные предкрылки, чтобы уменьшить сопротивление во время полета. В качестве альтернативы некоторые фиксированные предкрылки были зачищены в крылья (как на ракетном истребителе Me 163 Komet времен Второй мировой войны), так что только прорезь отличалась от остальной части крыла. Аэродинамический анализ часто фокусируется на прорези, поэтому авторы часто расходятся во мнениях относительно того, какое устройство они считают основным, а какое второстепенным; вы можете заметить это в некоторых других ответах и ​​комментариях здесь.

Плоский закрылок передней кромки занимает всю секцию передней кромки и «кивает» вниз для увеличения выпуклости крыла. Это увеличивает чистую подъемную силу.

Закрылок Крюгера или Крюгера - это родственное устройство передней кромки, которое очень похоже на предкрылок в убранном положении, но шарнирно закреплено вверху и откидывается вперед при нажатии, чтобы увеличить циркуляцию воздуха вокруг крыла и, таким образом, увеличить подъемную силу.

Все остальные закрылки установлены на задней кромке и увеличивают подъемную силу, направляя больше воздуха вниз. Обычные створки просто шарнирные, створки Фаулера имеют прорези, как и предкрылки. Есть много других вариаций.

Вообще говоря, предкрылки позволяют увеличить подъемную силу с более высоким углом атаки, в то время как закрылки увеличивают подъемную силу без необходимости поднимать нос. Оба позволяют самолету лететь медленнее без сваливания.

Планки и слоты - это два разных понятия.

Предкрылки находятся на передней части крыла, закрылки — на задней. Оба служат для изменения изгиба или кривизны крыла, увеличения площади крыла и изменения угла атаки (угла аэродинамической хорды крыла в зависимости от относительного ветра. Они влияют на поток вверх или воздушный поток перед крылом, и нисходящий поток воздуха за крылом, оба из которых являются составляющими подъемной силы.

Планки бывают разных форм: от гравитационных (выдвигаются на роликах, таких как Sabreliner), до гидравлических, электрических и пневматических. Они могут представлять собой кожух на передней кромке крыла, который проходит вперед и вниз, и может иметь прорезь (что помогает задерживать разделение воздушного потока над крылом). Некоторые представляют собой панели из стекловолокна, которые выступают из-под крыла и принимают изогнутую форму (например, 747), а некоторые представляют собой плоские панели, которые вращаются вперед и вниз (например, 727).

Как правило, на самолетах, оборудованных предкрылками, предкрылки выдвигаются первыми или с первым приращением закрылков и остаются выдвинутыми во время всех операций с закрылками. Предкрылки также могут быть убраны при определенных обстоятельствах, но отсутствие предкрылков означает увеличение скорости сваливания. Асимметричное выдвижение предкрылков также приводит к значительному дисбалансу подъемной силы с одного крыла на другое и приводит к катастрофе.

Предкрылки и закрылки обычно выдвигаются в разной степени как для взлета, так и для посадки. Некоторые системы автоматически выдвигают предкрылки на низкой скорости или при большом угле атаки, чтобы обеспечить запас сваливания. В некоторых самолетах используются системы управления полетом, которые автоматически перемещают предкрылки пошагово. Комбинация предкрылков и закрылков увеличивает подъемную силу; больший шаг закрылков также увеличивает сопротивление, а эффект предкрылков с закрылками заключается в том, чтобы обеспечить более медленный заход на посадку при сохранении безопасного запаса сваливания.

Что делают предкрылки , так это увеличивают изгиб крыла, что позволяет ему создавать большую подъемную силу при более низкой скорости полета. Они идеально дополняют закрылки, превращая привередливое «сверхкритическое» крыло (сконструированное для оптимальных околозвуковых характеристик) в машину, производящую подъемную силу с более низкой скоростью.

Развал должен быть сведен к минимуму на околозвуковых скоростях, чтобы избежать образования ударных волн, вызывающих сопротивление, на верхней части крыла. Механизм эффекта ускоренного воздуха «Бернулли», который так хорошо работает для создания отношения подъемной силы к лобовому сопротивлению, превышающего 150, и очень мягких характеристик сваливания (см. DAE 21 на airfoiltools.com), нельзя использовать, когда воздушный поток над крылом приближается. звуковой барьер.

Опускание предкрылков и закрылков позволяет огромному авиалайнеру поддерживать подъемную силу на 1/3 крейсерской скорости. Их убирание позволяет развивать крейсерскую скорость более 500 миль в час.

Но это еще не все: предкрылки также значительно улучшают характеристики сваливания стреловидных крыльев за счет «размывания» или снижения угла атаки законцовок крыла. Предкрылки делают маневрирование на низкой скорости намного безопаснее.