Самолет с винглетами что это
Винглеты: для чего у самолетов сделаны скругленные «законцовки» крыльев и почему у некоторых их нет
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
В наше время авиакомпании все больше внимания уделяют расходу керосина в самолетах. Все потому, что топливное обеспечение авиалайнера может составлять от 30 до 50 процентов расходов на его содержание. Снизить расход топливо можно за счет создания все более эффективных двигателей. Каждое новое поколение позволяет сократить расход от 5 до 20 процентов. Также горючее можно экономить при помощи улучшения аэродинамических качеств, правда здесь добиться новых высот инженерной мыли крайне сложно, так как самолету уже достигли аэродинамической максимы развития.
Аэродинамическое сопротивление состоит из трех компонентов: сопротивления трения, давления, а также индуктивного сопротивления. Сопротивление давления зависит от формы обтекаемого тела. Сопротивление трения зависит от ровности обтекаемого тела. Наконец индуктивное сопротивление создается за счет разницы давления воздуха над крылом и под крылом (вверху давление всегда меньше и именно это создает подъемную силу). И здесь начинаются проблемы.
Дело в том, что воздух средней и корневой части крыла самолета перетекает от передней кромки к задней более-менее равномерно. Однако, ситуация полностью меняется когда речь заходит о законцовках крыла. Воздушный поток естественным образом стремящийся перейти из зоны высокого давления в зону низкого давления переходит из-под нижней части крыла в верхнюю. Более того, поток закручивает и образует вихрь. Это в свою очередь повышает уровень индуктивного сопротивления, а вместе с ним и расход горючего самолета.
Эту проблему решают несколькими методами. Первый – это использование специальных насадок на законцовках крыльев. Второй – удлинение крыла. И третий – использование винглетов. Последние появились в 1980-е годы на фоне топливного кризиса, когда авиакомпании всерьез стали задумываться об экономии горючего. Само собой, о технологии винглетов человечество знало задолго до этого. Встречаются они даже на некоторых моделях самолетов из числа первых.
Примечание : сегодня винглеты есть фактически на всех гражданских авиалайнерах, в том числе отечественного производства. Если ничего подобного на крыле нет, то скорее всего у самолета удлиненная форма крыла для решения тех же проблем с аэродинамикой.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Что такое винглеты, и как они снижают затраты топлива самолетов (6 фото)
Если вы часто летаете на самолетах, наверное, вы неоднократно замечали, что на некоторых моделях есть загнутые продолжения крыльев, которые называются винглетами. А вы знаете, для чего вообще нужны винглеты? Во-первых, они помогают сократить затраты топлива, а во-вторых, уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу. Но как это работает?
Подобные вихри увеличивают индуктивное сопротивление и как следствие снижают подъемную силу крыла, а это в свою очередь влияет на расход топлива. Американский инженер по имени Ричард Уиткомб еще в начале 70-х годов прошлого столетия понял, как снизить завихрения. Благодаря его разработкам в 1975 году появились первые самолеты с модифицированными крыльями.
Винглеты эффективно снижают силу вихрей, что приводит к снижению расхода топлива.
В среднем, экономия топлива составляет 3,5-5,5%, а это очень существенный показатель. Конечно же, благодаря снижению расхода топлива, снижается и выброс вредных веществ в атмосферу.
Самолет с винглетами что это
Что такое винглеты? Статья-справка.
Винглеты – это законцовки крыла самолета, выполненные в виде дополнительных элементов на концах крыла. Выглядят они как маленькие крылышки (на английском «winglet» и есть крылышко) или плоские шайбы. Основная функция винглета – погашение концевого вихря, приводящее к снижению расхода топлива до 7%. Кроме того, законцовки способствуют снижению индуктивного сопротивления и увеличивают длину крыла, практически не влияя на его размах.
Рассмотрим принцип действия винглета. Не секрет, что подъемная сила крыла появляется из-за различного давления над крылом и под ним. Конечно, при подобном положении вещей, газ будет перемещаться из области с повышенным давлением в область пониженного. Из-за этой разницы в давлениях и перемещениях газа на крыле появляется вихрь (назван он концевым), который может сослужить недобрую службу, став излишним растратчиком энергии. К тому же, концевой вихрь снижает аэродинамическое качество крыла, а это не приветствуется. Законцовки помогают переместить, обернуть газ вокруг крыла, выводя его на верхнюю поверхность, где давление повышено. Кроме того, установка винглетов помогает достичь самого подходящего распределения подъемной силы и снижает индуктивное сопротивление.
Впервые на пассажирском самолете винглеты были установлены еще в 1985. Получил законцовки Boeing 747-400, причем после введения этого усовершенствования расход топлива сразу же сократился на 5%. С тех пор конструкция винглета несколько раз дополнялась и изменялась. В 1990 году Луи Гратцером были изобретены blended winglet (сопряженное крылышко), ставшие сенсацией и позволившие сократить расход топлива на 7%.
В наше время наиболее используемым видом винглетов является именно blended winglet. Кроме этого типа, существуют raked wingstips (гребневые законцовки). Такие винглеты горизонтальны и имеют больший угол стреловидности, чем само крыло. На некоторых Airbus установлены специального вида законцовки sharklets (акульи плавники). Законцовки типа акульи плавники рассчитаны на сокращение расхода топлива во время длительных перелетов (экономия порядка 3,5-4%). Причиной же поиска новой конструкции законцовок компанией Airbus стал отказ АРВ в продаже им лицензии на blended winglet.
Винглет
Законцовки крыла (другое название концевые крылышки или винглеты; англ. winglet «крылышко») — небольшие дополнительные элементы на концах крыльев самолёта в виде крылышек или плоских шайб. Законцовки крыла служат для увеличения эффективного размаха крыла, снижая индуктивное сопротивление, создаваемое срывающимся с конца стреловидного крыла вихрем и, как следствие, увеличивая подъемную силу на конце крыла. Крыло без законцовки не создает подъемную силу на оставшихся 5% длины крыла до его конца. Также законцовки позволяют увеличить удлинение крыла, практически не изменяя при этом размах крыла. Применение законцовок крыла позволяет улучшить топливную экономичность у самолетов,либо дальность полёта у планеров. В настоящее время одни и те же типы самолётов могут иметь разные варианты законцовок.
Из серийно выпускающихся в России самолетов, законцовки имеют Ту-204/214 и Ил-96.
Содержание
История и развитие
Братья Райт в 1905 году впервые применили законцовки на летательном аппарате Флайер-III, и позднее на моторизированном самолёте Модель-А. Ричард Уиткомб, авиационный специалист и инженер, сотрудник НАСА, был одним из первых исследователей влияния законцовок крыла на аэродинамику самолёта. В начале 70-х он сконструировал законцовку крыла, перпендикулярно распространяющуюся вверх и вниз от плоскости крыла. Данная конструкция в настоящий момент применяется на крыльях среднемагистральных самолётов Airbus A-320. В начале 90-х Луи Гратцер, главный специалист по аэродинамике компании Aviation Partners, придумал и запатентовал «blended winglet» — сопряженное крылышко, которое плавно загибается вверх по дуге большого радиуса и имеет большое относительное удлинение. Первое же применение крылышек новой конструкции для модернизации делового самолета в 1991 г. позволило сократить расход топлива на 7%. Столь масштабная экономия за счет модернизации оказалась беспрецедентной в истории авиации, если не считать переделки всего самолета или ремоторизации.
Принцип действия
Подъёмная сила крыла образуется из-за разности давлений под крылом и над крылом. Из-за разности давлений часть воздуха перетекает через край крыла из области высокого давления снизу в область пониженного давления сверху, образуя при этом концевой вихрь. На образование вихря тратится энергия движения, что приводит к появлению силы индуктивного сопротивления. Концевой вихрь также приводит к перераспределению подъёмной силы по размаху крыла, уменьшая его эффективную площадь и удлинение, и снижая аэродинамическое качество. Установка винглетов помогает добиться более оптимальной формы распределения подъёмной силы.
Гребневые законцовки
Галерея
Различные самолеты и планеры, имеющие законцовки:
Саблеты, шарклеты, винглеты — что это такое и зачем оно нужно?
Почти все современные авиалайнеры имеют необычную форму окончания крыла, когда его часть задирается вверх. Каждый авиапроизводитель называет такие законцовки крыла по-своему. Так, например корпорация Boeing именует такие законцовки «винглетами», в Airbus их зовут «шарклетами», а конструкторы авиалайнера Superjet 100 назвали их саблетами.
Нужны законцовки крыла для того, чтобы увеличить полезную площадь крыла, предотвратить срыв воздушного потока с него и, как следствие, увеличить подъемную силу, эффективность и безопасность эксплуатации самолета.
Форма законцовок крыла, как и их название, у каждого из производителей свое, фирменное.
Первыми эту технологию стали внедрять в конструкцию планера в компании Golfstream, а изобретателем технологии, названной winglets, стал авиаконструктор Луи Гратцер. Впервые winglets появились в 1991 году на бизнес-джете Golfstream II
Магистральные лайнеры производства Boeing стали использовать winglets на своих магистральных самолетах с середины 1990-х. Хотя первые опыты с законцовками компания ставила еще в 1970-х. Например, все модели Boeing 747, начиная с 300 модификации, имеют некое подобие современных «винглетов».
В Airbus винглеты по типу модели Boeing 747 применяются с конца 1990-х.
На среднемагистральном A320 винглеты появились в 2009 году.
В 2016 они увеличились в размерах и получили новое название — «шарклеты».
В России винглеты тоже применяются в авиастроении. Например, они есть в конструкции крыла Ил-96-300.
А с 2019 года винглеты с фирменным названием «саблеты» появятся и на региональном Superjet 100. Их особенность в том, что они задираются вверх под малым углом, в профиль напоминая профиль сабли.
альше всех в освоении законцовок крыла пошла корпорация Boeing: на новых разрабатываемых моделях дальнемагистральных самолетов Boeing 777х будут установлены «раскладывающиеся» винглеты.
Их можно будет поднять перпендикулярно крылу при рулении и взлете-посадке, а в полете они опускаются в единую плоскость с крылом самолета.