Một chiếc máy bay chở khách hiện đại là một cơ chế rất phức tạp, nơi các nhà thiết kế sử dụng các công nghệ tiên tiến nhất để đảm bảo chuyến bay ổn định. Một trong những bí quyết, tương đối gần đây xuất hiện trên cánh của máy bay, là các mẹo khí động học thẳng đứng để tăng chất lượng khí động học của máy bay - winglets.
Câu chuyện này kể về lịch sử xuất hiện và phát triển của công nghệ này trong ngành chế tạo máy bay chở khách.
Lịch sử phát minh công nghệ
Wingtip được gọi là đầu cong theo chiều dọc của mặt phẳng. Nó uốn cong mượt mà gần như 90 độ theo chiều dọc tại nơi mà cánh của cánh kết thúc. Những điều cơ bản của kỹ thuật uốn cong đầu cánh được đặt trong công trình của kỹ sư NASA Richard Whitcomb. Vào đầu những năm bảy mươi của thế kỷ trước, ông đã đề xuất thiết kế và các nguyên tắc cơ bản của khí động học của wingtip, được gắn vuông góc với cánh với hướng lên hoặc xuống. Các chuyến bay nghiên cứu và thử nghiệm kéo dài một thập kỷ rưỡi. Năm 1985, chiếc Boeing 747-400, máy bay chở khách đầu tiên trên thế giới có cánh được trang bị cánh, đã cất cánh.
Năm năm sau, người đứng đầu bộ phận khí động học của Đối tác Hàng không đã nhận được bằng sáng chế cho một cánh nhỏ pha trộn, uốn cong lên một cách trơn tru. Chính xác là như vậy, chỉ để lại từ thứ hai, các chuyên gia bắt đầu gọi wingtip.Năm 1991, winglets đã được sử dụng ở Hoa Kỳ để hiện đại hóa một máy bay phản lực tư nhân. Điều này cho phép giảm 7% mức tiêu thụ nhiên liệu.
Vào đầu thế kỷ, tàu chở khách của các công ty hàng đầu bắt đầu được trang bị cánh với cánh nhỏ thẳng đứng. Trong số những người nổi tiếng nhất:
- Máy bay 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.
Sải cánh hoàn toàn độc đáo được lắp đặt trên người khổng lồ A 380 của Pháp. Chúng chỉ chiếm một phần chiều dài của phần cuối của cột, cúi xuống và lên. Các kỹ sư của Airbus lần đầu tiên thử nghiệm công nghệ này vào năm 1985, sử dụng các mẹo hai mặt để giảm dấu chân đảo ngược của A 310-300. Các kỹ sư Trung Quốc đã cố gắng trang bị cho những chiếc cánh "cổ" như vậy theo tiêu chuẩn hiện đại của sự phát triển của Liên Xô, như An-2 (Y-5C) và An-24 (Xian Y-7).
Sải cánh để làm gì?
Từ quan điểm kỹ thuật, wingtip là một thiết kế rỗng như monocoque hoặc semi monocoque. Sải cánh được lắp đặt không chỉ trên các mặt phẳng chính, mà còn trên keel và chất ổn định ở phía sau thân máy bay. Ngoài các chức năng khí động học, chúng có thể thực hiện một số nhiệm vụ. Nhà thiết kế cài đặt các thiết bị khác nhau trên winglets:
- đèn định vị;
- Tiền đạo để chống sét.
Từ quan điểm của vật lý, wingtip cung cấp một phần mở rộng tự nhiên của cánh, mà không thay đổi độ lớn của sải cánh của nó. Một nhiệm vụ chính khác của winglets là giảm chi phí năng lượng khi di chuyển trong quá trình hình thành các xoáy ở đầu cánh do chênh lệch áp suất bên dưới và bên trên. Chính xác mong muốn tăng độ giãn dài của cánh và diện tích hiệu quả của nó là lý do chính cho sự xuất hiện của các yếu tố mới trong thiết kế.
Nhược điểm
Tuy nhiên, người ta không nên nghĩ rằng winglets chỉ có những khía cạnh tích cực. Nhược điểm chính của chúng bao gồm:
- tác động tiêu cực của gió mạnh ở chế độ cất cánh / hạ cánh;
- độ nhạy cảm của máy bay với nhiễu loạn.
Hiện tại, các kỹ sư của Tập đoàn Boeing đang nỗ lực phát triển một chiếc máy bay có thể cạnh tranh hiệu quả với Airbus A-380. Ông đã nhận được đánh dấu của B 777X. Sải cánh gấp có thể trở thành một trong những điều mới lạ được sử dụng để tăng hiệu quả và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Chiều dài gần đúng của phần cánh gấp là 7,3 m. Các thí nghiệm có hai mục tiêu: tối ưu hóa phân phối tải trọng của cánh khi bay, trong quá trình cất cánh và hạ cánh; tăng lực nâng cánh của Boeing 777X. Thiết kế winglet gấp nên bao gồm một ổ đĩa và một khóa mạnh mẽ.
