Предкрылок — аэродинамическая поверхность на передней кромке крыла самолета . В убранном состоянии предкрылок лежит на одном уровне с остальной частью крыла. Предкрылок разворачивается путем сдвига вперед, открывая прорезь между крылом и предкрылком. Воздух из-под предкрылка проходит через щель и заменяет пограничный слой, который с большой скоростью прошел вокруг передней кромки предкрылка, теряя значительную часть своей кинетической энергии из-за сопротивления трения обшивки. В развернутом состоянии предкрылки позволяют крыльям работать под большим углом атаки перед сваливанием. С развернутыми предкрылками самолет может летать на более низких скоростях, что позволяет ему взлетать и приземляться на более короткие расстояния. Они используются во время взлета и посадки, а также при выполнении маневров на низкой скорости, которые могут привести к сваливанию самолета . В нормальном полете предкрылки убираются, чтобы минимизировать сопротивление .
Предкрылки — это устройства, обеспечивающие большую подъемную силу, обычно используемые на самолетах, предназначенных для работы в широком диапазоне скоростей. Системы закрылков , идущие вдоль задней кромки крыла, распространены на всех самолетах.
Типы включают в себя:
Хорда предкрылка обычно составляет лишь несколько процентов хорды крыла . Предкрылки могут заходить на внешнюю треть крыла или закрывать всю переднюю кромку . Многие ранние специалисты по аэродинамике, в том числе Людвиг Прандтль , считали, что предкрылки работают, создавая поток высокой энергии в потоке основного профиля , тем самым повторно активизируя его пограничный слой и задерживая сваливание. [1] В действительности пластинка не придает воздуху в щели высокую скорость (она фактически снижает его скорость), а также ее нельзя назвать высокоэнергетическим воздухом, поскольку весь воздух за пределами реальных пограничных слоев имеет одинаковое общее количество тепла. . Фактические эффекты планки: [2] [3]
У планки есть аналог, найденный в крыльях некоторых птиц, алула , перо или группа перьев, которые птица может вытягивать под контролем своего «большого пальца».
Предкрылки были впервые разработаны Густавом Лахманном в 1918 году. Крушение самолета Rumpler C, связанное со сваливанием, в августе 1917 года побудило Лахмана развить эту идею, и в 1917 году в Кельне была построена небольшая деревянная модель . В Германии в 1918 году Лахманн представил патент на передние планки. [4] Однако немецкое патентное ведомство сначала отклонило это предложение, так как не верило в возможность отсрочки срыва путем разделения крыла.
Независимо от Лахманна компания Handley Page Ltd в Великобритании также разработала крыло с прорезями как способ отсрочить сваливание за счет задержки отрыва потока от верхней поверхности крыла при больших углах атаки и подала заявку на патент в 1919 году; чтобы избежать оспаривания патента, они заключили соглашение о праве собственности с Лахманном. В том же году самолет Airco DH.9 был оснащен предкрылками и совершил испытательный полет. [5] Позже Airco DH.9A был модифицирован как моноплан с большим крылом, оснащенным предкрылками полного размаха передней кромки и элеронами задней кромки (то есть тем, что позже будет называться закрылками задней кромки), которые можно было раскрывать совместно. с передними планками для проверки улучшенных характеристик на низкой скорости. Позже он был известен как Handley Page HP20 [6] . Несколько лет спустя, впоследствии устроившись на работу в авиастроительную компанию Handley-Page, Лахманн отвечал за ряд проектов самолетов, в том числе Handley Page Hampden .
Лицензирование дизайна стало одним из основных источников дохода компании в 1920-х годах. Первоначальная конструкция имела форму фиксированной прорези возле передней кромки крыла, конструкция, которая использовалась на ряде самолетов взлета и посадки .
Во время Второй мировой войны на немецких самолетах обычно устанавливалась более совершенная версия предкрылка, который уменьшал сопротивление за счет давления воздуха , прижимаясь к передней кромке крыла и выскакивая, когда угол атаки увеличивался до критического угла. Примечательные предкрылки того времени принадлежали немецкому Fieseler Fi 156 Storch . По конструкции они были похожи на выдвижные планки, но были фиксированными и невыдвижными. Эта особенность конструкции позволяла самолету взлетать при слабом ветре менее чем за 45 м (150 футов) и приземляться за 18 м (60 футов). В самолетах, спроектированных компанией Messerschmitt , как правило, использовались автоматические подпружиненные передние предкрылки, за исключением ракетного истребителя Messerschmitt Me 163B Komet , спроектированного Александром Липпишем , в котором вместо этого использовались фиксированные прорези, встроенные заодно с крылом и сразу за ним. внешние передние кромки панели.
После Второй мировой войны предкрылки также использовались на более крупных самолетах и обычно приводились в движение с помощью гидравлики или электричества .
Существует несколько технологических исследований и разработок, направленных на интеграцию функций систем управления полетом, таких как элероны , рули высоты , элевоны , закрылки и флапероны , в крылья для выполнения аэродинамических целей с меньшими преимуществами: масса, стоимость, сопротивление, инерция (для более быстрого , более сильная реакция управления), сложность (механически проще, меньше движущихся частей или поверхностей, меньше обслуживания) и радиолокационная эффективность для малозаметности . Они могут использоваться во многих беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) и истребителях 6-го поколения .
Одним из многообещающих подходов, который может конкурировать с предкрылками, являются гибкие крылья. В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может менять форму в полете, чтобы отклонить поток воздуха. Активное аэроупругое крыло X -53 — разработка НАСА . Адаптивное совместимое крыло — это военная и коммерческая разработка. [7] [8] [9]
