Является ли снижение V1/VR (и необходимой длины взлетно-посадочной полосы) единственной причиной использования закрылков при взлете?

Для самолета, рассчитанного на крейсерскую эффективность, важно иметь как можно меньше дифферентного сопротивления.

См. ссылку ATR 72 :

Крыло может показаться необычно маленьким, но оно создано для обеспечения необходимой подъемной силы на крейсерской скорости при наиболее эффективном угле атаки, при котором отношение подъемной силы к сопротивлению самое высокое. Если бы крыло создавало слишком большую подъемную силу для горизонтального полета на его крейсерской скорости, его пришлось бы «урезать» до меньшего угла атаки за счет большего сопротивления для большего расхода топлива.

Вклад скорости в подъемную силу описывается уравнением подъемной силы:

с$L$будучи лифтом,$C_L$коэффициент подъемной силы,$\rho$плотность воздуха, A площадь крыла и$V$скорость самолета.

ATR 72 развивает крейсерскую скорость 280 узлов. Чтобы создать адекватную подъемную силу на более низких скоростях, он должен либо опасно увеличить угол атаки, либо увеличить коэффициент подъемной силы, добавив развал.

Опускание закрылков добавляет изгиб, поэтому этот самолет делает это как часть процедуры взлета. Обычно избегают более высоких настроек закрылков, потому что они создают слишком большое сопротивление.

Одной из функций обычных закрылков внутреннего пролета, которая не часто обсуждается, является управление сваливанием.

Некоторый закрылок не только снижает скорость сваливания, но и обеспечивает сваливание корня крыла, пока законцовки все еще летят; это предотвращает превращение зарождающегося сваливания в штопор на малой высоте, если порыв ветра или незапланированный маневр переводит самолет из «контролируемого набора высоты» в «ускоренное сваливание». Учитывая, что сваливание на малой высоте имеет очень высокий уровень смертности, важно избегать сваливания, но «почти сваливание» все еще может быть устранено, пока самолет глохнет прямо по курсу .

Помимо снижения взлетной скорости, есть еще несколько причин, по которым типичные самолеты Части 25 не допускают бескрылый взлет:

1. Обычно есть оптимальная точка при более низких настройках закрылков, которые создают наилучший градиент набора высоты в V2, и обычно это не так, когда закрылки убраны. Обычно можно увидеть несколько положений закрылков для взлета, которые обеспечивают наилучший набор высоты и наилучшее поле .

2. Если нет причин производительности, например, в пункте выше, производители предпочли бы не добавлять дополнительные настройки закрылков для взлета. Для того, чтобы сертифицировать установку закрылков для взлета, нужно было бы провести кучу дорогостоящих/рискованных летных испытаний, а также тонны анализов и бумажной работы.

3. Разрешение взлета без закрылков кажется нецелесообразным с точки зрения эксплуатационной надежности. Следовательно, если производительность не улучшится, это также не добавит никакой ценности операторам.

В дополнение к предыдущим ответам вы могли бы возразить, что да: если бы у вас была достаточно длинная взлетно-посадочная полоса, вы теоретически могли бы выполнить разбег, который разогнал бы вас до скорости, достаточной для взлета и пребывания в воздухе без закрылков (и для этого упражнения давайте предположим, что A320 имеет скорость с поднятыми закрылками 210 узлов, плюс-минус), но вы не сможете включить в свой анализ очень важные аспекты:

Во-первых, по мере того, как вы двигаетесь быстрее, количество взлетно-посадочной полосы, которую вы «поглощаете», увеличивается со все возрастающей скоростью. Увеличение путевой скорости на 50 узлов, когда вы движетесь со скоростью 80 узлов, потребляет гораздо меньше взлетно-посадочной полосы (например, на несколько тысяч футов меньше), чем теоретическое увеличение на 50 узлов, когда вы движетесь со скоростью 160 узлов (даже если ускорение было линейным, а это не так). , и это заняло столько же времени Таким образом, самые длинные взлетно-посадочные полосы, которые вы обычно найдете в коммерческих аэропортах (около 14-15 тысяч футов), вероятно, должны были бы находиться в районе 40-50 тысяч футов для взлета без закрылков. загруженный А320.

Но, во-вторых, шасси не спроектированы и не созданы для того, чтобы выдерживать нагрузки на таких скоростях. Они, вероятно, изнашиваются или даже повреждаются/уничтожаются за один разбег и, вероятно, EverbodyDies™.

Кроме того, в-третьих (и, вероятно, самое важное), самолеты строятся специально для того, чтобы свести к минимуму количество энергии, необходимой для их полета, и физика, будучи сумасшедшим негодяем, найдет способ сделать это еще более сложным, средствами экранного эффекта. По мере того, как вы едете быстрее по земле на транспортном средстве, которое предназначено для полета и создания подъемной силы (или, наоборот, для создания как можно меньшей прижимной силы), будет иметь тенденцию создавать достаточную подъемную силу, чтобы отделиться от земли, прежде чем фактически достигнет желаемой скорости выпуска закрылков, и это было бы (и было) фатальным: самолет сначала немного набрался бы, может быть, 50 футов, а затем потерял бы подъемную силу, обеспечиваемую эффектом земли ... Вы бы летели безумно быстро (скажем, , ради аргумента, на 180 узлах), 50 футов над землей и внезапно потеряли способность создавать достаточную подъемную силу, чтобы оставаться в воздухе (потому что вы теперь слишком далеко от земли, чтобы эффект земли не мог оказывать какое-либо влияние на ваш самолет). Теперь вы падаете на землю, как пианино, разрушаете шасси и серьезно повреждаете конструкцию вашего самолета, распадаетесь и взрываетесь огромным огненным шаром на скорости 180 узлов (более 200 миль в час). И да, это случалось: 20 лет назад аргентинский Боинг 737 начал разбег без закрылков и убил 65 человек, когда упал обратно на взлетно-посадочную полосу, потеряв небольшую подъемную силу, обеспечиваемую эффектом земли... Вы можете подробнее об этой аварии Теперь вы падаете на землю, как пианино, разрушаете шасси и серьезно повреждаете конструкцию вашего самолета, распадаетесь и взрываетесь огромным огненным шаром на скорости 180 узлов (более 200 миль в час). И да, это случалось: 20 лет назад аргентинский Боинг 737 начал разбег без закрылков и убил 65 человек, когда упал обратно на взлетно-посадочную полосу, потеряв небольшую подъемную силу, обеспечиваемую эффектом земли... Вы можете подробнее об этой аварии Теперь вы падаете на землю, как пианино, разрушаете шасси и серьезно повреждаете конструкцию вашего самолета, распадаетесь на куски и взрываетесь огромным огненным шаром на скорости 180 узлов (более 200 миль в час). И да, это случалось: 20 лет назад аргентинский Боинг 737 начал разбег без закрылков и убил 65 человек, когда упал обратно на взлетно-посадочную полосу, потеряв небольшую подъемную силу, обеспечиваемую эффектом земли... Вы можете подробнее об этой аварииЗДЕСЬ .

Несколько других хороших ответов, но одна причина, по которой я еще не видел, - это мастерство пилота. Вы не хотите, чтобы пилоты отрабатывали технику взлета и посадки только на коротких полях, что может быть редкостью в зависимости от маршрутов, по которым случается летать тому или иному пилоту. Однако , если они используют эту технику при каждом взлете и посадке, то вы знаете, что они всегда будут опытными, когда это действительно необходимо.

Теоретически возможно взлететь с поднятыми закрылками, если у вас достаточно длинная взлетно-посадочная полоса, но зачем вам это? Самолет спроектирован так, чтобы быть максимально эффективным в воздухе, поэтому чем раньше вы туда доберетесь, тем лучше.

Подъемная сила, доступная самолету, пропорциональна площади крыльев (и закрылки увеличивают эту площадь), однако сопротивление, создаваемое этими крыльями, пропорционально квадрату воздушной скорости, поэтому на малых скоростях (т. е. при типичных взлетных скоростях ) небольшое выдвижение закрылков дает большую подъемную силу при относительно небольшом дополнительном сопротивлении. Эта дополнительная подъемная сила означает: а) вы можете подниматься сильнее, быстрее и раньше, и б) вы можете двигаться медленнее, прежде чем свалитесь, и в) (как объяснил Цейсс Икон), если вы свалитесь, это будет более контролируемо/восстанавливаемо. При посадке выпуск закрылков на более высоких посадочных скоростях означает: а) увеличение лобового сопротивления (что замедляет ваше падение) б) увеличение подъемной силы (что замедляет ваше снижение) в) уменьшение скорости сваливания (таким образом замедляется ваша посадочная скорость) и г) сделать сваливание более управляемым (сделать посадку более безопасной), что, согласитесь, победа, победа,

Шины. Шины обычно подвергаются очень высоким нагрузкам из-за компромисса между экстремальными требованиями к производительности и малым весом. Резина не дешевая . Выполняя взлет со скоростью, превышающей необходимую, вы увеличиваете износ шин и вызываете проблемы с шинами, которые вам просто не нужно вызывать.

Было бы очень ложной экономией немного сэкономить на чем именно, на приводных мотоциклах? и расплачиваться за это повышенным износом шин и инцидентами, связанными с безопасностью.