Для чего у самолета загнуты крылья
Винглеты: для чего у самолетов сделаны скругленные «законцовки» крыльев и почему у некоторых их нет
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
В наше время авиакомпании все больше внимания уделяют расходу керосина в самолетах. Все потому, что топливное обеспечение авиалайнера может составлять от 30 до 50 процентов расходов на его содержание. Снизить расход топливо можно за счет создания все более эффективных двигателей. Каждое новое поколение позволяет сократить расход от 5 до 20 процентов. Также горючее можно экономить при помощи улучшения аэродинамических качеств, правда здесь добиться новых высот инженерной мыли крайне сложно, так как самолету уже достигли аэродинамической максимы развития.
Аэродинамическое сопротивление состоит из трех компонентов: сопротивления трения, давления, а также индуктивного сопротивления. Сопротивление давления зависит от формы обтекаемого тела. Сопротивление трения зависит от ровности обтекаемого тела. Наконец индуктивное сопротивление создается за счет разницы давления воздуха над крылом и под крылом (вверху давление всегда меньше и именно это создает подъемную силу). И здесь начинаются проблемы.
Дело в том, что воздух средней и корневой части крыла самолета перетекает от передней кромки к задней более-менее равномерно. Однако, ситуация полностью меняется когда речь заходит о законцовках крыла. Воздушный поток естественным образом стремящийся перейти из зоны высокого давления в зону низкого давления переходит из-под нижней части крыла в верхнюю. Более того, поток закручивает и образует вихрь. Это в свою очередь повышает уровень индуктивного сопротивления, а вместе с ним и расход горючего самолета.
Эту проблему решают несколькими методами. Первый – это использование специальных насадок на законцовках крыльев. Второй – удлинение крыла. И третий – использование винглетов. Последние появились в 1980-е годы на фоне топливного кризиса, когда авиакомпании всерьез стали задумываться об экономии горючего. Само собой, о технологии винглетов человечество знало задолго до этого. Встречаются они даже на некоторых моделях самолетов из числа первых.
Примечание : сегодня винглеты есть фактически на всех гражданских авиалайнерах, в том числе отечественного производства. Если ничего подобного на крыле нет, то скорее всего у самолета удлиненная форма крыла для решения тех же проблем с аэродинамикой.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Почему крылья самолётов загнуты на концах
Подобные элементы называются по-разному, но имеют одно и то же назначение.
Загнутые вверх или вниз крылья самолётов — не дизайнерское, а вполне практичное решение, призванное снизить расход топлива в полётах.
Эти элементы называются законцовками, задача которых — минимизировать завихрения воздуха, возникающие из-за разницы обтекающего крыло сверху и снизу потоков. Если на основной плоскости крыльев эта разница играет полезную роль, которая и поднимает самолёт вверх, а на конце крыльев эти завихрения имеют уже негативный характер, создавая замедляющие потоки воздуха и увеличивая расход топлива.
Для того, чтобы снизить вредные завихрения и сопротивление потоку набегающего воздуха, а вместе с этим и уменьшить расход топлива авиационные инженеры придумали вертикальные элементы. Несмотря на то, что детали на законцовках добавляют вес самолёту, на дальних полётах они обеспечивают экономию топлива, поэтому-то впервые и появились на дальнемагистральных лайнерах.
Устанавливают эти законцовки как на самолёты Boeing и Airbus, так и на отечественный SuperJet. У каждого производителя они называются по-своему: у Boeing законцовки зовутся winglets (на фото в тексте), у Airbus — sharklets (на заглавном фото), а у SSJ — saberlets. Выполняют все они одну и ту же функцию, а носят разное имя просто из коммерческих соображений — это зарегистрированные каждым авиапроизводителем торговые марки. Позднее появились горизонтальные законцовки, направленные назад по ходу полёта, которые также обеспечивают более оптимальное обтекание крыла потоками воздуха.
Что такое винглеты, и как они снижают затраты топлива самолетов (6 фото)
Если вы часто летаете на самолетах, наверное, вы неоднократно замечали, что на некоторых моделях есть загнутые продолжения крыльев, которые называются винглетами. А вы знаете, для чего вообще нужны винглеты? Во-первых, они помогают сократить затраты топлива, а во-вторых, уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу. Но как это работает?
Подобные вихри увеличивают индуктивное сопротивление и как следствие снижают подъемную силу крыла, а это в свою очередь влияет на расход топлива. Американский инженер по имени Ричард Уиткомб еще в начале 70-х годов прошлого столетия понял, как снизить завихрения. Благодаря его разработкам в 1975 году появились первые самолеты с модифицированными крыльями.
Винглеты эффективно снижают силу вихрей, что приводит к снижению расхода топлива.
В среднем, экономия топлива составляет 3,5-5,5%, а это очень существенный показатель. Конечно же, благодаря снижению расхода топлива, снижается и выброс вредных веществ в атмосферу.
Почему у самолета загнуты крылья?
Это связано с экономией топлива
Давление воздуха под крылом больше, чем над ним, и образуется подъемная сила. Внизу воздух растекается, у конца крыла возникают вихри. На их образование тратится часть энергии топлива. Для снижения потерь придуманы аэродинамические законцовки.
Винглеты (загнутые вверх концы крыльев) сокращают расход топлива на 3–7%, что сопоставимо с эффектом от редизайна планера. Применяют также гребневые законцовки — горизонтальные сужающиеся концы с повышенной стреловидностью. Это экономит еще больше топлива.
Сколько стоит самолет?
Частные самолеты бывают разных размеров: маленькие турбовинтовые или легкие джеты, самолеты среднего или супер среднего размера, тяжёлые самолеты или роскошные представительские авиалайнеры.
Вторым важным фактором является то, на какие расстояния вы будете летать наиболее часто. Например, если вы полетите на маленьком самолете на большое расстояние, вам придется останавливаться для дозаправок, что увеличивает стоимость перелета и время в пути. С другой стороны, короткие перелеты на большом самолете стоят довольно дорого.
Следующим фактором является то, хотите ли вы новый или подержанный самолет. Здесь приведены примеры базовых цен на некоторые модели частных самолетов:
Продолжительность жизни самолета измеряется в часах полета и в посадках, а не в возрасте, поэтому частные самолеты часто жизнеспособны в течение десятилетий. Многие покупатели предпочитают приобретать подержанные самолеты, чтобы сократить расходы. Например, цена на подержанный самолет Cessna Citation M2 начинается от 200 млн рублей, а на самолет Learjet 75 – от 400 млн руб, за подержанный gulfstream g650 в среднем запросят 3,5 млрд. рублей и 2,9 млрд. за Bombardier Global 6000.
Вот почему крылья некоторых самолетов загнуты вверх
Кроме слишком тесного пространства для ног и неудобного сидения, на что еще вы обращали внимание в самолетах? Некоторые любят заворожено смотреть на стюардесс, другие наслаждаются видом из окна.
А приходилось ли вам замечать, что у некоторых самолетов концы крыльев загнуты вверх? Даже если ваш ответ – да, то задумывались ли вы когда-нибудь, с какой целью это сделано?
Что ж, пристегните ваши ремни и приготовьтесь узнать кое-что новое о самолетах.
Если бы мне задали этот вопрос немного раньше, я бы с уверенностью ответила, что это просто эстетическая деталь. Действительно, загнутые крылья делают эту стальную птицу более стильной и современной. Если вы тоже так думаете, то читайте дальше.
Что такое винглеты и зачем они нужны?
Оказывается, загнутые концы крыльев имеют специальное название. Они называются законцовками крыла или винглетами.
Прежде чем вы успеете запомнить новый термин, мы познакомим вас еще с одним. Вортекс.
Вортекс – это то, что вы видите на картинке. В широком смысле слова – это мини торнадо, вызванное движением самолета в небе. Но они не так красивы и безопасны, как может показаться на картинке. Эти маленькие торнадо влияют на скорость, маневренность и расход топлива самолетов.
Чем опасны эти мини-торнадо?
Когда самолет движется, он разбивает воздушный поток перед крыльями. Более высокое давление образуется под крылом, и более низкое над ним. Это, в свою очеред,ь создает разницу в давлении между верхней и нижней частью крыла, которая и позволяет самолету подниматься в воздух. Газы имеют свойство вытекать из областей более высокого давления в области более низкого давления, поэтому в воздухе образуются такие воронки.
Чтобы предотвратить их появление, инженеры нашли решение – винглеты. Они отделяют верхние и нижние части воздуха и уменьшают образование воздушных воронок.
Все ли самолеты оснащены винглетами?
Сегодня оснащение законцовками – обязательно для всех самолетов. С 1980 года все выпуски самолетов оснащены винглетами.
Забавный эксперимент, который вы можете провести дома.
Если вы загнете крылья бумажного самолетика, как показано на картинке, вы заметите, что он будет лететь дольше и быстрее, чем обычный бумажный самолетик.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов