Управление циркуляцией

Управление циркуляцией может производиться также либо путем отсасывания, либо путем выдувания. При больших расходах воздуха оказывается непосредственное воздействие на внешний поток, обтекающий крыло.

Управление циркуляцией путем отсасывания пока не нашло практического применения, так как отсасывание больших масс воздуха связано с большими конструктивными трудностями и требует большой затраты мощности двигателей, при этом прирост получается как правило не больше, чем при управлении пограничным слоем.

Большое внимание в последнее время уделяется вопросу использования в качестве средства управления циркуляцией струи сжатого воздуха, вытекающего из крыла вблизи его задней кромки под некоторым углом к хорде. Этот способ управления циркуляцией получил название реактивного закрылка.

Вытекающая под некоторым углом к хорде у задней кромки струя воздуха отклоняет внешний поток. Воздействие струи воздуха на внешний поток аналогично воздействию на него выдвижного отклоненного вниз закрылка, т.е. равносильно увеличению кривизны и хорды профиля. Применение реактивного закрылка приводит к большому приросту подъемной силы крыла.

Рис. 7.38. Схема реактивного закрылка

Эффективность реактивного закрылка зависит от двух основных параметров: угла q – угла между хордой профиля и направлением выдуваемой струи (рис. 7.38) и сm – коэффициента количества движения. Коэффициент количества движения представляет собой следующую зависимость:

где М – массовый расход выдуваемого воздуха в секунду;
Wc – скорость истечения выдуваемого воздуха на срезе сопла; – скоростной напор; Sмех – площадь крыла, обслуживаемая реактивным закрылком.

Общий прирост коэффициента подъемной силы складывается из вертикальной составляющей реакции струи сmsinq и приращения обусловленного циркуляцией, создаваемой струей выдуваемого воздуха:

На рис. 7.39 показано изменение в зависимости от с_m для симметричного профиля при угле атаки, равном нулю. Из графика видно, что вертикальная составляющая реакции струи дает небольшую часть общего прироста подъемной силы.

Рис. 7.39.Изменение в зависимости от с_m

Крупным недостатком реактивного закрылка является большое смещение назад центра давления, определяемого с учетом реакции струи. При этом с ростом сm смещение увеличивается. Для обеспечения продольной балансировки самолета в этом случае необходимо иметь на горизонтальном оперении большую действующую вниз аэродинамическую силу, что приводит к значительной потере подъемной силы самолета. Есть и конструктивные трудности в применении реактивного закрылка, связанные с необходимостью регулирования угла отклонения струи во время полета самолета. Кроме того, применение реактивного закрылка в «чистом» виде вряд ли найдет широкое применение на самолетах из-за полной потери управления подъемной силой при нарушении работы системы выдувания, что сделает в этом случае практически невозможной безопасную посадку.

По этим причинам более целесообразным является одновременное использование эффекта струи в комбинации с обычным закрылком. Здесь при отказе системы выдувания закрылок сохраняет эффективность. Размеры закрылка могут быть уменьшены, так как его основное назначение в этом случае все же будет состоять в управлении струей. Кроме того, такая комбинация позволит при равных значениях сm и угла отклонения струи несколько увеличить подъемную силу в сравнении с «чистым» реактивным закрылком.