Почему крылья некоторых самолетов меняют ширину?

Ну да, крылья большего размера, чтобы обеспечить лучшую подъемную силу, но при этом также создается большее индуктивное сопротивление.

Крылья авиалайнера оптимизированы для крейсерского полета на высоких дозвуковых и околозвуковых скоростях, где хорошо работает тонкое стреловидное крыло. Хотя это отлично подходит для крейсерского полета, компромисс заключается в том, что этот стиль крыла требует очень высокой скорости захода на посадку для посадки, что, в свою очередь, требует очень длинных взлетно-посадочных полос для разгона самолета до скорости вращения для взлета или для замедления самолета. он приземлился.

Компания Боинг успешно решила эти проблемы в начале 1960-х годов, разработав самолет 727 в качестве регионального авиалайнера. В нем использовались закрылки, называемые закрылками Фаулера (см. рис. 1), в сочетании с удлинителями передней кромки. Закрылки Фаулера. Закрылки такого типа состоят из ряда сегментов, прикрепленных к гусеницам или поддерживающим рычажным механизмам, идущим по хорде, что позволяет сегментам закрылков выдвигаться и втягиваться, катясь по указанным дорожкам.

Рис. 1. Типичная установка закрылка Фаулера

При развертывании они дают эффект изменения формы аэродинамического профиля с тонкого, слегка изогнутого аэродинамического профиля на широкий аэродинамический профиль с большим изгибом. Закрылки Фаулера имеют дополнительное преимущество в том, что частичное раскрытие создает значительное увеличение подъемной силы с ограниченным дополнительным сопротивлением, что очень полезно для взлета, в то время как при полном раскрытии они создают большое сопротивление в дополнение к более высокой подъемной силе.

Большие крылья также создают большее сопротивление. Вместо этого более быстрый полет (в крейсерском режиме) создает необходимую подъемную силу.

Для любого данного объекта, чем он больше, тем большее сопротивление он производит.

Поскольку большую часть времени самолет проводит в крейсерском режиме, крылья спроектированы с таким соотношением подъемной силы и лобового сопротивления , которое подходит для крейсерского полета.

Для медленных полетов (взлетов и посадок) затем используются устройства большой подъемной силы , они бывают разных видов.

Закрылки - это способ изменения формы крыла, чтобы оно могло обеспечивать большую подъемную силу на более низких скоростях и более высоких углах атаки. Это важно как при взлете, так и особенно при посадке, когда самолет движется относительно медленно.

Компромисс в том, что закрылки резко увеличивают сопротивление.

Имейте в виду, что коммерческие авиалайнеры большую часть времени полета проводят в крейсерском режиме с более или менее постоянной скоростью и высотой. В крейсерском режиме нет никакой ценности в «большей» подъемной силе, им нужна ровно такая подъемная сила, чтобы выдержать их вес на эффективной крейсерской скорости. Итак, форма крыла рассчитана на то, чтобы сделать это с минимально возможным сопротивлением.

Закрылки увеличивают подъемную силу на низкой скорости, поэтому у самолета по-прежнему достаточно подъемной силы, чтобы выдерживать собственный вес при заходе на посадку, без необходимости двигаться со скоростью, которая затруднила бы безопасную посадку и потребовала бы очень длинной взлетно-посадочной полосы для замедления после приземления.

Конфигурация «закрылки вверх» представляет собой базовую форму крыла. Это форма, предназначенная для обеспечения предполагаемых летных характеристик, включая требуемую подъемную силу при минимальном сопротивлении в расчетных условиях крейсерского полета самолета (воздушная скорость / высота).

Взлет и посадку лучше всего выполнять на самых низких скоростях, которые практически достижимы (взлетная и посадочная дистанции резко и нелинейно увеличиваются со скоростью). Конфигурации «закрылки вниз» (обратите внимание на множественное число) увеличивают эффективную площадь крыла, но также изменяют его профиль. Выдвижные закрылки увеличивают подъемную силу, но также и увеличивают сопротивление. Большинство самолетов имеют несколько положений закрылков, что обеспечивает переход от «чистых» (закрылки подняты) к полным закрылкам. Полные закрылки используются только для посадки, когда желательно высокое сопротивление, потому что это помогает замедлить самолет после приземления. Промежуточные настройки используются для взлета, потому что они способствуют подъему с минимальным сопротивлением и используются на ранних этапах захода на посадку, когда самолет замедляется.

Закрылки не просто увеличивают крыло. Большинство конструкций клапанов оставляют зазоры, когда они полностью или в основном выдвинуты. Эти зазоры позволяют некоторому количеству воздуха из-под крыла подниматься через зазор и присоединяться к воздуху, движущемуся над верхней частью крыла. Это помогает воздушному потоку оставаться «прикрепленным» к верхней поверхности щитка. Без этой функции воздух на верхней поверхности может «отделиться», стать турбулентным и больше не способствовать подъему.