Kanskje hovedflyenheten er vingen. Det er vingen som skaper løft som holder et fly med flere tonn i luften, og hindrer det i å falle. Det er ingen tilfeldighet at designere har et uttrykk for at den som eier vingen også kontrollerer flyet. Jakten på å forbedre de aerodynamiske egenskapene til fly tvinger utviklerne til hele tiden å forbedre vingen ved å jobbe med dens form, vekt og profil.
Ving i profil
Flyvingeprofil er et geometrisk snitt av vingen som løper parallelt med flyaksen. Eller mer enkelt - et sidebilde av vingen. I løpet av de lange årene med utviklingen av flyindustrien, har forskjellige laboratorier og institutter hele tiden utviklet og testet vinger i forskjellige konfigurasjoner. Hastighetene vokste, massen av fly, oppgavene endret seg – og alt dette krevde nye vingeprofiler.
Profiltyper
I dag er det forskjellige vingeprofiler,forskjellig i formål. Samme type kan ha mange varianter og brukes på forskjellige fly. Men generelt kan de eksisterende hovedtypene av profiler illustreres av bildet nedenfor.
- Symmetrisk.
- Asymmetrisk.
- Plano-konveks.
- Binconvex.
- S-formet.
- laminert.
- Lenticular.
- Diamant-formet.
- Kileformet.
På noen fly brukes en variabel profil langs vingens lengde, men vanligvis er formen uendret hele veien.
Geometri
Utvendig ligner profilen på vingen en orm eller noe sånt. Siden den er en kompleks geometrisk figur, har den sitt eget sett med egenskaper.
Figuren viser de viktigste geometriske egenskapene til flyvingeprofilen. Avstanden (b) kalles vingekorden og er avstanden mellom ytterpunktene foran og bak. Den relative tykkelsen bestemmes av forholdet mellom den maksimale profiltykkelsen (Cmax) og dens korde og uttrykkes i prosent. Maksimal tykkelseskoordinat er forholdet mellom avstanden fra tåen til stedet for maksimal tykkelse (Xc) til korden (b) og uttrykkes også i prosent. Midtlinjen er en betinget kurve like langt fra øvre og nedre vingepaneler, og avbøyningspilen (fmax) er maksimal avstand fra korden til midtlinjen. En annen indikator - relativ krumning - beregnes ved å dele (fmax) med en akkord (b). Tradisjonelt er alle disse verdiene uttrykt i prosent. I tillegg til de som allerede er nevnt, er det radiusen til profilnesen, koordinatene til den største konkavitet og en rekke andre. Hver profil har sin egen kode, og som regel er de viktigste geometriske egenskapene til stede i denne koden.
For eksempel har profil B6358 en profiltykkelse på 6 %, en konkavitetspilposisjon på 35 % og en relativ krumning på 8 %. Notasjonssystemet er dessverre ikke enhetlig, og forskjellige utviklere bruker chiffer på hver sin måte.
Aerodynamikk
Fancy, ved første øyekast, tegninger av vingeseksjoner er ikke laget av kjærlighet til høy kunst, men utelukkende for pragmatiske formål - for å sikre høye aerodynamiske egenskaper til vingeprofiler. Disse viktigste egenskapene inkluderer løftekoeffisienten Su og luftmotstandskoeffisienten Cx for hver spesifikke bæreblad. Selve koeffisientene har ikke en konstant verdi og avhenger av angrepsvinkel, hastighet og noen andre egenskaper. Etter testing i vindtunnel kan det tegnes opp en såk alt polar for hver profil av en flyvinge. Det gjenspeiler forholdet mellom Cx og Su ved en viss angrepsvinkel. Det er laget spesielle håndbøker som inneholder detaljert informasjon om hver aerodynamisk profil av vingen og illustrert med passende grafer og diagrammer. Disse katalogene er fritt tilgjengelig.
Profilvalg
Utvalg av fly, typer fremdriftinstallasjoner og deres formål krever en nøye tilnærming til valg av flyvingeprofil. Ved design av nye fly vurderes vanligvis flere alternativer. Jo større den relative tykkelsen på vingen er, desto større er luftmotstanden. Men med tynne vinger av stor lengde er det vanskelig å gi tilstrekkelig strukturell styrke.
Det er et eget spørsmål om supersoniske maskiner som krever en spesiell tilnærming. Det er ganske naturlig at profilen til vingen til An-2-flyet ("mais") vil avvike fra profilen til et jagerfly og et passasjerskip. Symmetriske og S-formede vingeprofiler skaper mindre løft, men er mer stabile, en tynn vinge med en liten camber er egnet for høyhastighets sportsbiler og jagerfly, og en tykk vinge med stor camber, brukt i store passasjerfly, kan kalles vingen med høyest løft. Supersoniske fly er utstyrt med vinger som har en linseformet profil, mens diamantformede og kileformede profiler brukes til hypersoniske fly. Det bør huskes at ved å lage den beste profilen kan du miste alle fordelene kun på grunn av dårlig overflatebehandling av vingepaneler eller dårlig flydesign.
Karakteristisk beregningsmetode
Nylig er beregninger av egenskapene til en vinge med en viss profil utført ved hjelp av datamaskiner som er i stand til å utføre multifaktormodellering av oppførselen til vingen under forskjellige forhold. Men den mest pålitelige måten er naturlige tester utført påspesielle stativer. Individuelle "old school"-ansatte kan fortsette å gjøre dette manuelt. Metoden høres ganske enkelt truende ut: "full beregning av vingen ved bruk av integro-differensialligninger med hensyn til den ukjente sirkulasjonen." Essensen av metoden er å representere sirkulasjonen av luftstrømmen rundt vingen i form av trigonometriske serier og å søke etter koeffisientene til disse seriene som tilfredsstiller grensebetingelsene. Dette arbeidet er svært arbeidskrevende og gir fortsatt bare omtrentlige egenskaper for flyvingeprofilen.
Flyvingestruktur
En vakkert tegnet og detaljert kalkulert profil må lages i virkeligheten. Vingen, i tillegg til å utføre sin hovedfunksjon - å skape løft, må utføre en rekke oppgaver knyttet til plassering av drivstofftanker, ulike mekanismer, rørledninger, elektriske seler, sensorer og mye mer, noe som gjør den til et ekstremt komplekst teknisk objekt. Men for å si veldig enkelt, vingen til et fly består av et sett med ribber som gir dannelsen av den ønskede vingeprofilen, plassert på tvers av vingen, og bjelker, plassert langs. Ovenfra og under er denne strukturen lukket med en kappe av aluminiumspaneler med et stringersett. Ribbene langs de ytre konturene samsvarer fullt ut med profilen til flyvingen. Arbeidsintensiteten ved produksjon av vingen når 40 % av den totale arbeidsintensiteten ved produksjon av hele flyet.
