Křídlo - Wing - Wikipedia

Pro další použití viz Křídlo (disambiguation) a Křídla (disambiguation).
A zametl křídlo Extender KC-10 (horní) tankuje lichoběžníkové křídlo F-22 Raptor.

A křídlo je typ ploutev který produkuje výtah při pohybu vzduchem nebo jiným způsobem tekutina. Křídla jako taková mají efektivní průřezy které podléhají aerodynamické síly a jednat jako profily křídel. Křídlo aerodynamický účinnost je vyjádřena jako jeho poměr zvedání a tažení. Výtah, který křídlo generuje při dané rychlosti a úhel útoku může být jedna až dvě řádově větší než celkový táhnout na křídle. Vysoký poměr zvedání a tažení vyžaduje podstatně menší tah pohánět křídla vzduchem při dostatečném zdvihu.

Zvedací konstrukce používané ve vodě zahrnují různé fólie, jako křídlové lodě. Hydrodynamika je spíše řídící věda než aerodynamika. Aplikace podvodních fólií se vyskytují v hydroplány, plachetnice a ponorky.

Etymologie a použití

Po mnoho staletí slovo „křídlo“ ze staré norštiny vængr,[1] odkazoval hlavně na nejpřednější končetiny z ptactvo (kromě architektonické uličky). Ale v posledních stoletích se význam slova rozšířil tak, aby zahrnoval dodatky produkující výtahy hmyz, netopýři, ptakoještěr, bumerangy, nějaké plachetnice a letadlo, nebo obrácený profil křídla na a závodní auto který generuje a síla dolů zvýšit trakci.[Citace je zapotřebí ]

Aerodynamika

Kondenzace v oblasti nízkého tlaku nad křídlem Airbus A340, procházející vlhkým vzduchem
Klapky (zelené) se používají v různých konfiguracích ke zvětšení plochy křídel a ke zvýšení vztlaku. Ve spojení s spoilery (červená), klapky maximalizují odpor a minimalizují vztlak během dojezdu.
Hlavní článek: Zdvih (síla)

Konstrukce a analýza křídel letadel je jednou z hlavních aplikací vědy o aerodynamika, což je pobočka společnosti mechanika tekutin. V zásadě lze vlastnosti proudění vzduchu kolem libovolného pohybujícího se objektu zjistit řešením Navier-Stokesovy rovnice z dynamika tekutin. Avšak s výjimkou jednoduchých geometrií jsou tyto rovnice notoricky obtížné vyřešit a používají se jednodušší rovnice.[2]

Pro výrobu křídla výtah, musí být orientován na vhodný úhel útoku. Když k tomu dojde, křídlo odkloní proudění vzduchu dolů, když prochází křídlem. Vzhledem k tomu, že křídlo vyvíjí na vzduch sílu, která mění jeho směr, musí vzduch také vyvíjet stejnou a opačnou sílu na křídlo, což má za následek různé tlaky vzduchu na povrch křídla.[3][4][5][6]

Tvar průřezu

An profil křídla (americká angličtina ) nebo křídlo (Britská angličtina ) je tvar křídla, čepele (a vrtule, rotor nebo turbína ), nebo plachta (jak je vidět v průřez ). Křídla s asymetrickým průřezem jsou v normě podzvukový let. Křídla se symetrickým průřezem mohou také generovat vztlak pomocí pozitivu úhel útoku odklonit vzduch dolů. Symetrické profily křídel mají vyšší pozastavení rychlosti než vyklenuté nosné profily stejné oblasti křídla[7] ale jsou používány v akrobatický letadlo[Citace je zapotřebí ] protože poskytují praktický výkon bez ohledu na to, zda je letadlo ve svislé nebo obrácené poloze. Další příklad pochází z plachetnic, kde plachta je tenká membrána bez rozdílu v délce cesty mezi jednou stranou a druhou.[8]

Pro letové rychlosti blízké rychlosti zvuku (transonický let ), křídlové profily se složitými asymetrickými tvary se používají k minimalizaci drastického zvýšení odporu spojeného s prouděním vzduchu poblíž rychlosti zvuku.[9] Takové profily, tzv superkritické profily křídel, jsou nahoře ploché a dole zakřivené.[10]

Designové vlastnosti

Křídlo přistání BMI Airbus A319-100. The lamely na jeho náběžná hrana a klapky na jeho odtoková hrana jsou prodlouženy.

Křídla letadla mohou obsahovat některé z následujících prvků:

  • Zaoblený náběžná hrana průřez
  • Ostrý odtoková hrana průřez
  • Špičková zařízení, jako jsou lamely, sloty nebo rozšíření
  • Koncová zařízení jako např klapky nebo klapky (kombinace klapek a křidélek)
  • Křidélka zabránit vírům v křídlech, aby nezvyšovaly odpor a nesnižovaly zdvih
  • Vzepětí, nebo kladný úhel křídla k horizontále, se zvětší stabilita spirály kolem osy válce, zatímco anhedral, nebo záporný úhel křídla k horizontále, snižuje stabilitu spirály.

Křídla letadla mohou mít různá zařízení, například klapky nebo lamely, které pilot používá k úpravě tvaru a povrchu křídla za účelem změny jeho provozních charakteristik za letu.

Křídla mohou mít i jiné menší nezávislé povrchy.

Aplikace a varianty

kromě letadlo s pevnými křídly, aplikace pro tvary křídel zahrnují:

V přírodě

V přírodě mají křídla vyvinul v hmyzu, ptakoještěr, dinosauři (ptactvo ) a savci (netopýři ) jako prostředek pohyb. Různé druhy tučňáci a další létající nebo nelétavý vodní ptáci jako např auks, kormoráni, guillemots, Shearwaters, kajka a skotské kachny a potápění bouřliváci jsou vášniví plavci a používají svá křídla k pohonu vodou.[11]

Křídlo se tvoří v přírodě

Tahové struktury

V roce 1948 Francis Rogallo vynalezl draka tahové křídlo podporované nafouknutými nebo tuhými vzpěrami, které přinesly nové možnosti pro letadla.[12] Téměř v čase, Domina Jalbert vynalezl pružná silná křídla s neohroženým ramenem a vzduchem. Tyto dvě nové větve křídel byly od té doby rozsáhle studovány a aplikovány v nových větvích letadel, zejména při změně krajiny osobního rekreačního letectví.[13]

Viz také

Přírodní svět:

Letectví:

Plachtění:

Reference

  1. ^ „Online slovník etymologie“. Etymonline.com. Citováno 2012-04-25.
  2. ^ „Navier-Stokesovy rovnice“. Grc.nasa.gov. 2012-04-16. Citováno 2012-04-25.
  3. ^ „... účinkem křídla je dát proudu vzduchu složku rychlosti dolů. Reakční síla vychýlené vzduchové hmoty musí poté působit na křídlo, aby jí poskytla stejnou a opačnou složku nahoru.“ V: Halliday, David; Resnick, Robert, Základy fyziky 3. vydání, John Wiley & Sons, str. 378
  4. ^ „Pokud je těleso tvarováno, pohybováno nebo nakloněno takovým způsobem, aby došlo k průhybu sítě nebo k jejímu otočení, lokální rychlost se změní ve velikosti, směru nebo v obou směrech. Změnou rychlosti se vytvoří síťová síla na tělo " „Lift from Flow Turning“. NASA Glenn Research Center. Citováno 2011-06-29.
  5. ^ „Příčinou aerodynamické zvedací síly je zrychlení vzduchu křídlem dolů ...“ Weltner, Klaus; Ingelman-Sundberg, Martin, Fyzika letu - přezkoumána, archivovány z originál dne 19. 7. 2011
  6. ^ „Nesprávná teorie zvedání“. www.grc.nasa.gov.
  7. ^ E. V. Laitone, Testy křídel v aerodynamickém tunelu u Reynoldsových čísel pod 70 000, Experimenty s tekutinami 23, 405 (1997). doi:10,1007 / s003480050128
  8. ^ „... zvažte plachtu, která není ničím jiným než svislým křídlem (generujícím boční sílu k pohonu jachty). ... je zřejmé, že vzdálenost mezi bodem stagnace a zadní hranou je víceméně stejná na obou Při absenci stožáru se to stává naprosto pravdou - a zjevně není přítomnost stožáru při generování výtahu nijak důsledná. Generování výtahu tedy nevyžaduje různé vzdálenosti kolem horního a spodního povrchu.„Holger Babinský Jak fungují křídla? Fyzikální výchova listopad 2003, PDF
  9. ^ John D. Anderson, Jr. Úvod do letu 4. vydání strana 271.
  10. ^ "Superkritická křídla vypadají" vzhůru nohama "." NASA Dryden Flight Research Center http://www.nasa.gov/centers/dryden/about/Organizations/Technology/Facts/TF-2004-13-DFRC.html
  11. ^ "Plavání". Stanford.edu. Citováno 2012-04-25.
  12. ^ „Křídlo Rogallo - příběh vyprávěný NASA“. History.nasa.gov. Citováno 2012-12-23.
  13. ^ Hopkins, Ellen; Bledsoe, Glen (2001). The Golden Knights: The Army Army Parachute Team. Vyvrcholení. str.21. ISBN  9780736807753. Vzduchové křídlo Dominy Jalberta.

externí odkazy