16 янв 2023 · 15:22
{"document": [{"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"caption": "Фото (с) ОКБ им. А. Яковлева", "presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/jpeg", "filename": "mc21_2005-820x410.jpg", "filesize": 53287, "height": 410, "pic_id": 370507, "url": "https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2023/01/16/mc21_2005-820x410.jpeg", "width": 820}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Аэродинамические законцовки консолей крыла - винглеты (англ. winglets) - «крылышки», присутствуют у подавляющего большинства современных лайнеров. Этот аэродинамический элемент придаёт самолёту изящность, стремительность, однако их использование - это не дань моде, а способ уменьшить индуктивное сопротивление крыла, повысить топливную эффективность и увеличить дальность полёта лайнера."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Полное аэродинамическое сопротивление крыла самолёта, летящего на околозвуковой скорости, складывается из волнового, профильного, индуктивного и паразитного сопротивлений. Аэродинамическое качество крыла тем лучше, чем меньшую силу лобового и индуктивного сопротивлений оно создаст."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "При обтекании крыла воздушным потоком возникает разность давлений над крылом и под ним. В середине крыла воздух течёт от передней кромки к задней, ближе к законцовкам картина обтекания меняется - часть воздуха, срываясь с концов крыла, перетекает из зоны повышенного давления в зону пониженного - от нижней поверхности крыла на верхнюю и накладывается на воздушный поток, набегающий на верхнюю часть крыла."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Такое движение воздушных масс сообщает воздушному потоку паразитную силу, направленную вниз перпендикулярно вектору скорости, что приводит к уменьшению на конце крыла подъёмной силы."}], "attributes": ["quote"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В результате, за концами крыла образуются два вихревых жгута, которые называют спутными струями. Энергия, затрачиваемая на образование этих вихрей, и определяет индуктивное сопротивление крыла."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"italic": true}, "string": ""}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": "Индуктивное сопротивление отсутствует у бесконечно длинного крыла, но реальный самолёт такое крыло иметь не может. Для оценки аэродинамического совершенства крыла существует понятие «аэродинамическое качество», - чем оно выше, тем совершеннее самолёт. Улучшить аэродинамическое качество крыла можно, увеличивая его эффективное удлинение - чем длиннее крыло, тем меньше его индуктивное сопротивление, меньше расход топлива, больше дальность полёта."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Сила вихрей зависит от размеров, формы крыла, разницы давлений над верхней и под нижней поверхностями. За тяжёлыми самолётами образуются очень мощные вихревые жгуты, которые сохраняют свою интенсивность на дистанции 10 - 15 км. Они могут представлять опасность для летящего сзади самолёта, особенно когда в вихрь попадает одна консоль. Эти вихри можно легко увидеть, если понаблюдать за приземлением реактивных самолётов. Из-за большой скорости касания посадочной полосы колесная резина горит. В момент приземления за самолётом образуется шлейф пыли и дыма, который мгновенно закручивается в вихрях."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Для преодоления индуктивного сопротивления требуется дополнительная кинетическая энергия двигателя, что увеличивает расход топлива. Уменьшить индуктивное сопротивление и повысить аэродинамическое качество - основной параметр, характеризующий совершенство самолёта, легче всего за счёт увеличения размаха крыла."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Взгляните на крылья самолёта-рекордсмена 30-х годов ХХ века АНТ-25 - длина самолёта составляет 13 метров, а размах крыла - 34, при этом его удлинение равнялось 13, 1, что превращало самолёт в огромный планер с мотором. В то время авиационная наука не предполагала конструкцию крыла с изменённой геометрией концевой части, поэтому для дальних беспосадочных перелётов строились машины с таким «размашистым» крылом."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Современные условия накладывают свои ограничения на размах крыла, которые определяются конструктивными и эксплуатационными параметрами. Так, например, аэродромная инфраструктура и требования ICAO ограничивают до 36 метров размах крыла у среднемагистрального самолёта. Винглеты позволяют увеличить эффективное удлинение крыла при практически неизменном размахе."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Одним из первых исследователей влияния формы законцовок крыла на аэродинамику самолёта был Ричард Уиткомб - авиационный специалист и инженер НАСА. В начале 70-х годов он сконструировал законцовку, перпендикулярно расположенную вверх и вниз от плоскости крыла, сегодня похожую конструкцию можно увидеть у Airbus A320. Внешне винглеты сильно различаются на разных самолётах, но все они предназначены только для одного - повышение экономической эффективности лайнера."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Удлинение крыла / Aspect ratio"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Модель самолёта | Значение"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Ту-154М | 7, 83"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Як-42Д | 7, 6"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Як-42М | 10, 5"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Ил-62М | 6, 4"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Ил-114 | 11"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "SSJ 100 | 10"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A350 | 9, 49"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A320 | 9, 5"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A320CEO | 9, 48"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A321CEO | 9, 23"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A320NEO | 10, 45"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A321NEO | 10, 17"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Airbus A330CEO | 10, 06"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 737 | 8, 3"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 737-300 -400 -500 | 9, 16"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 737-600 -700 -800 -900ER | 9, 45"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 757 | 7, 8"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 777-200 -300 | 8, 68"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 777-200LR -300ER | 9, 04"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 747 | 7"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 747-400ER | 7, 9"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 747-8 | 8, 5"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Boeing 787 Dreamliner | 10, 03"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Bombardier Dash 8 Q200 | 13, 8"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Bombardier Dash 8 Q300 | 13, 36"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Bombardier Dash 8 Q400 | 12, 6"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Установка винглетов даёт дополнительно до 7% экономии топлива. Авиаконструкторы всегда стремились увеличить типовое удлинение крыла - отношение длины к средней хорде. Типовое удлинение крыла у самолётов прошлых поколений составляло 8–9, у современных — 10–10, 5, а на МС-21 - 11, 5. Чтобы изготовить крыло из алюминия с большим удлинением, для сохранения его жёсткости потребовалось бы существенно увеличить толщину крыла, т. к. алюминий — металл мягкий, а увеличение толщины крыла - это увеличение лобового сопротивления."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Углепластик — гораздо более жёсткий материал, поэтому, даже без использования винглетов, композитное крыло МС-21 большого удлинения, образованное тонкими суперкритическими профилями (практически плоская верхняя и выпуклая нижняя поверхности), позволяет на крейсерских скоростях полёта получить аэродинамическое качество на 5-6% лучше, чем у новейших зарубежных аналогов."}], "attributes": ["quote"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В представленной таблице собраны значения удлинения крыла у современных российских и зарубежных самолётов. Макcимальное значение - у канадского турбовинтового самолёта Bombardier Q200 - 13, 8. Прямые конкуренты МС-21 - даже новейшие модели А320/321 и В737-800 - имеют значительно худшие показатели. Приблизиться к совершенству крыла МС-21 может обновлённая версия A330CEO, у него удлинение крыла составит 11, 07, при этом площадь крыла увеличится с 361, 6 м² до 370 м². Но это широкофюзеляжный самолёт, в то время как МС-21 - узкофюзеляжный."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Для исследования влияния винглетов на динамику полёта МС-21 в ЦАГИ были спроектированы и испытаны в аэродинамических трубах крылья с аэродинамическими законцовками. Установка винглетов требует значительного усиления конструкции крыла и увеличения его массы. При боковых порывах ветра винглеты создают серьёзную сгибающую и крутящую нагрузки на крыло, существенно увеличивают влияние бокового ветра на самолёт при взлёте и посадке, а также в зонах турбулентности."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В тоже время на начальном этапе проектирования в начале 2000-х винглеты на МС-21 предусматривались (фото макета самолёта в заголовке статьи), т. е., конструкция крыла не позволяла получить требуемую топливную эффективность. Но по мере развития проекта, появления новых материалов и технологий от них отказались — потому что МС-21 это современный и технологичный самолёт с высоким аэродинамическим качеством, не требующим какого-либо изменения геометрии законцовок его крыла."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "По мнению заместителя гендиректора ЦАГИ, начальника комплекса аэродинамики и динамики полёта летательных аппаратов Сергея Ляпунова, винглеты - это резерв, который можно использовать на последующих модификациях. Но в настоящее время характеристики и топливная эффективность в крейсерском полёте, которые даёт суперкритическое композитное крыло, достаточны для обеспечения требуемого уровня конкурентоспособности."}], "attributes": []}], "selectedRange": [3229, 3229]}
Комментарии 0