1.4. Вертикальные законцовки крыла и стабилизатора

Законцовки крыла (иначе концевые крылышки или винглеты, от англ. winglet «крылышко») – небольшие дополнительные элементы на концах крыла самолета в виде крылышек или плоских шайб (рис. 1.9). Законцовки крыла служат для увеличения эффективного размаха крыла, снижая индуктивное сопротивление.

Рис. 1.9. Общий вид законцовок крыла и стабилизатора

При обтекании крыла воздушным потоком образуется разность давлений под крылом и над ним. Под действием этой разности воздух начинает перетекать через концевые сечения крыла из области большего давления (из-под крыла) в область меньшего давления, то есть на крыло. При движении крыла в воздухе образуются так называемые вихревые жгуты (рис. 1.10). Они представляют собой вращающуюся массу воздуха. Вращающийся воздух в жгуте увлекает за собой окружающий воздух. Вихревые жгуты левого и правого полукрыльев вращаются в разные стороны таким образом, что в пределах крыла движение воздушных масс направлено сверху вниз. В результате скоса потока возникает индуктивное сопротивление – это дополнительное сопротивление крыла, вызванное наклоном вектора скорости.

Рис. 1.10. Влияние винглет на величину концевого вихря

С увеличением коэффициента подъемной силы или угла атаки увеличивается скос потока и индуктивное сопротивление. Увеличивая удлинение крыла, можно уменьшить величину индуктивного сопротивления.

Также для уменьшения индуктивного сопротивления крыла при перетекании потока через концы полукрыльев на законцовках крыла могут устанавливаться небольшие крылышки (винглеты) – своеобразные аэродинамические гребни.

Благодаря установке винглет на законцовках крыла и стабилизатора улучшаются следующие характеристики самолета:

– уменьшается индуктивное сопротивление;

– увеличивается угол набора;

– улучшаются характеристики набора высоты;

– увеличивается аэродинамическое качество;

– уменьшается потребный режим двигателя в крейсерском полете (до 3–4 %);

– улучшается топливная экономичность самолета и увеличивается дальность полета. В крейсерском полете километровый расход топлива уменьшается до 5–6 %, соответственно примерно на ту же дальность (в процентах) можно перевезти больше груза.

Законцовки имеют и ряд недостатков:

– дополнительный вес конструкции;

– несколько ухудшается боковая устойчивость, что приводит к дополнительным ограничениям бокового ветра, особенно на посадке;

– усложняется технология изготовления;

– увеличивается стоимость конструкции.