Mecanização de uma asa de aeronave: descrição, princípio de funcionamento e dispositivo

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Aqueles que voaram em aviões e prestaram atenção na asa de um pássaro de ferro, enquanto ele se senta ou decola, provavelmente notaram que essa parte começa a mudar, novos elementos aparecem, e a própria asa fica mais larga. Este processo é chamado de mecanização da asa.

Informações gerais

As pessoas sempre quiseram dirigir mais rápido, voar mais rápido, etc. E, em geral, com o avião funcionou muito bem. No ar, quando o dispositivo já está voando, ele desenvolve uma velocidade tremenda. No entanto, deve-se esclarecer aqui que uma alta taxa de velocidade é aceitável apenas durante o voo direto. Durante a decolagem ou pouso, o oposto é verdadeiro. Para levantar com sucesso a estrutura no céu ou, inversamente, pousá-la, não é necessária alta velocidade. Existem várias razões para isso, mas a principal é que você precisará de uma pista enorme para acelerar.

A segunda razão principal é a resistência à tração do trem de pouso da aeronave, que será ultrapassado se for retirado desta forma. Ou seja, no final, para voos de alta velocidade é necessário um tipo de asa e para pouso e decolagem - um completamente diferente. O que fazer em tal situação? Quãocriar dois pares de asas fundamentalmente diferentes em design para a mesma aeronave? A resposta é não. Foi essa contradição que levou as pessoas a uma nova invenção, que foi chamada de mecanização da asa.

Ângulo de ataque

Para explicar o que é mecanização de forma acessível, é necessário estudar mais um pequeno aspecto, que é chamado de ângulo de ataque. Essa característica tem a relação mais direta com a velocidade que a aeronave é capaz de desenvolver. É importante entender aqui que em vôo, quase todas as asas estão em um ângulo em relação ao fluxo que se aproxima. Este indicador é chamado de ângulo de ataque.

Vamos supor que para voar em baixa velocidade e ao mesmo tempo manter a sustentação, para não cair, você terá que aumentar esse ângulo, ou seja, levantar o nariz da aeronave, como é feito na decolagem. No entanto, é importante esclarecer aqui que existe uma marca crítica, após a travessia, a qual o escoamento não poderá permanecer na superfície da estrutura e romperá com ela. Na pilotagem, isso é chamado de separação da camada limite.

Essa camada é chamada de fluxo de ar, que está em contato direto com a asa da aeronave e assim cria forças aerodinâmicas. Com tudo isso em mente, o requisito é formado - a presença de um grande poder de elevação em baixa velocidade e a manutenção do ângulo de ataque necessário para voar em alta velocidade. São essas duas qualidades que combinam a mecanização da asa da aeronave.

Aprimoramentos de desempenho

Para melhorarcaracterísticas de decolagem e pouso, bem como para garantir a segurança da tripulação e passageiros, é necessário reduzir ao máximo a velocidade de decolagem e pouso. É a presença desses dois fatores que levou ao fato de os projetistas do perfil da asa começarem a recorrer à criação de um grande número de dispositivos diferentes localizados diretamente na asa da aeronave. Um conjunto desses dispositivos especiais controlados ficou conhecido como mecanização de asas na indústria aeronáutica.

Propósito da mecanização

Usando essas asas, foi possível obter um forte aumento no valor da força de elevação do aparelho. Um aumento significativo neste indicador fez com que a quilometragem da aeronave durante o pouso ao longo da pista fosse bastante reduzida, e a velocidade com que aterrissasse ou decolasse também diminuísse. O objetivo da mecanização da asa também é melhorar a estabilidade e aumentar a controlabilidade de uma aeronave tão grande quanto um avião. Isso se tornou especialmente perceptível quando a aeronave está ganhando um alto ângulo de ataque. Além disso, deve-se dizer que uma redução significativa na velocidade de pouso e decolagem não só aumentou a segurança dessas operações, mas também reduziu o custo de construção de pistas, uma vez que tornou possível reduzir seu comprimento.

A essência da mecanização

Então, falando de uma forma geral, a mecanização da asa levou a que os parâmetros de descolagem e aterragem da aeronave fossem significativamente melhorados. Este resultado foi alcançado aumentando muito o coeficiente de sustentação máximo.

A essência dissoprocesso reside no fato de que são adicionados dispositivos especiais que aumentam a curvatura do perfil da asa do aparelho. Em alguns casos, também acontece que não apenas a curvatura aumenta, mas também a área direta desse elemento da aeronave. Devido à mudança nesses indicadores, o padrão de fluxo também muda completamente. Esses fatores são decisivos para aumentar o coeficiente de sustentação.

É importante notar que o projeto da mecanização da asa é feito de forma que todos esses detalhes sejam controláveis em voo. A nuance está no fato de que em um pequeno ângulo de ataque, ou seja, ao voar já no ar em alta velocidade, eles na verdade não são usados. Todo o seu potencial é revelado precisamente durante o pouso ou decolagem. Atualmente, existem vários tipos de mecanização.

Escudo

O escudo é uma das partes mais comuns e simples de uma asa mecanizada, que lida de forma bastante eficaz com a tarefa de aumentar o coeficiente de sustentação. No esquema de mecanização da asa, este elemento é uma superfície desviante. Quando retraído, este elemento fica quase adjacente à parte inferior e traseira da asa da aeronave. Quando esta parte é defletida, a força máxima de sustentação do veículo aumenta, pois o ângulo de ataque efetivo muda, assim como a concavidade ou curvatura do perfil.

Para aumentar a eficiência deste elemento, ele é executado estruturalmente de forma que, ao se desviar, desloque para trás e ao mesmo tempo para o bordo de fuga. Exatamente assimo método dará a maior eficiência de sucção da camada limite da superfície superior da asa. Além disso, o comprimento efetivo da zona de alta pressão sob a asa da aeronave aumenta.

Projeto e finalidade da mecanização de uma asa de aeronave com slats

Aqui é importante notar imediatamente que o slat fixo é montado apenas nos modelos de aeronaves que não são de alta velocidade. Isso ocorre porque esse tipo de projeto aumenta muito o arrasto, o que reduz drasticamente a capacidade da aeronave de atingir altas velocidades.

No entanto, a essência deste elemento é que ele tem uma parte como um dedo do pé defletido. É usado naqueles tipos de asas que são caracterizadas por um perfil fino e por uma borda de ataque afiada. O principal objetivo desta meia é evitar que o fluxo quebre em um alto ângulo de ataque. Como o ângulo pode mudar constantemente durante o voo, o nariz é totalmente controlável e ajustável para que em qualquer situação seja possível encontrar uma posição que mantenha o fluxo na superfície da asa. Isso também pode aumentar a relação sustentação/arrasto.

Flaps

O esquema de mecanização dos flaps é um dos mais antigos, pois esses elementos foram os primeiros a serem utilizados. A localização deste elemento é sempre a mesma, eles estão localizados na parte de trás da asa. O movimento que realizam também é sempreo mesmo, eles sempre caem para baixo. Eles também podem recuar um pouco. A presença deste elemento simples na prática provou ser muito eficaz. Ajuda a aeronave não apenas na decolagem ou pouso, mas também na realização de outras manobras de pilotagem.

O tipo deste item pode variar um pouco dependendo do tipo de aeronave em que é usado. A mecanização da asa do TU-154, que é considerado um dos tipos de aeronaves mais comuns, também conta com esse simples dispositivo. Algumas aeronaves são caracterizadas pelo fato de seus flaps serem divididos em várias partes independentes, e para algumas é um flap contínuo.

Ailerons e spoilers

Além dos elementos já descritos, há também aqueles que podem ser classificados como secundários. O sistema de mecanização das asas inclui pequenos detalhes, como ailerons. O trabalho dessas partes é realizado de forma diferenciada. O design mais comumente usado é tal que em uma asa os ailerons são direcionados para cima e na segunda são direcionados para baixo. Além deles, também existem elementos como flaperons. De acordo com suas características, são semelhantes a flaps, essas peças podem desviar não apenas em direções diferentes, mas também na mesma direção.

Spoilers também são elementos adicionais. Esta parte é plana e está localizada na superfície da asa. A deflexão, ou melhor, a elevação do spoiler é realizada diretamente no fluxo. Por causa disso, há um aumento na desaceleração do fluxo, devido ao qual a pressão na superfície superior aumenta. Isso leva a uma diminuiçãoa força de sustentação de uma determinada asa. Esses elementos de asa às vezes também são chamados de controles de elevação de aeronaves.

Vale dizer que esta é uma breve descrição de todos os elementos estruturais da mecanização da asa da aeronave. Na verdade, há muitos outros pequenos detalhes usados lá, elementos que permitem aos pilotos controlar totalmente o processo de pouso, decolagem, voo em si, etc.