Когда самолёты стали тяжелее и массивные, вопрос об увеличении подъемной силы встал на повестку дня. На малых скоростях крылу не доставало подъёмной силы, поэтому в 30-х годах аэродинамика обозначила необходимость создания дополнительных элементов аэродинамической схемы. В 1930-х годах почти все самолёты получили закрылки на задней кромке крыла. Одновременно появились предкрылки, которые увеличивали подъёмную силу особенно на этапе взлёта и посадки. Слишком успешные с аэродинамической точки зрения самолёты дополнительно получили воздушные тормоза, которые не позволяли самолётам в пикировании разогнаться до скоростей выше допустимых.
Щелевой предкрылок
Предкрылки по принципу работы бувают двух типов: механические и автоматические. Иногда добавляют третью группу - фиксированные, которые не меняют своего положения на всём протяжении полёта. Подобные устанавливались на легком бомбардировщике Lockheed Hudson. Основной смысл предкрылка: создание щели между предкрылком и крылом, чтобы на критических углах атаки (особенно на этапе взлёта) воздушный поток не отрывался от верхней поверхности крыла. Фиксированный предкрылок делает то же самое, но не имеет возможности убраться при горизонтальном полёте.
Отклоняемый предкрылок.
На реактивных самолётах стали появляется отклоняемые предкрылки или отклоняемый носок крыла. Принцип работы очень прост - за счет изменения профиля крыла увеличивается подъёмная сила (подробнее смотрите статью: Аэродинамика крыла). Самая простая схема - механический предкрылок, который отклоняется при помощи приводов. Есть ещё один тип предкрылка: предкрылок Крюгера. Это отклоняемый на 90 градусов щиток, который увеличивает радиус носка крыла.
Закрылки для уменьшения скорости.
Первые закрылки выполняли роль не столько вспомогательных элементов увеличения подъёмной силы, сколько для того, чтобы сбавить посадочную скорость. Если бипланы с этой проблемой не сталквались, то появившиеся монопланы не могли погасить огромную скорость, развиваемую в пикировании или при посадке. Первые закрылки появились ещё во время Первой Мировой войны, причем на бипланах. Фактически первые закрылки стали воздушными тормозами, о которых и поговорим.
Воздушые тормоза.
Воздушный тормоз создается не для изменения аэродинамической схемы, а исключительно для того, чтобы увеличить лобовое сопротивление самолёта. Многие конструкторы стараются делать такие щитки и так располагать их, чтобы они не меняли пространственного положения самолёта. Воздушный тормоз - неотъемлемая часть многих современных реактивных самолётов, потому что в отличии от поршневых самолётов, где основное сопротивление оказывает на себя винт, у реактивов таких излишеств нет. Хороший пример: отклоняемая поверхность Су-27 или F-15 на верхней части фюзеляжа, за фонарём пилотов. Расположенный в центре тяжести самолёта данная плоскость не создаёт никаких моментов, способных поменять пространственное положение самолёта.
Отклоняемый закрылок
Эти закрыли требуются не только для увеличения лобового сопротивления, но и для увеличения подъёмной силы. Современные авиалайнеры обладают двух, трёхщелевыми закрылками, которые не только увеличивают подъёмную силу, но и расширяют площадь крыла. По своей сути закрылок - это отклоняемая, подвешанная на шарнирах дополнительная часть крыла, которая в выпущенном положении меняет кривизну крыла и увеличивает подъёмную силу. Во взлётом режиме закрылки отклоняют на 15-20 градусов. При посадки величина отклонения может варьироваться от 30 до 50 градусов (бывает даже 97 градусов, то есть закрылок повёрнут в сторону полёта). На малых самолётах закрылки убираются и выпускаются вручную, на больших самолётах пилотам помогают гидравлические и механические системы.
Щелевой закрылок
Щелевой закрылок выполняет те же функции, что и щелевые предкрылки. Во время полёта за закрылком начинаются вихревые, турбулетные потоки. Щель между крылом и закрылком и/или между закрылками стабилизируют поток на задней кромке крыла. Поток ламинарный, срыва не происходит. Для стабилизации крейсерского полёта также применяют подвижные аэродинамические прокладки, которые перекрывают щели при обычном полёте.
Закрылок Заппа
По другому этот закрылок называется расщепляющимся или закрылком Фаулера. Подвижна только нижняя часть крыла, верхняя остаётся неподвижной. При нейтральном положении, закрылок становится одной частью крыла. Однако из-за ограниченной функциональности такие закрылки применяются исключительно, как тормозные щитки.
Вот такой небольшой список аэродинамических плоскостей, которые применяются в современных самолётах. Напишите в комментарии, о каких я не рассказал. Заранее спасибо.
Не забывайте поддержать канал подпиской и лайком. Я есть на Пульсе. Чем больше вы оставляете обратной связи, тем больше материалов будет в вашей ленте. У меня есть Телеграм и Вконтакте. Там вы найдёте фотографии и новости Московского транспорта. На этом всё, счастливых поездок.