Solapa
Flap : una superficie deformable perfilada, ubicada simétricamente en el borde de salida del ala, un elemento de mecanización del ala . Los flaps en estado retraído son una continuación de la superficie del ala, mientras que en estado extendido pueden alejarse con la formación de grietas. Se utilizan para mejorar la capacidad de carga del ala durante el despegue, ascenso, descenso y aterrizaje, así como cuando se vuela a baja velocidad. Hay muchos tipos de diseños de aletas.
Cómo funcionan los flaps
El principio de funcionamiento de los flaps es que cuando están extendidos aumenta la curvatura (Cy) del perfil y (en el caso de los flaps retráctiles [1] , que también se denominan flaps Fowler [2] ) la superficie de el ala (S), por lo tanto, la capacidad de carga del ala también aumenta. La mayor capacidad de carga del ala permite que los aviones vuelen sin entrar en pérdida a velocidades más bajas. Por lo tanto, extender los flaps es una forma efectiva de reducir las velocidades de despegue y aterrizaje. La segunda consecuencia de extender los flaps es un aumento en la resistencia aerodinámica . Si, durante el aterrizaje , el aumento de la resistencia contribuye al frenado de la aeronave, durante el despegue , la resistencia adicional quita parte del empuje del motor . Por lo tanto, en el despegue, los flaps se sueltan, por regla general, en un ángulo más pequeño que durante el aterrizaje. La tercera consecuencia de la liberación de los flaps es el reequilibrio longitudinal de la aeronave debido a la ocurrencia de un momento longitudinal adicional. Esto complica el control de la aeronave (en muchas aeronaves modernas, el momento de picado durante la liberación de los flaps se compensa reorganizando el estabilizador en un cierto ángulo negativo o desviando el estabilizador en movimiento). Las aletas que forman ranuras perfiladas durante el lanzamiento se denominan aletas ranuradas. Las aletas pueden constar de varias secciones, formando varias ranuras (generalmente de una a tres).
Por ejemplo, en el Tu-154M se utilizan flaps de doble ranura, y en el Tu-154B , de tres ranuras. La presencia de la brecha permite que el flujo fluya desde el área de alta presión (la superficie inferior del ala) hacia el área de baja presión (la superficie superior del ala). Las ranuras están perfiladas de modo que el chorro que sale de ellas se dirija tangencialmente a la superficie superior, y la sección de la ranura debe estrecharse gradualmente para aumentar la velocidad del flujo. Después de pasar por la ranura, el chorro de alta energía interactúa con la capa límite "flácida" y evita la formación de remolinos y la separación del flujo. Este evento le permite "empujar hacia atrás" la pérdida en la superficie superior del ala a ángulos de ataque más altos y valores más altos de sustentación.
La liberación y retracción de los flaps se puede realizar automáticamente o por comando desde la cabina utilizando accionamientos hidráulicos, neumáticos y eléctricos. El primer avión con ala de borde de fuga mecanizado se construyó en la década de 1920. En la URSS, los flaps se instalaron por primera vez en los aviones R-5 , R-6 . El uso más generalizado de flaps comenzó en la década de 1930, cuando se generalizó el esquema de monoplano en voladizo .
En los aviones modernos, el accionamiento de los flaps suele ser un solo motor eléctrico o hidráulico, generalmente de dos canales (duplicado), que, a través de ejes, transmite par al mecanismo de tornillo para mover el flap, y los flaps mismos se mueven a lo largo de guías longitudinales (rieles). ). Se instalan varios sensores en la transmisión de flaps, que monitorean la posición angular de los flaps derecho e izquierdo, así como su desajuste entre ellos, cuando se excede el umbral, la automatización bloquea su movimiento adicional y, en algunos casos, se sincroniza a la fuerza. ("mantiene fuera"). Los sensores de posición límite evitan que los flaps alcancen los topes mecánicos durante la retracción y extensión, lo que reduce la carga mecánica en la transmisión. Además, se pueden usar embragues de fricción que funcionan cuando se excede una fuerza predeterminada (por ejemplo, cuando la transmisión está atascada). Además, se puede instalar un eje de sincronización entre las aletas. La manija de control de flaps en la cabina generalmente permite que los flaps se extiendan a cualquier ángulo (proporcionado por el diseño), pero a menudo se hacen retenes mecánicos en el mecanismo de la manija para las principales posiciones operativas de los flaps (generalmente para la posición de vuelo retraída, intermedia). despegue y aterrizaje completo).
Tipos de aletas
Según su diseño y manipulación, los colgajos se dividen en:
- Colgajo simple (rotatorio) . El tipo más simple de aletas. Aumenta la elevación al aumentar la curvatura del perfil. Esto es simplemente el borde de fuga del ala desviado hacia abajo. Esto aumenta la presión sobre la superficie inferior del ala. Sin embargo, el área de baja presión sobre el ala se reduce, por lo que los flaps simples son menos efectivos que los flaps de escudo.
- Solapa de escudo . Puede ser simple y retráctil. Flaps simples: una superficie controlable que, en la posición retraída, se ajusta cómodamente contra la superficie inferior trasera del ala. Con la desviación de dicho escudo entre él y la superficie superior del ala, se forma una zona de cierta rarefacción. Por lo tanto, la capa límite superior es absorbida por esta zona. Esto aprieta su separación en ángulos altos. Esto aumenta la velocidad del flujo sobre el ala. Además, cuando se desvía la aleta, aumenta la curvatura del perfil. Desde abajo hay una desaceleración adicional del flujo y un aumento de la presión. La fuerza de sustentación total aumenta. Esto permite que la aeronave vuele a baja velocidad. El escudo retráctil no solo se inclina hacia abajo, sino que también se extiende hacia atrás. La eficiencia de dicho escudo es mayor, porque aumenta la zona de mayor presión debajo del ala y mejoran las condiciones para la succión de la capa límite desde arriba. Al usar flaps, la fuerza de sustentación en el modo de aterrizaje puede aumentar hasta en un 60%. Los escudos se utilizan principalmente en aviones ligeros.
- Solapa ranurada . Obtuvo su nombre debido a la brecha formada por él después de la desviación. Este hueco permite el paso del chorro de aire a la zona de baja presión y se dirige de tal forma que evita que el flujo se detenga, dotándolo de energía adicional. El espacio en dicha aleta se hace más estrecho y el aire que pasa a través de él se acelera. Luego, interactuando con la capa límite, la acelera, evitando su separación y aumentando la fuerza de elevación. Hay de una a tres ranuras de este tipo en los flaps de los aviones modernos, y el aumento total de sustentación cuando se utilizan alcanza el 90%.
- Flap de alerón (de lo contrario, alerón flotante o flaperón) . La superficie móvil en el borde de salida del ala, que en vuelo actúa como un alerón y sirve para controlar el balanceo, es decir, los flaps de los alerones en los planos izquierdo y derecho se desvían diferencialmente. Durante el despegue/aterrizaje, los flaps de los alerones en ambos planos de las alas se desvían sincronizadamente hacia abajo, lo que aumenta la sustentación del ala. Estructuralmente, se distinguen los flaps de alerones, que en el modo de flaps desarrollan un cierto ángulo fijo, o los flaps de alerones, que, después de la desviación sincrónica, continúan trabajando de manera diferencial para controlar el balanceo. En general, los flaps de alerones son menos efectivos que los ranurados, y su uso es obligado, debido a la imposibilidad técnica de instalar flaps independientes (por ejemplo, en aviones ligeros) o al espacio insuficiente en el ala (Su-27).
- El colgajo de Fowler es un colgajo retráctil. Se extiende hacia atrás y hacia abajo, lo que aumenta el área y la curvatura del ala. Por regla general, está diseñado de tal manera que cuando se extiende, también se crea un espacio, o dos, o incluso tres. En consecuencia, realiza su función de la manera más eficiente y puede aumentar la sustentación hasta en un 100 %.
- Solapa Junkers . Este es un tipo de flaps ranurados, cuya sección exterior se usa como alerones para el control de balanceo, y las dos secciones internas actúan como flaps. Fue utilizado en el diseño de la mecanización del ala del avión de ataque alemán Junkers Ju 87 .
- Colgajo de gouja . Sirve para mejorar el rendimiento de aterrizaje, en particular, para reducir la velocidad de aterrizaje . En los flaps Gouja, junto con el aumento de la concavidad, aumenta el área alar . Esto hace posible reducir la distancia de despegue y aumentar la sustentación . Este tipo de aleta se utilizó con éxito en aviones como Short Sunderland y Short Stirling . La aleta fue inventada en 1936 por el ingeniero inglés Sir Arthur Goudge de Short Brothers .
- Colgajo de Jungman . Utilizado en el diseño del caza británico "Firefly" basado en portaaviones . En la posición liberada, el área del ala y la sustentación aumentaron significativamente. Se suponía que debían usarse no solo durante el despegue y el aterrizaje, sino también durante el vuelo.
- Colgajo con soplado de la capa límite . Un flap equipado con un sistema de control de capa límite. El sistema de soplado de la capa límite de los flaps está diseñado para mejorar las características de aterrizaje de la aeronave. La esencia del control de la capa límite es asegurar un flujo continuo alrededor del ala en un rango suficientemente amplio de ángulos de ataque aumentando la energía de la capa límite. La capa límite surge como resultado de la fricción viscosa del flujo de aire en las superficies aerodinámicas de la aeronave, y la velocidad del flujo cerca de la piel cae bruscamente a cero. El impacto en la capa límite está diseñado para debilitar o evitar la separación del flujo en la superficie aerodinámica, para mantener el flujo laminar .
- Colgajo reactivo . Es una corriente plana de aire que fluye a alta velocidad sobre el borde de fuga en ángulo con la superficie inferior del ala. Debido a la aleta del jet, el área efectiva del ala aumenta, la naturaleza del flujo de la superficie aerodinámica cambia, debido al impulso del chorro que sale, se crea un componente vertical de la fuerza que descarga el ala. El uso de un jet flap hace posible obtener un valor grande del coeficiente de fuerza de sustentación, sin embargo, esto requiere un coeficiente de impulso del jet soplado significativamente mayor que para controlar la capa límite. La eficacia de la aleta del chorro disminuye considerablemente con la disminución de la relación de aspecto del ala. Cerca del suelo, el jet flap no proporciona los valores calculados del incremento del coeficiente de sustentación. Esto explica el hecho de que el jet flap aún no se haya generalizado y se encuentre en una etapa de desarrollo experimental y teórico [3] .
- Camilla Flap . Un flap al final de un ala perpendicular a su plano.
- Flap Coandé . Una aleta que mantiene una curvatura constante de la superficie superior cuando se desvía y es impulsada por una corriente de aire comprimido o una corriente de chorro de un motor de chorro de aire. Diseñado para aumentar la sustentación del ala debido a la desviación del chorro debido al efecto A. Coande (la capacidad del chorro para adherirse a una superficie sólida sobre la que se sopla) y el efecto de supercirculación.
Galería
-
Airbus A310 slats y flaps completamente extendidos
-
Ala de Boeing 737
-
Solapa simple (giratoria)
-
Solapa escudo Avro Lancaster
-
La aleta y las cargas que actúan sobre ella.
Véase también
Notas
- ↑ Diccionario de términos: SOLAPAS RETRÁCTILES . Consultado el 1 de junio de 2010. Archivado desde el original el 10 de febrero de 2012.
- ↑ Flaps Fowler (enlace inaccesible) . Consultado el 1 de junio de 2010. Archivado desde el original el 2 de septiembre de 2009.
- ↑ Jet flap Archivado el 8 de agosto de 2014 en Wayback Machine //stroimsamolet.ru
Enlaces
- Mecanización de alas de aviones.
- Flaps
- Redactor jefe G.P. Svishchev. Solapa // Aviación: Enciclopedia. - Gran Enciclopedia Rusa . - M. , 1994.
 diccionarios y enciclopedias | |
|---|---|
| En catálogos bibliográficos |