บางทีเครื่องบินหลักน่าจะเป็นปีก เป็นปีกที่สร้างแรงยกที่ช่วยให้เครื่องบินหลายตันอยู่ในอากาศ ป้องกันไม่ให้ตกลงมา ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่นักออกแบบมีการแสดงออกว่าผู้ที่เป็นเจ้าของปีกก็ควบคุมเครื่องบินด้วย การแสวงหาการปรับปรุงลักษณะแอโรไดนามิกของเครื่องบินทำให้นักพัฒนาต้องปรับปรุงปีกอย่างต่อเนื่อง โดยคำนึงถึงรูปร่าง น้ำหนัก และโปรไฟล์
ปีกในโปรไฟล์
รูปปีกเครื่องบินเป็นส่วนเรขาคณิตของปีกที่วิ่งขนานกับแกนเครื่องบิน หรือง่ายกว่านั้น - มุมมองด้านข้างของปีก ตลอดระยะเวลาหลายปีของการพัฒนาอุตสาหกรรมอากาศยาน ห้องปฏิบัติการและสถาบันต่างๆ ได้พัฒนาและทดสอบปีกรูปแบบต่างๆ อย่างต่อเนื่อง ความเร็วเพิ่มขึ้น จำนวนเครื่องบิน ภารกิจเปลี่ยนไป - และทั้งหมดนี้จำเป็นต้องมีโปรไฟล์ปีกใหม่
ประเภทโปรไฟล์
วันนี้มีปีกต่างๆแตกต่างกันตามวัตถุประสงค์ ประเภทเดียวกันสามารถมีได้หลายแบบและใช้กับเครื่องบินได้หลายลำ แต่โดยทั่วไปแล้ว โปรไฟล์ประเภทหลักที่มีอยู่สามารถแสดงได้ด้วยรูปภาพด้านล่าง
- สมมาตร
- อสมมาตร
- เพลโนนูน
- Binconvex.
- รูปตัว S
- ลามิเนต.
- แม่และเด็ก.
- รูปเพชร
- รูปลิ่ม
ในเครื่องบินบางลำ โปรไฟล์ตัวแปรถูกใช้ตามความยาวของปีก แต่โดยปกติรูปร่างของมันจะไม่เปลี่ยนแปลงตลอด
เรขาคณิต
ภายนอกโปรไฟล์ของปีกคล้ายกับหนอนหรืออะไรทำนองนั้น เนื่องจากเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน จึงมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง
รูปแสดงลักษณะทางเรขาคณิตหลักของโปรไฟล์ปีกเครื่องบิน ระยะทาง (b) เรียกว่า คอร์ดปีก และเป็นระยะห่างระหว่างจุดสุดขั้วที่อยู่ด้านหน้าและด้านหลัง ความหนาสัมพัทธ์ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความหนาโปรไฟล์สูงสุด (Cmax) ต่อคอร์ด และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ พิกัดความหนาสูงสุดคืออัตราส่วนของระยะห่างจากนิ้วเท้าถึงตำแหน่งที่มีความหนาสูงสุด (Xc) ถึงคอร์ด (b) และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ด้วย เส้นกึ่งกลางเป็นเส้นโค้งตามเงื่อนไขที่เท่ากันจากแผงปีกด้านบนและด้านล่าง และลูกศรโก่งตัว (fmax) คือระยะห่างสูงสุดจากคอร์ดของเส้นกึ่งกลาง ตัวบ่งชี้อื่น - ความโค้งสัมพัทธ์ - คำนวณโดยการหาร (fmax) ด้วยคอร์ด (b)ตามเนื้อผ้า ค่าทั้งหมดเหล่านี้จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ นอกจากที่กล่าวมาแล้ว ยังมีรัศมีของปลายจมูก พิกัดความเว้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุด และอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง แต่ละโปรไฟล์มีรหัสของตัวเอง และตามกฎแล้ว ลักษณะทางเรขาคณิตหลักมีอยู่ในรหัสนี้
ตัวอย่างเช่น โปรไฟล์ B6358 มีความหนาของโปรไฟล์ 6% ตำแหน่งลูกศรเว้า 35% และความโค้งสัมพัทธ์ 8% น่าเสียดายที่ระบบสัญกรณ์ไม่ได้รวมกันเป็นหนึ่งเดียว และนักพัฒนาหลายคนก็ใช้การเข้ารหัสในแบบของตัวเอง
แอโรไดนามิก
เมื่อมองแวบแรก ภาพวาดส่วนของปีกไม่ได้เกิดจากความรักในศิลปะชั้นสูง แต่เพียงเพื่อจุดประสงค์ในทางปฏิบัติเท่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่ามีลักษณะแอโรไดนามิกสูงของโปรไฟล์ปีก ลักษณะที่สำคัญที่สุดเหล่านี้ ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์การยก Su และค่าสัมประสิทธิ์การลาก Cx สำหรับ airfoil แต่ละตัว ค่าสัมประสิทธิ์นั้นไม่มีค่าคงที่และขึ้นอยู่กับมุมของการโจมตี ความเร็ว และลักษณะอื่นๆ หลังจากการทดสอบในอุโมงค์ลม ขั้วที่เรียกว่าสามารถถูกวาดขึ้นสำหรับแต่ละโปรไฟล์ของปีกเครื่องบิน สะท้อนถึงความสัมพันธ์ระหว่าง Cx และ Su ในมุมหนึ่งของการโจมตี คู่มือพิเศษได้จัดทำขึ้นซึ่งมีข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับโปรไฟล์แอโรไดนามิกแต่ละส่วนของปีก และแสดงด้วยกราฟและไดอะแกรมที่เหมาะสม ไดเร็กทอรีเหล่านี้ใช้ได้ฟรี
เลือกโปรไฟล์
เครื่องบินหลากหลายประเภท ประเภทของแรงขับการติดตั้งและวัตถุประสงค์ต้องใช้ความระมัดระวังในการเลือกโปรไฟล์ปีกเครื่องบิน เมื่อออกแบบเครื่องบินใหม่ มักจะมีการพิจารณาทางเลือกหลายทาง ยิ่งความหนาสัมพัทธ์ของปีกมากเท่าใด แรงต้านก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่ด้วยปีกที่บางและยาวมาก ทำให้ยากต่อโครงสร้างที่แข็งแรงเพียงพอ
มีคำถามแยกต่างหากเกี่ยวกับเครื่องจักรที่มีความเร็วเหนือเสียงซึ่งต้องใช้วิธีการพิเศษ ค่อนข้างเป็นธรรมชาติที่โปรไฟล์ของปีกของเครื่องบิน An-2 ("ข้าวโพด") จะแตกต่างจากโปรไฟล์ของเครื่องบินขับไล่และสายการบินผู้โดยสาร รูปทรงปีกสมมาตรและรูปตัว S ทำให้เกิดการยกตัวน้อยลงแต่มีความมั่นคงมากกว่า ปีกบางที่มีความโค้งเล็กน้อยเหมาะสำหรับรถสปอร์ตความเร็วสูงและเครื่องบินรบ และปีกหนาที่มีแคมเบอร์ขนาดใหญ่ที่ใช้ในเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่สามารถ เรียกว่าปีกที่มีลิฟสูงสุด เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงนั้นติดตั้งปีกที่มีโปรไฟล์แม่และเด็ก ในขณะที่โปรไฟล์รูปเพชรและรูปลิ่มใช้สำหรับเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง โปรดทราบว่าการสร้างโปรไฟล์ที่ดีที่สุดจะทำให้คุณสูญเสียข้อดีทั้งหมดเพียงเพราะการรักษาพื้นผิวที่ไม่ดีของแผงปีกหรือการออกแบบเครื่องบินที่ไม่ดี
วิธีคำนวณลักษณะเฉพาะ
เมื่อเร็วๆ นี้ การคำนวณลักษณะของปีกของโปรไฟล์บางอย่างดำเนินการโดยใช้คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำแบบจำลองหลายปัจจัยของพฤติกรรมของปีกในสภาวะต่างๆ แต่วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดคือการทดสอบโดยธรรมชาติขาตั้งพิเศษ พนักงาน "โรงเรียนเก่า" แต่ละคนอาจดำเนินการด้วยตนเองต่อไป วิธีการนี้ฟังดูน่ากลัว: "การคำนวณปีกทั้งหมดโดยใช้สมการผลต่างจำนวนเต็มเทียบกับการไหลเวียนที่ไม่ทราบสาเหตุ" สาระสำคัญของวิธีการนี้คือการแสดงการหมุนเวียนของการไหลของอากาศรอบปีกในรูปแบบของอนุกรมตรีโกณมิติ และเพื่อค้นหาสัมประสิทธิ์ของอนุกรมเหล่านี้ที่ตรงตามเงื่อนไขขอบเขต งานนี้ลำบากมากและยังให้ลักษณะเฉพาะโดยประมาณของโปรไฟล์ปีกเครื่องบิน
โครงสร้างปีกเครื่องบิน
โปรไฟล์ที่คำนวณได้อย่างสวยงามและละเอียดต้องสร้างขึ้นในความเป็นจริง ปีกนอกจากจะทำหน้าที่หลัก - การสร้างลิฟต์แล้วยังต้องทำงานหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการวางถังเชื้อเพลิง กลไกต่างๆ ท่อส่ง ท่อร้อยสายไฟฟ้า เซ็นเซอร์ และอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งทำให้มันเป็นวัตถุทางเทคนิคที่ซับซ้อนมาก แต่พูดง่ายๆ ก็คือ ปีกของเครื่องบินประกอบด้วยชุดของซี่โครงที่สร้างโปรไฟล์ของปีกที่ต้องการ ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับปีก และหอกที่อยู่ติดกัน จากด้านบนและด้านล่างโครงสร้างนี้ปิดด้วยปลอกแผงอลูมิเนียมพร้อมชุดบันได ซี่โครงตามส่วนโค้งด้านนอกสอดคล้องกับโปรไฟล์ของปีกเครื่องบินอย่างเต็มที่ ความเข้มแรงงานในการผลิตปีกถึง 40% ของความเข้มแรงงานทั้งหมดในการผลิตเครื่องบินทั้งหมด
