Jūs sēžat terminālī, jūsu lidojums nedaudz kavējas, un, lai īsinātu laiku, jūs vērojat lidmašīnas, kas novietotas aiz stiklotās sienas.
Airbus A320 tikko ir piebraucis pie iekāpšanas vārtiem. Tā spārnu galos divas lielas virsmas stiepjas augšup pret debesīm.
Nedaudz tālāk citai lidmašīnai spārnu gali ir daudz diskrētāki. Boeing 737 modelim tie izskatās gandrīz kā divi asmeņi, no kuriem viens vērsts uz augšu, bet otrs – uz leju. Un tad ierodas vēl kāds gaisa kuģis… kuram nekā no tā gandrīz nav.
No pirmā acu uzmetiena varētu šķist, ka tas ir tikai dizaina jautājums.
Kāda veida estētiskais paraksts, kas ļauj atpazīt lidmašīnu.
Patiesībā šīs dīvainās formas spārnu galos risina ļoti konkrētu aerodinamikas problēmu.
Tos parasti sauc par vingletiem.
Un, lai gan tie šķiet niecīgi salīdzinājumā ar pasažieru lidmašīnas izmēriem, to ietekme var būt pietiekami liela, lai aviokompānija gaisa kuģa ekspluatācijas laikā ietaupītu ievērojamu daudzumu degvielas.
Tātad, kam tieši kalpo vingleti? Kāpēc tie samazina patēriņu? Kāpēc dažām lidmašīnām ir milzīgi vingleti, bet citas lieliski iztiek bez tiem?
Lai to saprastu, jāsāk ar kaut ko tādu, ko mēs gandrīz nekad neredzam: ko gaiss dara spārna galā, kad lidmašīna lido.
Kas ir vinglets?
Vinglets ir aerodinamiska virsma, kas novietota spārna galā.
Savā visvieglāk atpazīstamajā formā tas atgādina mazu, gandrīz vertikālu spārnu, kas paceļas pret debesīm.
Taču ne visi vingleti izskatās vienādi.
Daži ir praktiski vertikāli. Citi ir vērsti uz āru. Daži ļoti pakāpeniski saplūst ar spārna formu. Citiem pat ir daļa, kas vērsta uz leju.
Un dažas lidmašīnas izmanto pilnīgi atšķirīgu filozofiju: tā vietā, lai pievienotu mazu vertikālu virsmu, inženieri vienkārši pagarina spārnu uz āru ar sašaurinātu galu.
Tieši šī iemesla dēļ vārds “vinglets” dažkārt tiek lietots nedaudz pavirši, lai apzīmētu visas ierīces, kas atrodamas spārnu galos.
Piemēram, Airbus izmanto nosaukumu Sharklet dažām savām spārnu galu ierīcēm, savukārt Boeing mēs sastopam “blended winglets”, “Split Scimitar Winglets” vai pat 737 MAX “Advanced Technology Winglets”.
To forma ievērojami atšķiras.
Taču aiz visām šīm ierīcēm kopumā slēpjas viena un tā pati apsēstība:
padarīt spārnu efektīvāku.
Lai saprastu vingletus, vispirms jāsaprot, kas notiek spārna galā
Kad lidmašīna lido, tās spārni rada cēlējspēku.
Neiedziļinoties pilnā aerodinamikas kursā, atcerēsimies vienkārši, ka starp abām spārna pusēm pastāv spiediena starpība.
Un spārna vidū viss notiek relatīvi labi.
Problēma parādās tā galā.
Reāls spārns nav bezgalīgs.
Tas kaut kur beidzas.
Un, kad gaiss nonāk šī gala tuvumā, plūsma tiek traucēta. Gaiss aptek spārna galu un piedalās virpuļveida kustības radīšanā.
Aiz lidmašīnas tad parādās spēcīgi virpuļi, ko sauc par galu virpuļiem.
Iespējams, esat tos jau redzējuši, pat nezinot, ko skatāties.
Noteiktos mitruma apstākļos aiz spārnu galiem ir iespējams pamanīt sava veida virpuļojošu asti, īpaši pacelšanās vai nolaišanās fāzēs.
Šie virpuļi nav tikai iespaidīgi.
Tie arī pārstāv efektivitātes zudumu.
NASA skaidro, ka spārnu galos radītie virpuļi piedalās tā sauktajā inducētajā pretestībā jeb pretestībā, kas saistīta ar cēlējspēka radīšanu.
Citiem vārdiem sakot, lidmašīnas lidošanai ir aerodinamiskas izmaksas.
Un tieši šīs izmaksas inženieri cenšas samazināt.
Īstais ienaidnieks: inducētā pretestība
Kad lidmašīna virzās pa gaisu, tai jāpārvar dažāda veida pretestība.
Pretestību var iztēloties kā spēku, kas pastāvīgi cenšas palēnināt lidmašīnu.
Lai saglabātu ātrumu, dzinējiem jārada pietiekama vilce, lai to kompensētu.
Jo lielāka pretestība, jo vairāk vilces jārada.
Un jo vairāk vilces jārada, jo dzinējiem parasti jāpatērē vairāk degvielas.
Tieši šeit daži centimetri vai metri spārna galā pēkšņi kļūst ļoti svarīgi.
Inducētā pretestība ir tieši saistīta ar cēlējspēka radīšanu un trīsdimensiju parādībām, kas parādās īpaši ap spārnu galiem.
Ļoti vienkāršojot, problēmu varētu rezumēt šādi:
spārns rada cēlējspēku → parādās virpuļi → šie virpuļi piedalās inducētajā pretestībā → šī pretestība maksā enerģiju.
Tāpēc aeronavtikas inženieri jau ļoti sen cenšas ierobežot šos zudumus.
Un viens no risinājumiem ir tieši ietekmēt spārna galu.
Tātad, kā vinglets patiesībā darbojas?
Vinglets maina gaisa plūsmu spārna galā.
Tā mērķis nav maģiski likt virpuļiem izzust. Lidmašīna, kas aprīkota ar vingletiem, protams, turpina radīt galu virpuļus.
Taču tas ļauj samazināt to ietekmi un uzlabot spārna vispārējo aerodinamisko efektivitāti.
NASA principu rezumē diezgan skaidri: pareizi izstrādāts vinglets samazina spārna gala virpuļa intensitāti un tādējādi palīdz samazināt inducēto pretestību.
Un tieši šeit parādās viens no interesantākajiem sistēmas aspektiem.
Vinglets zināmā mērā var ļaut spārnam izmantot lielāku efektīvo aerodinamisko vēzienu, neprasot tieši tādu pašu vēziena palielinājumu kā vienkāršs horizontāls pagarinājums.
Tas ir svarīgi, jo garāks spārns arī ir lielisks veids, kā samazināt inducēto pretestību.
Tad uzreiz rodas jautājums.
Kāpēc vienkārši nebūvēt gigantiskus spārnus?
Kāpēc nebūvēt daudz garākus spārnus?
Tīri aerodinamiskā ziņā gari un tievi spārni ir ļoti interesanti.
Pietiek pavērot planieri.
Tā spārni dažkārt šķiet bezgalīgi.
Tā, protams, nav nejaušība.
Jo lielāks ir spārna pagarinājums, jo vairāk iespējams samazināt inducēto pretestību. NASA turklāt atgādina, ka pēdējā samazinās, palielinoties pagarinājumam.
Tātad, kāpēc Airbus A320 vai Boeing 737 vienkārši nav planiera spārnu?
Tāpēc, ka lidmašīna nedzīvo tikai debesīs.
Tai jādarbojas arī… lidostā.
Iedomājieties uz mirkli, ka mēs pēkšņi palielinām visu pasažieru lidmašīnu vēzienu par vairākiem metriem.
Dažas vairs pareizi neietilptu savā stāvvietā.
Būtu jāmaina attālumi starp gaisa kuģiem.
Daži manevrēšanas ceļi kļūtu pārāk šauri.
Infrastruktūra būtu jāpielāgo.
Un jo garāks kļūst spārns, jo vairāk var mainīties arī strukturālie ierobežojumi.
Spārns nav vienkāršs, viegls dēlis, kas piestiprināts pie fizelāžas. Tas iztur ievērojamas slodzes un daudzās pasažieru lidmašīnās satur nozīmīgu daļu degvielas.
Tāpēc tā vēziena palielināšana nozīmē ņemt vērā svaru, struktūru, lieces slodzes, aerodinamiku un ekspluatācijas ierobežojumus uz zemes.
Vinglets tad kļūst par sava veida elegantu kompromisu.
Tas cenšas iegūt daļu no efektīvāka spārna priekšrocībām, nepalielinot tik ļoti tā horizontālos gabarītus.
Daži procenti degvielas… vai tas tiešām ir svarīgi?
Iespējams, tieši šeit vingleti kļūst visiespaidīgākie.
Pieņemsim, ka kāda modifikācija ļauj ietaupīt tikai dažus procentus degvielas.
Jūsu personīgās automašīnas mērogā tas var šķist interesanti, bet ne revolucionāri.
Pasažieru lidmašīnas mērogā aprēķins ir pavisam cits.
Komerciāls gaisa kuģis var nolidot vairākus tūkstošus stundu gadā.
Tad sākt no jauna nākamajā gadā.
Un nākamajā gadā.
Dažkārt divas desmitgades vai ilgāk.
Pēc tam reiziniet to ar vairākiem desmitiem vai pat simtiem lidmašīnu flotē.
Pēkšņi dažu procentu ietaupījums kļūst milzīgs.
Airbus, piemēram, norāda, ka tā Sharklets var nodrošināt 4 % vai vairāk degvielas ietaupījumu noteiktos A320 saimes lietojumos.
Savukārt Aviation Partners Boeing saviem Blended Winglets paziņo par ieguvumiem, kas atkarībā no misijas var sasniegt vairākus procentus, ar degvielas patēriņa efektivitātes uzlabojumu kreisēšanas režīmā līdz pat aptuveni 6 % noteiktos apstākļos.
Protams, šos skaitļus nevar bez izšķirības piemērot visām lidmašīnām, visiem maršrutiem un visu veidu vingletiem.
Taču tie skaidri parāda, kāpēc aviokompānijas par tiem tik ļoti interesējas.
Aviokompānijai vinglets nav tikai skaista detaļa spārna galā.
Tā ir potenciāli degviela, kuru nav jāpērk tūkstošiem lidojumu laikā.
Kāpēc vingletiem ir tik atšķirīgas formas?
Tagad, kad zinām to lomu, rodas cits jautājums.
Ja princips darbojas, kāpēc inženieri neliek tieši tādu pašu vingletu visām lidmašīnām?
Tāpēc, ka aeronavtikā risinājums, kas lieliski darbojas uz viena gaisa kuģa, var būt daudz mazāk interesants uz cita.
Boeing 737 spārns nav izstrādāts kā Airbus A350 spārns.
Ātrumi, masas, struktūra, vēziens, sagāzums, spārna profils un plānotās misijas nav tieši tādas pašas.
Tāpēc gala ierīce ir jāpielāgo visai lidmašīnai.
Klasiskie vingleti
Pirmie viegli atpazīstamie modeļi parasti ir diezgan vertikālas virsmas.
Boeing 747-400, iespējams, ir viens no slavenākajiem piemēriem.
Ja salīdzināt 747-400 ar dažiem vecākiem 747, mazās virsmas, kas paceltas spārnu galos, uzreiz krīt acīs.
Blended winglets
Blended winglet princips cita starpā sastāv no tā, ka pāreja starp spārnu un vingletu tiek padarīta daudz pakāpeniskāka.
Tā vietā, lai rastos iespaids, ka mazs vertikāls spārns ir vienkārši pielīmēts galā, abas formas savienojas ar maigu izliekumu.
Tos var atrast, piemēram, daudzos iepriekšējo paaudžu Boeing 737.
Aviation Partners Boeing skaidro, ka šī pakāpeniskā integrācija palīdz samazināt pretestību un uzlabot veiktspēju.
Airbus Sharklets
Ja regulāri lidojat, jūs tos droši vien jau esat redzējuši.
Sharklets ir lielie uzliektie spārnu gali, kas atrodami, piemēram, daudzos A320 saimes gaisa kuģos.
Tie uzreiz piešķir lidmašīnai modernāku izskatu, taču to galvenā nozīme ir aerodinamiska.
Airbus norāda, ka tie palielina spārna efektīvo vēzienu un samazina inducēto pretestību.
Split Scimitar un citi dubultie vingleti
Un tad ir vingleti, kas, šķiet, ir nolēmuši, ka ar vienu virsmu vairs nepietiek.
Dažos Boeing 737 var pamanīt lielu daļu, kas vērsta uz augšu, kopā ar otru, mazāku galu, kas vērsts uz leju.
Tas jo īpaši attiecas uz Split Scimitar Winglets.
Forma ir iespaidīga, gandrīz agresīva, taču arī šeit tā atbild uz plūsmas optimizācijas meklējumiem.
737 MAX un tā Advanced Technology Winglets
Boeing 737 MAX vēl vairāk virza šo loģiku ar ļoti atpazīstamu ierīci, kas sastāv no divām virsmām.
Boeing skaidro, ka šī sistēma palielina cēlējspēku un efektīvo vēzienu, vienlaikus samazinot pretestību, ar patēriņa ieguvumu, kas tiek piedēvēts vingletam un var sasniegt aptuveni 2 %.
Un lidmašīnas, kurām nav vertikālu vingletu?
Tieši šeit tēma kļūst īpaši interesanta.
Jo pēc visa šī izlasīšanas varētu domāt:
«Ļoti labi. Ja vingleti ir tik efektīvi, visām lidmašīnām tādiem vajadzētu būt.»
Un tomēr tā nav.
Paskatieties, piemēram, uz dažām modernām lidmašīnām: to spārna gals var būt ļoti garš un sašaurināts, neveidojot lielo vertikālo piedēkli, ar kuru mēs parasti asociējam vārdu vinglets.
Tas nav tāpēc, ka to inženieri būtu aizmirsuši problēmu.
Tas ir vienkārši tāpēc, ka pastāv vairāki veidi, kā tai uzbrukt.
Var izmantot vingletu.
Var palielināt spārna pagarinājumu.
Var izmantot sašaurinātu un pagarinātu galu, ko bieži sauc par raked wingtip.
Var arī jau no paša sākuma izstrādāt spārnu, kura visa ģeometrija ir optimizēta zudumu samazināšanai.
Un tas ir būtisks punkts.
Vinglets nav maģiska detaļa, kas obligāti jāpievieno katrai lidmašīnai.
Tas ir viens no risinājumiem starp citiem.
Vingletam ir arī trūkumi
Ja vingletiem būtu tikai priekšrocības, jautājums būtu ātri atrisināts.
Mēs tos uzstādītu visur.
Taču virsmas pievienošana spārna galā arī palielina svaru un maina struktūras izturētās slodzes.
Ņemsim īpaši uzskatāmu piemēru.
Aviation Partners Boeing norāda, ka vingletu uzstādīšana uz Boeing 757-200 ietver ne tikai pašu vingletu svaru, bet arī ar tiem saistīto strukturālo modifikāciju svaru.
Tas skaidri parāda, ka operācija nav vienkārši paņemt oglekļa detaļu, pieskrūvēt to pie spārna gala un doties lidot.
Kad vinglets rada papildu aerodinamiskos spēkus spārna galā, tie jāpārnes uz visu struktūru.
Tāpēc jāaprēķina slodzes.
Jāpastiprina noteiktas daļas, kad tas ir nepieciešams.
Jātestē.
Jāsertificē.
Un jāpārbauda, vai iegūtais labums pārsniedz izmaksas masā, sarežģītībā un apkopē.
Nepareizi izstrādāts vinglets varētu pat darboties pretēji, radot lielāku pretestību, nekā tas ietaupa.
Tāpēc jautājums nekad nav:
«Vai varam uzstādīt pēc iespējas lielāku vingletu?»
Bet gan:
«Kāda forma dod vislabāko kompromisu šai konkrētajai lidmašīnai?»
Vai vingletus var pievienot vecai lidmašīnai?
Jā, un tieši tas padara tēmu ekonomiski interesantu.
Dažas lidmašīnas ir saņēmušas vingletus, lai gan tām tādu nebija, kad tās iznāca no rūpnīcas.
Mēs tad runājam par retrofit.
Iedomājieties aviokompāniju, kas ekspluatē gaisa kuģi, kuram priekšā vēl ir desmit vai piecpadsmit karjeras gadi.
Vairāku lidmašīnu modificēšana, protams, ir nozīmīgs ieguldījums.
Taču, ja šī modifikācija pietiekami samazina patēriņu katrā lidojumā, aprēķins ilgtermiņā var kļūt interesants.
Viens izdevums šodien var ļaut ietaupīt degvielu tūkstošiem lidojuma stundu laikā.
Tieši tāpēc gadu gaitā esam redzējuši daudzus Boeing 737, 757 vai 767 saņemam dažādas vingletu sistēmas.
Bet vēlreiz: uz jebkuras lidmašīnas nevar uzstādīt jebko.
Struktūrai jāspēj izturēt jaunās slodzes, un modifikācijai jābūt izpētītai un sertificētai.
Vai vingleti novērš virpuļpēdas turbulenci?
Nē.
Un tas ir diezgan biežs pārpratums.
Tā kā vingleti samazina efektus, kas saistīti ar spārna gala virpuļiem, varētu iedomāties, ka lidmašīna, kas aprīkota ar vingletiem, aiz sevis vairs gandrīz nerada turbulenci.
Tas būtu stipri pārspīlēti.
Lidmašīna, kas rada cēlējspēku, turpina ģenerēt cirkulāciju un virpuļpēdas.
Tāpēc Airbus A380 nekļūst pēkšņi nekaitīgs mazai lidmašīnai, kas sekotu tai tikai tāpēc, ka tās spārnu gali ir optimizēti.
Atstarpju procedūras starp gaisa kuģiem paliek neaizstājamas.
Vingleti ir izstrādāti galvenokārt, lai uzlabotu to lidmašīnu aerodinamisko efektivitāti, kuras tos nes.
Vai vingleti kalpo tikai degvielas ietaupīšanai?
Patēriņš parasti ir ieguvums, par kuru runā visvairāk.
Acīmredzama iemesla dēļ: degviela aviokompānijai ir ievērojams izdevums.
Taču pretestības samazināšana var dot citas priekšrocības.
Ja lidmašīna patērē mazāk degvielas, lai veiktu noteiktu attālumu, tas var uzlabot tās autonomiju vai spēju pārvadāt noteiktu kravu.
Dažas konfigurācijas var arī piedāvāt labāku veiktspēju īpašos pacelšanās apstākļos.
Aviation Partners Boeing citē, piemēram, iespējamus veiktspējas, darbības rādiusa un kravnesības uzlabojumus atkarībā no lidmašīnām un misijām.
Un dabiski, mazāka degvielas dedzināšana nozīmē arī mazāku CO₂ ražošanu, lai izpildītu līdzvērtīgu misiju.
Vēlreiz, vinglets pats par sevi radikāli nepārveido lidmašīnu.
Taču komerciālajā aeronavtikā mazu uzlabojumu uzkrāšana ir tieši viens no visefektīvākajiem veidiem, kā virzīt uz priekšu veiktspēju.
No kurienes nāk modernie vingleti?
Ideja uzlabot spārnu galus nav jauna.
Inženieri jau ļoti sen strādā pie inducētās pretestības problēmas.
Taču moderna vingleta attīstība ir īpaši saistīta ar amerikāņu inženieri Ričardu Vitkombu (Richard Whitcomb), kurš strādāja NASA Lenglija pētniecības centrā.
1970. gadu vidū Vitkombs pēta un testē dažādas gandrīz vertikālu virsmu konfigurācijas, kas novietotas spārnu galos.
NASA norāda, ka viņa pētījumus cita starpā ietekmēja planējošo putnu spārnu galu aerodinamiskās uzvedības novērošana.
Tiek veikti testi vēja tunelī, pēc tam koncepcija tiek testēta lidojumā.
1970. gadu beigās modificēts KC-135 tādējādi lido ar iespaidīgiem eksperimentāliem vingletiem.
Testi tad parāda izmērāmu pretestības samazinājumu, apstiprinot, ka ideja nebija tikai eleganta uz papīra.
Dažas desmitgades vēlāk pietiek paskatīties apkārt jebkurā lielā lidostā, lai novērtētu paveikto ceļu.
Kāpēc jaunajām lidmašīnām ne visām ir milzu vingleti?
Tāpēc, ka spārna nākotne, visticamāk, nav arvien lielāku vertikālu virsmu pievienošana.
Sasniegumi kompozītmateriālu un aerodinamisko aprēķinu jomā šodien ļauj izstrādāt daudz tievākus, garākus un sarežģītākus spārnus.
Ražotāji cenšas uzlabot visu spārnu, nevis tikai vienu mazu zonu.
Modernie gaisa kuģi turklāt parāda vairākas dažādas filozofijas.
Dažiem vinglets paliek ļoti redzams.
Citiem gals, šķiet, gandrīz dabiski turpinās ārkārtīgi izstrādātā līknē.
Un nākotnes lidmašīnās spārni varētu kļūt vēl garāki.
Izaicinājums vienmēr būs tas pats: iegūt maksimālu efektivitāti, nepārvēršot gaisa kuģi strukturālā murgā vai lidmašīnā, ko nav iespējams novietot esošajās lidostās.
Tas galu galā ir viss aeronavtikas inženierijas stāsts.
Pastāvīgs kompromiss.
Vinglets vai garāks spārns: kurš risinājums ir labāks?
Nav universālas atbildes.
Garāks spārns var būt ārkārtīgi efektīvs, lai samazinātu inducēto pretestību.
Vinglets var dot daļu no šīs priekšrocības, vienlaikus ierobežojot vēziena palielināšanos.
Sašaurināts gals var būt vēlams uz citas lidmašīnas.
Un pilnīgi jauns spārns var ļaut apvienot vairākus risinājumus.
Viss ir atkarīgs no gaisa kuģa misijas.
Reģionālajai lidmašīnai, kas katru dienu veic vairākus pacelšanās un nolaišanās manevrus, nav tieši tādi paši ierobežojumi kā tāllidojumu lidmašīnai, kas pavada četrpadsmit stundas kreisēšanas režīmā.
Lidmašīnai, kurai jāizmanto mazas lidostas, nav tādi paši vēziena ierobežojumi kā gaisa kuģim, kas izstrādāts ekskluzīvi lielām starptautiskām platformām.
Tieši tāpēc divas lidmašīnas, kas būvētas vienā laikmetā, var būt ar pilnīgi atšķirīgiem spārnu galiem…
vienlaikus abas esot perfekti optimizētas tam, ko no tām prasa.
📖 Raksti, kas jūs varētu interesēt
Vēlaties uzzināt vēl nedaudz vairāk par to, kā darbojas lidmašīnas? Šeit ir daži papildu raksti, lai turpinātu jūsu aeronavtikas atklājumus:
-
Kā tik smaga lidmašīna var lidot? — cēlējspēks, ātrums, spārnu forma… vienkāršs skaidrojums, lai saprastu, kā vairāki simti tonnu var atrauties no zemes.
-
Kāpēc lidmašīnas lido tik augstu? — patēriņš, laikapstākļi, dzinēju veiktspēja: uzziniet, kāpēc pasažieru lidmašīnas parasti pārvietojas ap 10 000 metru augstumā.
-
Kāpēc lidmašīnas atstāj baltas pēdas? — saprotiet, kā veidojas kondensācijas pēdas, kas redzamas aiz dažām lidmašīnām.
✈️ Ieteiktie produkti
Jums patīk aviācijas pasaule līdz pat mazākajām detaļām? Šeit ir dažas kolekcijas, ko atklāt, lai pagarinātu aizraušanos ārpus lasīšanas:
-
Pasažieru lidmašīnas modelis — atrodiet modeļu izlasi, kas iedvesmota no visikoniskākajām pasažieru lidmašīnām.
-
Lidmašīnas atslēgu piekariņš — neliels aeronavtikas pieskāriens, ko turēt līdzi ikdienā, ideāli piemērots kabīnes un ceļojumu entuziastiem.
-
Aviatora brilles — liela klasika, kas iedvesmota no aeronavtikas pasaules, ar šo uzreiz atpazīstamo stilu.
Secinājums: šie mazie spārnu gali nebūt nav dekoratīvi
Nākamreiz, kad būsiet iekārtojušies pie iluminatora, paskatieties uz spārna galu.
Šī mazā virsma, kas paceļas pret debesīm, šķiet gandrīz nenozīmīga salīdzinājumā ar lidmašīnas desmitiem metru vēzienu.
Tomēr tā diezgan labi stāsta par to, kā darbojas modernā aviācija.
Inženieri ne vienmēr meklē iespaidīgu revolūciju.
Viņi dažkārt cenšas ietaupīt dažus procentus šeit.
Dažus kilogramus tur.
Nedaudz mazāk pretestības.
Nedaudz vieglāku struktūru.
Nedaudz efektīvāku dzinēju.
Ņemot atsevišķi, katrs no šiem sasniegumiem var šķist gandrīz anekdotisks.
Taču reiziniet dažus procentus degvielas ar vairākiem lidojumiem katru dienu, vairākiem simtiem lidmašīnu un divdesmit ekspluatācijas gadiem…
un mazā aerodinamiskā detaļa, kas atrodas spārna galā, pēkšņi sāk svērt ļoti daudz.
Vingleti tātad nav tur, lai piešķirtu lidmašīnām modernu izskatu.
Tie ir problēmas rezultāts, kuru inženieri cenšas atrisināt kopš aviācijas pirmsākumiem:
kā radīt cēlējspēku, kas mums nepieciešams, vienlaikus izšķiežot pēc iespējas mazāk enerģijas?
Un tas, iespējams, ir tas, kas padara tos tik interesantus.
Jo aiz šīs mazās detaļas, kuru vairums pasažieru pat nepamana, slēpjas gadu desmitiem ilgi pētījumi, aprēķini, testi vēja tunelī un kompromisi.
Nākamreiz, kad vērosiet vairākas lidmašīnas, kas izkārtotas termināļa priekšā, izklaidējieties, salīdzinot to spārnu galus.
Jūs redzēsiet vingletus.
Sharklets.
Dubultās virsmas.
Sašaurinātus spārnu galus.
Un dažkārt gandrīz neko.
Ļoti atšķirīgi risinājumi…
aerodinamiskai problēmai, kas ir tikpat veca kā pati aviācija.
🎬 Lai dotos tālāk: kam īsti kalpo vingleti?
Jūs tagad sapratāt, kāpēc šīs mazās virsmas spārnu galos ir daudz svarīgākas, nekā tās izskatās. Lai vēl labāk vizualizētu to darbību un lomu pretestības samazināšanā, šeit ir video, kas rezumē principu.
BUJ: viss par vingletiem
Kam kalpo lidmašīnas vingleti?
Vingleti uzlabo spārna aerodinamisko efektivitāti, cita starpā samazinot efektus, kas saistīti ar spārna gala virpuļiem un inducēto pretestību. Tas var ļaut samazināt degvielas patēriņu un uzlabot noteiktu veiktspēju.
Kāpēc vingleti ir vērsti uz augšu?
Šī orientācija ļauj ierīcei ietekmēt gaisa plūsmu spārna galā, neprasot tādu pašu vēziena palielinājumu kā pilnībā horizontāls pagarinājums.
Vai vingleti tiešām ļauj ietaupīt degvielu?
Jā. Ieguvums tomēr ļoti atkarīgs no lidmašīnas veida, ierīces un misijas. Airbus, piemēram, paziņo par ietaupījumiem, kas var sasniegt aptuveni 4 % vai vairāk ar noteiktiem A320 saimes Sharklets.
Kāda atšķirība starp vingletu un Sharklet?
Sharklet ir nosaukums, ko Airbus izmanto dažām savām spārnu galu ierīcēm. Vispārējais princips paliek tuvs vingleta principam: uzlabot aerodinamisko efektivitāti un samazināt pretestību.
Kāpēc dažiem Boeing 737 ir divas virsmas spārna galā?
Daži izmanto Split Scimitar Winglets vai, 737 MAX gadījumā, Advanced Technology Winglets. To ģeometrija ļauj efektīvāk izmantot plūsmu ap spārna galu.
Kāpēc dažām lidmašīnām nav vingletu?
Tāpēc, ka vinglets nav vienīgais veids, kā samazināt inducēto pretestību. Garāks spārns, atšķirīga ģeometrija vai sašaurināts gals var dot līdzīgu rezultātu vai būt labāk piemērots gaisa kuģa ierobežojumiem.
Vai vingletus var pievienot vecai lidmašīnai?
Jā, dažiem gaisa kuģiem ir retrofit programmas. Taču modifikācijai nepieciešama aerodinamiskā un strukturālā izpēte, kā arī atbilstoša sertifikācija.
Vai vingleti novērš virpuļpēdas turbulenci?
Nē. Tie var samazināt noteiktus virpuļu efektus, taču lidmašīna, kas rada cēlējspēku, turpina ģenerēt turbulentu pēdu.
