Nowoczesny samolot pasażerski to bardzo skomplikowany mechanizm, w którym projektanci wykorzystują najbardziej zaawansowane technologie, aby zapewnić stabilny lot. Jednym z know-how, stosunkowo niedawno pojawiającym się na skrzydłach samolotów pasażerskich, są pionowe końcówki aerodynamiczne zwiększające jakość aerodynamiczną samolotu - skrzydełka.
Ta historia opowiada o historii pojawienia się i rozwoju tej technologii w branży samolotów pasażerskich.
Historia wynalazku technologii
Końcówka skrzydła nazywana jest zakrzywioną w pionie końcówką samolotu. Płynnie wygina się prawie o 90 stopni w pionie w miejscu, w którym kończy się dźwigar skrzydła. Podstawy techniki gięcia końców skrzydeł zostały opracowane przez inżyniera NASA Richarda Whitcomba. Na początku lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku zaproponował projekt i podstawy aerodynamiki czubka skrzydła, który był zamontowany prostopadle do skrzydła z kierunkiem w górę lub w dół. Loty badawcze i eksperymentalne trwały półtorej dekady. W 1985 roku wystartował Boeing 747-400, pierwszy na świecie samolot pasażerski ze skrzydłami wyposażonymi w końcówki skrzydeł.
Pięć lat później szef działu aerodynamiki partnerów lotniczych otrzymał patent na mieszane skrzydełko, które płynnie wygina się w górę. Dokładnie tak, pozostawiając tylko drugie słowo, eksperci zaczęli nazywać końcówkę skrzydła.W 1991 roku winglety zostały wykorzystane w Stanach Zjednoczonych do modernizacji prywatnego odrzutowca. Pozwoliło to zmniejszyć zużycie paliwa o 7%.
Na przełomie wieków pasażerskie linie wiodących firm zaczęły być wyposażone w skrzydła z pionowymi skrzydełkami. Wśród najbardziej znanych:
- Boeing - 737–700, 737–800, 747–400, 777;
- Airbus - A 310-300, A 320, A 330, A 340, A 350, A 380.
- Tu - 96–300, 204, 214, 334.
Absolutnie unikalne winglety są instalowane na francuskim olbrzymie A 380. Zajmują tylko część długości końca drzewca, pochylając się w górę i w górę. Inżynierowie Airbusa po raz pierwszy przetestowali tę technologię w 1985 roku, stosując dwustronne końcówki, aby zmniejszyć ślad inwersji A 310-300. Chińskim inżynierom udało się wyposażyć czubki skrzydeł tak „starożytnego” według współczesnych standardów radzieckiego rozwoju, jak An-2 (Y-5C) i An-24 (Xian Y-7).
Do czego służą Winglety?
Z technicznego punktu widzenia skrzydełko jest wydrążone, takie jak monokok lub pół-monokok. Winglets są instalowane nie tylko na głównych płaszczyznach, ale także na kilu i stabilizatorach z tyłu kadłuba. Oprócz funkcji aerodynamicznych mogą wykonywać szereg zadań. Projektanci instalują różne urządzenia na wingletach:
- światła nawigacyjne;
- szarżować napastników, aby zwalczyć piorun.
Z punktu widzenia fizyki końcówka skrzydeł zapewnia naturalne przedłużenie skrzydła bez zmiany wielkości jego rozpiętości. Innym głównym zadaniem wingletów jest obniżenie kosztów energii ruchu podczas tworzenia wirów na końcach skrzydła ze względu na różnicę ciśnień poniżej i powyżej. Dokładnie chęć zwiększenia wydłużenia skrzydła i jego efektywnej powierzchni była głównym powodem pojawienia się nowych elementów w projekcie.
Niedogodności
Nie należy jednak myśleć, że winglety mają tylko pozytywne aspekty. Ich główne wady obejmują:
- negatywny wpływ silnego wiatru w trybie startu / lądowania;
- podatność samolotu na turbulencje.
Obecnie inżynierowie Boeing Corporation pracują nad rozwojem samolotu, który mógłby skutecznie konkurować z Airbusem A-380. Otrzymał oznaczenie B 777X. Składane skrzydełka mogą stać się jedną z nowości stosowanych w celu zwiększenia wydajności i zmniejszenia zużycia paliwa. Przybliżona długość składanego segmentu skrzydła wynosi 7,3 m. Eksperymenty mają dwa cele: optymalizację rozkładu obciążenia skrzydła podczas lotu, podczas startu i lądowania; wzrost uniesienia skrzydła Boeinga 777X. Składana konstrukcja skrzydełka powinna obejmować napęd i mocną blokadę.