Крыльевые ограждения , также известные как ограждения пограничного слоя и потенциальные ограждения, представляют собой фиксированные аэродинамические устройства, прикрепленные к крыльям самолета . Часто встречающиеся на самолетах со стреловидным крылом , крыльевые ограждения представляют собой плоские пластины, прикрепленные к верхним поверхностям параллельно хорде крыла и на одной линии с потоком свободного потока воздуха, обычно охватывая переднюю кромку. Препятствуя потоку воздуха по размаху крыла, они предотвращают сваливание всего крыла сразу , в отличие от устройств на законцовках крыла , которые повышают аэродинамическую эффективность, стремясь восстановить энергию вихря крыла.
По мере того как самолет со стреловидным крылом замедляется до скорости сваливания крыла, угол передней кромки направляет часть воздушного потока вбок, к законцовке крыла. Этот процесс является прогрессивным: воздушный поток около середины крыла зависит не только от угла передней кромки, но и от размаха воздушного потока от корня крыла. На законцовке крыла воздушный поток может оказаться почти полностью размахным, а не направленным спереди назад по крылу, что означает, что эффективная воздушная скорость падает значительно ниже сваливания. Поскольку геометрия стреловидных крыльев обычно размещает законцовки крыла самолета позади его центра тяжести , подъемная сила, создаваемая на законцовках крыла, имеет тенденцию создавать момент тангажа носом вниз . Когда законцовки крыла сваливаются, как подъемная сила, так и связанный с ними момент тангажа носом вниз быстро уменьшаются. Потеря момента тангажа носом вниз оставляет ранее сбалансированный самолет с чистым моментом тангажа носом вверх. Это заставляет нос самолета подниматься, увеличивая угол атаки и приводя к сваливанию на большей части крыла. Результатом является быстрый и мощный подъем, за которым следует полное сваливание, ситуация, из которой пилоту трудно выйти. [1] « Танец сабли » (который стал причиной крушения многих F-100 Super Sabre ) является ярким примером такого поведения.
Крыльевые ограждения задерживают или устраняют эти эффекты, не давая потоку по размаху крыла слишком далеко перемещаться вдоль крыла и набирать скорость. При встрече с ограждением воздух направляется обратно по поверхности крыла. Похожие решения включали выемку или зубец на передней кромке, как на Avro Arrow , или использование предкрылков, как на более ранних версиях F-86. Предкрылки могут действовать как ограждения напрямую, в виде своих приводов, но также уменьшают проблему, улучшая реакцию угла атаки крыла и перемещая точку сваливания на более низкую скорость. [1]
Хотя крыльевые ограждения на крыле известны в Великобритании с 1914 года, вероятно, из-за программы исследований штопора Королевских ВВС, начатой еще в 1912 году, изобретение ограждений часто приписывают немецкому аэродинамику Либе из Мессершмитта , заявка на патент на которое была подана в 1938 году. [2]
К 1947 году, после внедрения дозвуковых стреловидных крыльев, ограждения независимо друг от друга реализовали в СССР и США: Лавочкин Ла-160 , Микоян МиГ-15 , Northrop YB-49 , McDonnell XF-85 . Но в СССР такие ограждения применялись чаще и дольше всего, их делали большими и многочисленными: от МиГ-15 до МиГ-25 , от Ту-128 до Ту-160 , от Су-7 до Су-22 .