Для крыльев сверхзвуковых самолетов применяются очень тонкие профили с острой передней кромкой. Относительная толщина профилей крыла вдоль размаха обычно непостоянна: большая у корня и меньшая к концу крыла. Благодаря этому снижается аэродинамическое сопротивление крыла и уменьшается его масса.

На концах крыльев ставят часто профили с большим, что приводит к увеличению поперечной устойчивости и к улучшению эффективности элеронов при полетах на больших углах атаки благодаря смещению точки — начала срыва потока по размаху от концов крыла к середине. Это называется аэродинамической закруткой крыла. Для этих же целей применяют и геометрическую закрутку крыла, которая заключается в повороте концевых сечений крыла относительно корневого, уменьшающем их угол установки.

Часто применяется комбинированная закрутка — комбинация положительной аэродинамической закрутки с отрицательной геометрической, что позволяет одновременно с повышением поперечной устойчивости и улучшением эффективности элеронов при полете на больших углах атаки получить на малых углах атаки туже подъемную силу и почти то же сопротивление, которое имело бы крыло без закрутки.

Поперечное V крыла, характеризуемое углом ф — углом между плоскостью хорд крыла и плоскостью перпендикулярной к плоскости симметрии самолета и проходящей через корневую хорду, обеспечивает поперечную устойчивость самолета. Рассмотрим влияние поперечного V крыла на поперечную устойчивость самолета. Пусть самолет, летящий прямолинейно и горизонтально, внезапно накренится. Такой крен самолета может произойти вследствие горизонтального порыва ветра, допущенной при пилотировании ошибки и пр.

При крене появляется боковая сила Z, представляющая собой равнодействующую подъемной силы тяжести G. Под влиянием боковой силы Z начинается скольжение в сторону опущенного крыла со скоростью. При полете со скольжением распределение давления по поверхности крыла в общем случае получается другим, чем при полете с тем же углом атаки, но без скольжения. В результате изменяются действующие на крыло силы.

Читайте также  Требования к конструкции самолета

Рассмотрим два сечения крыла с положительным углом поперечного V, находящиеся на одинаковых расстояниях от плоскости симметрии самолета и перпендикулярные к плоскости хорд, при полете самолета с креном и скольжением. Разложим вектор скорости в сечениях крыла 1 и 2 на две составляющие: параллельную плоскости хорд и перпендикулярную плоскости хорд. Перпендикулярные составляющие V, HV2, суммируясь со скоростью V, изменяют углы атаки рассматриваемых сечений.

Отрицательный угол Поперечного V, наоборот, уменьшает поперечную устойчивость самолета, так как в этом случае при крене со скольжением возникает момент, еще более увеличивающий крен. Рассмотрим теперь влияние угла стреловидности крыла в плане на поперечную устойчивость самолета; Спроектируем вектор скорости скольжения V на направление, перпендикулярное оси крыла, и направление, параллельное ей.

Сложив перпендикулярную оси крыла составляющую скорости скольжения, с перпендикулярной оси крыла составляющей поступательной скорости, увидим, что суммарная перпендикулярная оси крыла составляющая скорости, от которой в основном зависят аэродинамические характеристики, на опущенном крыле увеличится, а на поднятом крыле уменьшится больше, чем на поднятом.

Таким образом, положительная стреловидность крыла увеличивает поперечную устойчивость самолета. Итак, поперечный момент, самолета от сил, действующих на крыло при полете со скольжением, можно представить как сумму двух слагаемых. Одно из этих слагаемых связано с углом стреловидности крыла х, другое слагаемое с углом поперечного V-ф.

Для обеспечения необходимой поперечной устойчивости самолета с прямым крылом последнее должно иметь положительный угол поперечного V. Стреловидные крылья, наоборот, обычно имеют отрицательный угол поперечного V, чтобы не получать излишне большой поперечной устойчивости. Крыло типа «чайка» устанавливалось на высоко планах для уменьшения интерференции и для улучшения обзора.

Крыло типа «обратная чайка» применялось в схеме низко плана и позволяло снизить сопротивление интерференции и уменьшить высоту, а следовательно, и массу шасси. Обе эти схемы сложны в изготовлении и невыгодны в весовом отношении. На современных скоростных самолетах они не нашли применения. Иногда для получения требуемой поперечной устойчивости угол поперечного V придается лишь концевым участкам крыла.

Читайте также  Дивергенция

Нагрузки, действующие на крыло
На крыло самолета в полете действуют следующие нагрузки.
1) распределенные аэродинамические силы;
2) распределенные силы тяжести конструкции крыла;
3) сосредоточенные силы тяжести грузов и агрегатов, прикрепленных к крылу (двигатели, баки с горючим, шасси, агрегаты оборудования и т.д.)

Исходной величиной для определения действующих на крыло нагрузок является коэффициент расчетной перегрузки, определяемый для каждого расчетного случая по нормам прочности или нормам летной годности.

Аэррупругость изучает поведение упругих элементов конструкции самолета, находящихся в потоке воздуха. Под действием аэродинамических сил конструкция деформируется, что приводит к появлению дополнительных аэродинамических -сил. Это дополнительные аэродинамические силы вызывают дополнительные деформации конструкции, которые, в свою очередь, вызывают появление еще-больших аэродинамических сил.

Деформация конструкции может происходит с ускорением, что вызывает появление и инерционных сил. При некоторых условиях деформации могут иметь тенденцию к непрерывному увеличению, что приводит к разрушению конструкции. Различают динамическую и статическую аэроупругость.

Динамическая аэроупругость рассматривает взаимодействие между аэродинамическими, упругими и инерционными силами, а статическая — взаимодействие между аэродинамическими и упругими силами. Для крыла наиболее важными задачами аэроупругости являются флаттер (задача динамической аэроупругости), дивергенция крыла и реверс элеронов (задачи статической аэроупругости)