Не секрет, что современные пассажирские авиалайнеры развивают крейсерскую скорость около 850 - 900 км/ч, что позволяет им покрывать за несколько часов огромные расстояния. Однако для того, чтобы безопасно совершить посадку, пассажирскому воздушному судну нужно не только сбросить лишний вес в виде сожжённого за время перелёта топлива, но и существенно снизить скорость. Так например скорость посадки большинства пассажирских самолётов варьируется в пределах 250 - 280 км/ч.
Если скорость касания шасси о поверхность взлётно-посадочной полосы (ВПП) будет выше, то это приведёт к чрезмерному износу шин, а также приведёт к выкатыванию самолёта за пределы ВПП.
Если скорость будет ниже, то самолёт может просто начать падать, а не плавно снижаться, что тоже недопустимо.
И при этом возникает вопрос: как самолётам удаётся так существенно сбрасывать скорость прямо в воздухе при заходе на посадку с 900 км/ч до 250 км/ч? Ведь на высоте не включают так называемый реверс двигателей (обратную тягу).
И чтобы ответить на этот вопрос, нужно для начала отдельно пояснить, что самолёт при заходе на посадку обладает двумя достаточно большими энергиями: это кинетическая энергия за счёт его большой скорости, а также потенциальная энергия, которая в любой момент готова начать превращаться в его кинетическую, за счёт большой высоты. И чтобы прямо у поверхности земли самолёт снизил скорость до приемлемых 250 км/ч, ему придётся практически полностью избавиться от обеих этих энергий прямо в воздухе.
И помогают ему в этом так называемые элементы механизации крыла. Интересны они тем, что наделяют крыло самолёта различными функциями. Так широко известно, что основная задача крыльев - это создавать подъёмную силу. Однако во время снижения самолёта эта сила на первый взгляд как бы не очень-то и нужна. Ведь нам же нужно снижаться, а не набирать высоту. Но эта точка зрения по факту неверная, потому что именно из-за избыточной подъёмной силы происходит существенный сброс скорости во время снижения.
А всё дело в том, что при выдвижении многощелевых закрылков увеличивается не только подъёмная сила, но и существенно увеличивается аэродинамическое сопротивление крыла. И вместе со значительным снижением тяги двигателей, самолёт в прямом смысле начинает тормозить об воздух своими крыльями. Иными словами, если крылья при взлёте поднимали его в воздух, то при посадке эти же крылья гасят его излишнюю кинетическую энергию об окружающий воздух.
Однако вместе с торможением об воздух закрылками подъёмная сила как бы не куда не девается, и она не даёт самолёту эффективно сбрасывать высоту. И как раз для этого в механизацию крыла включены так называемые спойлеры. Как можно видеть, они поднимаются наверх, и нужны они для того, чтобы создавать прижимную силу, когда подъёмная сила от закрылков слишком велика. Плюс ко всему они также резко ухудшают обтекание крыла воздухом, что тоже существенно снижает скорость.
Если посмотреть на садящийся пассажирский самолёт снизу, то можно хорошо разглядеть работу некоторых элементов механизации крыла при посадке самолёта. Здесь мы видим и выдвинутые закрылки, и образовавшиеся между ними щели. Эти зазоры повышают турбулентность воздушного потока при обтекании воздухом, и за счёт этого тоже происходит торможение.
Именно так благодаря сложным механизмам, встроенным прямо в крылья, пассажирские авиалайнеры сбрасывают свою крейсерскую скорость при посадке прямо в воздухе до 250 - 280 км/ч.
Такая сложная механизация крыла современных пассажирских самолётов объясняет и вынос двигателей вперёд. Т.к. если бы они располагались точно под крылом, то мешали бы всем этим закрылкам нормально работать.