Potser la unitat d'avió principal és l'ala. És l'ala que crea sustentació que manté un avió de diverses tones en l'aire, evitant que caigui. No és casualitat que els dissenyadors tinguin l'expressió que el propietari de l'ala també controla l'avió. La recerca de millorar les característiques aerodinàmiques de les aeronaus obliga els desenvolupadors a millorar constantment l'ala, treballant-ne la forma, el pes i el perfil.
Ala al perfil
El perfil de l'ala de l'avió és una secció geomètrica de l'ala que va paral·lela a l'eix de l'avió. O més simplement: una vista lateral de l'ala. Durant els llargs anys de desenvolupament de la indústria aeronàutica, diversos laboratoris i instituts han desenvolupat i provat constantment ales de diverses configuracions. Les velocitats van créixer, la massa dels avions, les tasques van canviar, i tot això va requerir nous perfils d'ala.
Tipus de perfil
Avui, hi ha diversos perfils d'ala,diferents en propòsit. El mateix tipus pot tenir moltes variants i utilitzar-se en diferents avions. Però, en general, els principals tipus de perfils existents es poden il·lustrar amb la imatge següent.
- Simètric.
- Asimètric.
- Plano-convex.
- Binconvex.
- en forma de S.
- Laminat.
- Lenticular.
- En forma de diamant.
- En forma de falca.
En algunes aeronaus, s'utilitza un perfil variable al llarg de l'ala, però normalment la seva forma no canvia a tot arreu.
Geometria
Exteriorment, el perfil de l'ala s'assembla a un cuc o alguna cosa semblant. En ser una figura geomètrica complexa, té el seu propi conjunt de característiques.
La figura mostra les principals característiques geomètriques del perfil de l'ala de l'avió. La distància (b) s'anomena corda de l'ala i és la distància entre els punts extrems davant i darrere. El gruix relatiu ve determinat per la relació entre el gruix màxim del perfil (Cmax) i la seva corda i s'expressa com a percentatge. La coordenada de gruix màxim és la relació de la distància entre la punta del peu i el lloc de gruix màxim (Xc) a la corda (b) i també s'expressa com a percentatge. La línia central és una corba condicional equidistant dels panells de l'ala superior i inferior, i la fletxa de desviació (fmax) és la distància màxima des de la corda de la línia central. Un altre indicador - la curvatura relativa - es calcula dividint (fmax) per una corda (b). Tradicionalment, tots aquests valors s'expressen en percentatge. A més de les ja esmentades, hi ha el radi del morro del perfil, les coordenades de la major concavitat i una sèrie d' altres. Cada perfil té el seu propi codi i, per regla general, les principals característiques geomètriques estan presents en aquest codi.
Per exemple, el perfil B6358 té un gruix del perfil del 6%, una posició de la fletxa de concavitat del 35% i una curvatura relativa del 8%. Malauradament, el sistema de notació no està unificat i diferents desenvolupadors utilitzen xifratge a la seva manera.
Aerodinàmica
De luxe, a primera vista, els dibuixos de les seccions d'ala no estan fets per amor a l'art, sinó únicament amb finalitats pragmàtiques: per garantir les característiques aerodinàmiques elevades dels perfils de les ales. Aquestes característiques més importants inclouen el coeficient de sustentació Su i el coeficient d'arrossegament Cx per a cada perfil aerodinàmic específic. Els propis coeficients no tenen un valor constant i depenen de l'angle d'atac, la velocitat i algunes altres característiques. Després de provar en un túnel de vent, es pot traçar un anomenat polar per a cada perfil de l'ala d'un avió. Reflecteix la relació entre Cx i Su en un determinat angle d'atac. S'han creat manuals especials que contenen informació detallada sobre cada perfil aerodinàmic de l'ala i il·lustrats amb gràfics i diagrames adequats. Aquests directoris estan disponibles gratuïtament.
Selecció de perfil
Varietat d'aeronaus, tipus de propulsióLes instal·lacions i la seva finalitat requereixen un enfocament acurat de la selecció del perfil de l'ala de l'avió. Quan es dissenyen nous avions, se solen considerar diverses alternatives. Com més gran sigui el gruix relatiu de l'ala, més gran serà l'arrossegament. Però amb ales primes de gran longitud, és difícil proporcionar una resistència estructural adequada.
Hi ha una pregunta a part sobre les màquines supersòniques que requereixen un enfocament especial. És molt natural que el perfil de l'ala de l'avió An-2 ("blat de moro") diferirà del perfil d'un caça i un vaixell de passatgers. Els perfils d'ala simètrics i en forma de S creen menys sustentació, però són més estables, una ala prima amb una lleugera inclinació és adequada per a cotxes esportius d' alta velocitat i avions de caça, i una ala gruixuda amb una gran cambra, que s'utilitza en grans avions de passatgers, pot s'anomena l'ala amb la sustentació més alta. Els avions supersònics estan equipats amb ales que tenen un perfil lenticular, mentre que els perfils en forma de diamant i en forma de falca s'utilitzen per als avions hipersònics. Cal tenir en compte que, en crear el millor perfil, només podeu perdre tots els seus avantatges a causa del mal tractament superficial dels panells de les ales o del mal disseny de l'avió.
Mètode de càlcul característic
Recentment, els càlculs de les característiques d'una ala d'un determinat perfil es fan mitjançant ordinadors capaços de realitzar modelització multifactorial del comportament de l'ala en diferents condicions. Però la manera més fiable són les proves naturals realitzadesestands especials. Els empleats individuals de la "vella escola" poden continuar fent-ho manualment. El mètode sona simplement amenaçador: "càlcul complet de l'ala mitjançant equacions integro-diferencials respecte a la circulació desconeguda". L'essència del mètode és representar la circulació del flux d'aire al voltant de l'ala en forma de sèries trigonomètriques i buscar els coeficients d'aquestes sèries que compleixin les condicions de contorn. Aquest treball és molt laboriós i encara ofereix només característiques aproximades del perfil de l'ala de l'avió.
Estructura de l'ala d'un avió
S'ha de fer en realitat un perfil ben dibuixat i detallat. L'ala, a més de realitzar la seva funció principal: crear ascensor, ha de realitzar una sèrie de tasques relacionades amb la col·locació de dipòsits de combustible, diversos mecanismes, canonades, arnes elèctrics, sensors i molt més, cosa que la converteix en un objecte tècnic extremadament complex. Però parlant de manera molt senzilla, l'ala d'un avió consta d'un conjunt de costelles que proporcionen la formació del perfil d'ala desitjat, situat a través de l'ala, i llargs, situats al llarg. Des de d alt i baix aquesta estructura es tanca amb un revestiment de panells d'alumini amb un conjunt de cordons. Les costelles al llarg dels contorns exteriors corresponen completament al perfil de l'ala de l'avió. La intensitat laboral de la fabricació de l'ala arriba al 40% de la intensitat laboral total de la fabricació de l'avió sencer.
