Mungkin unit utama pesawat adalah sayap. Ini adalah sayap yang menciptakan daya angkat yang membuat pesawat multi-ton di udara, mencegahnya jatuh. Bukan kebetulan bahwa desainer memiliki ekspresi bahwa orang yang memiliki sayap juga mengendalikan pesawat. Upaya meningkatkan karakteristik aerodinamis pesawat memaksa pengembang untuk terus meningkatkan sayap, mengerjakan bentuk, berat, dan profilnya.
Sayap di profil
Profil sayap pesawat adalah bagian geometris sayap yang sejajar dengan sumbu pesawat. Atau lebih sederhana - tampilan samping sayap. Selama bertahun-tahun pengembangan industri pesawat terbang, berbagai laboratorium dan lembaga terus mengembangkan dan menguji sayap dengan berbagai konfigurasi. Kecepatan bertambah, massa pesawat, tugas berubah - dan semua ini membutuhkan profil sayap baru.
Tipe profil
Hari ini, ada berbagai profil sayap,berbeda dalam tujuan. Tipe yang sama dapat memiliki banyak varian dan digunakan pada pesawat yang berbeda. Namun secara umum jenis-jenis profil utama yang ada dapat digambarkan dengan gambar di bawah ini.
- Simetris.
- Asimetris.
- Plano-cembung.
- Binconvex.
- S-berbentuk.
- Laminasi.
- Lenticular.
- Berbentuk berlian.
- Berbentuk baji.
Pada beberapa pesawat, profil variabel digunakan di sepanjang sayap, tetapi biasanya bentuknya tidak berubah di seluruh bagian.
Geometri
Secara eksternal, profil sayapnya menyerupai cacing atau semacamnya. Menjadi sosok geometris yang kompleks, ia memiliki serangkaian karakteristiknya sendiri.
Gambar tersebut menunjukkan karakteristik geometris utama dari profil sayap pesawat. Jarak (b) disebut tali sayap dan merupakan jarak antara titik ekstrim di depan dan di belakang. Ketebalan relatif ditentukan oleh rasio ketebalan profil maksimum (Cmax) terhadap akordnya dan dinyatakan sebagai persentase. Koordinat ketebalan maksimum adalah rasio jarak dari jari kaki ke tempat ketebalan maksimum (Xc) terhadap tali busur (b) dan juga dinyatakan sebagai persentase. Garis tengah adalah kurva bersyarat yang berjarak sama dari panel sayap atas dan bawah, dan panah defleksi (fmax) adalah jarak maksimum dari tali pusat garis tengah. Indikator lain - kelengkungan relatif - dihitung dengan membagi (fmax) dengan akord (b). Secara tradisional, semua nilai ini dinyatakan sebagai persentase. Selain yang sudah disebutkan, ada radius hidung profil, koordinat cekungan terbesar, dan sejumlah lainnya. Setiap profil memiliki kodenya sendiri dan, sebagai aturan, karakteristik geometris utama hadir dalam kode ini.
Misalnya, profil B6358 memiliki ketebalan profil 6%, posisi panah cekung 35%, dan kelengkungan relatif 8%. Sayangnya, sistem notasinya tidak terpadu, dan pengembang yang berbeda menggunakan cipher dengan caranya sendiri.
Aerodinamika
Fancy, pada pandangan pertama, gambar bagian sayap dibuat bukan karena kecintaan pada seni tinggi, tetapi semata-mata untuk tujuan pragmatis - untuk memastikan karakteristik aerodinamis yang tinggi dari profil sayap. Karakteristik yang paling penting ini termasuk koefisien lift Su dan koefisien drag Cx untuk setiap airfoil spesifik. Koefisien sendiri tidak memiliki nilai konstan dan tergantung pada sudut serang, kecepatan dan beberapa karakteristik lainnya. Setelah pengujian di terowongan angin, apa yang disebut kutub dapat dibuat untuk setiap profil sayap pesawat. Ini mencerminkan hubungan antara Cx dan Su pada sudut serang tertentu. Buku pegangan khusus telah dibuat yang berisi informasi rinci tentang setiap profil aerodinamis sayap dan diilustrasikan dengan grafik dan diagram yang sesuai. Direktori ini tersedia secara bebas.
Pilihan profil
Berbagai pesawat, jenis penggeraknyainstalasi dan tujuannya memerlukan pendekatan yang cermat dalam pemilihan profil sayap pesawat. Saat merancang pesawat baru, beberapa alternatif biasanya dipertimbangkan. Semakin besar ketebalan relatif sayap, semakin besar drag. Tetapi dengan sayap tipis yang sangat panjang, sulit untuk memberikan kekuatan struktural yang memadai.
Ada pertanyaan terpisah tentang mesin supersonik yang memerlukan pendekatan khusus. Sangat wajar jika profil sayap pesawat An-2 ("jagung") akan berbeda dengan profil pesawat tempur dan kapal penumpang. Profil sayap yang simetris dan berbentuk S menghasilkan daya angkat yang lebih sedikit tetapi lebih stabil, sayap tipis dengan sedikit camber cocok untuk mobil sport berkecepatan tinggi dan pesawat tempur, dan sayap tebal dengan camber besar, digunakan pada pesawat penumpang besar, dapat disebut sayap dengan daya angkat tertinggi. Pesawat supersonik dilengkapi dengan sayap yang memiliki profil lenticular, sedangkan profil berbentuk berlian dan berbentuk baji digunakan untuk pesawat hipersonik. Perlu diingat bahwa dengan membuat profil terbaik, Anda dapat kehilangan semua keuntungannya hanya karena perawatan permukaan panel sayap yang buruk atau desain pesawat yang buruk.
Metode perhitungan karakteristik
Baru-baru ini, perhitungan karakteristik sayap dari profil tertentu dilakukan dengan menggunakan komputer yang mampu melakukan pemodelan multifaktor dari perilaku sayap dalam kondisi yang berbeda. Tetapi cara yang paling dapat diandalkan adalah tes alami yang dilakukan padastand khusus. Karyawan "sekolah lama" individu dapat terus melakukan ini secara manual. Metode ini terdengar sangat mengancam: "perhitungan penuh dari sayap menggunakan persamaan integro-diferensial sehubungan dengan sirkulasi yang tidak diketahui." Inti dari metode ini adalah untuk merepresentasikan sirkulasi aliran udara di sekitar sayap dalam bentuk deret trigonometri dan untuk mencari koefisien deret ini yang memenuhi syarat batas. Pekerjaan ini sangat melelahkan dan hanya memberikan perkiraan karakteristik profil sayap pesawat.
Struktur sayap pesawat
Profil perhitungan yang digambar dengan indah dan terperinci harus dibuat dalam kenyataan. Sayap, selain menjalankan fungsi utamanya - membuat daya angkat, harus melakukan sejumlah tugas yang berkaitan dengan penempatan tangki bahan bakar, berbagai mekanisme, saluran pipa, harness listrik, sensor, dan banyak lagi, yang menjadikannya objek teknis yang sangat kompleks. Tapi berbicara sangat sederhana, sayap pesawat terdiri dari satu set rusuk yang memberikan pembentukan profil sayap yang diinginkan, terletak di sayap, dan spar, terletak di sepanjang. Dari atas dan bawah struktur ini ditutup dengan selubung panel aluminium dengan set stringer. Tulang rusuk di sepanjang kontur luar sepenuhnya sesuai dengan profil sayap pesawat. Intensitas tenaga kerja pembuatan sayap mencapai 40% dari total intensitas tenaga kerja pembuatan seluruh pesawat.
