Вінглет
Вінглет (інша назва кінцеві крильця ; англ. winglet «крильце») — невеликі додаткові елементи на кінцях крил літака у вигляді крилець або плоских шайб. Вінглети крила слугують для збільшення ефективного розмаху крила, знижуючи індуктивний опір, що створюється зриваючимся з кінця стрілоподібного крила вихором і, як наслідок, збільшення підйомної сили на кінці крила. Також вінглети дозволяють збільшити подовження крила, майже не змінюючи при цьому його розмаху. Застосування Вінглетів крила дозволяє поліпшити паливну економічність у літаків, або дальність польоту у планерів. В даний час одні й ті ж типи літаків можуть мати різні варіанти вінглетів.
З літаків, що серійно випускаються або випускалися, вінглети мають: автожир , А-7, літаки Су-80, Ан-158 , Ту-204/214 , Ту-334 і Іл-96. Також вінглети передбачалося використовувати в проекті літака Як-44.
Історія виникнення
Брати Райт у 1905 році вперше застосували вінглети на літальному апараті Флайер-III , і пізніше на моторизований літаку Модель-А . Річард Уіткомб, авіаційний фахівець і інженер, співробітник НАСА , був одним з перших дослідників впливу вінглети крила на аеродинаміку літака. На початку 70-х він сконструював вінглет крила, що перпендикулярно поширюється вгору і вниз від площини крила.
На пасажирських літаках законцівки були вперше застосовані на Boeing 747—400 випуску 1985 року. C 2009 року дана конструкція застосовується на крилах середньомагістральних літаків Airbus A-320 . На початку 90-х Луї Гратцер, головний спеціаліст з аеродинаміки компанії Aviation Partners, придумав і запатентував «blended winglet» — поєднане крильце, яке плавно загинається вгору по дузі великого радіусу і має велике відносне подовження. Перше ж застосування крилець нової конструкції для модернізації ділового літака Gulfstream II в 1991 р. дозволило скоротити витрату палива на 7%. Настільки масштабна економія за рахунок модернізації виявилася безпрецедентної в історії авіації, якщо не вважати переробки всього літака або ремоторізаціі.
Принцип дії
Підйомна сила крила утворюється із-за різниці тиску під крилом і над крилом. З-за різниці тисків частина повітря перетікає через край крила з області високого тиску знизу в область зниженого тиску зверху, утворюючи при цьому кінцевий вихор. На утворння вихору витрачається енергія руху, що призводить до появи сили індуктивного опору. Кінцевий вихор також призводить до перерозподілу підйомної сили за розмахом крила, зменшуючи його ефективну площу і подовження, і знижуючи аеродинамічну якість. Установка вінглетів допомагає домогтися більш оптимальної форми розподілу підйомної сили.
Гребневий вінглет
Гребневі вінглети представляють собою горизонтальні кінчики крил, що мають більший кут стріловидності, ніж основна частина крила. Основне призначення таких законцовок — підвищення паливної економічності, поліпшені характеристики при наборі висоти, зменшення довжини розбігу при зльоті. Гребньова законцівки дозволяють зменшити Індуктивне опір крила. Випробування даних законцовок в НАСА і Боїнгу показали, що паливна економічність з такими закінцівках склала 5,5% проти 3,5-4,5%, які забезпечували звичайні вертикальні законцівки. Гребньова законцівки вже використовуються на літаках Boeing 767, Boeing 777, а також плануються до установки на літаках Boeing 787 і Airbus A350.
Посилання
- Boeing 767 Raked Wingtips
- Boeing Press Release for 777-300ER
- About Winglets paper by Mark D. Maughmer
- Winglet Design for Sailplanes paper by Peter Masak
- A close Look at Winglets
- Assessment of Wingtip Modifications to Increase the Fuel Efficiency of Air Force Aircraft, National Academies Press, 2007, p.33