Законцовка

Законцовка

Законцовки у Boeing 747-400

Законцовки крыла (другое название концевые крылышки или винглеты; англ. winglet «крылышко») — небольшие дополнительные элементы на концах крыльев самолёта в виде крылышек или плоских шайб. Законцовки крыла служат для увеличения эффективного размаха крыла, снижая индуктивное сопротивление, создаваемое срывающимся с конца стреловидного крыла вихрем и, как следствие, увеличивая подъемную силу на конце крыла. Также законцовки позволяют увеличить удлинение крыла, почти не изменяя при этом его размах. Применение законцовок крыла позволяет улучшить топливную экономичность у самолетов, либо дальность полёта у планеров. В настоящее время одни и те же типы самолётов могут иметь разные варианты законцовок.

Из серийно выпускающихся в России самолетов, законцовки имеют Су-80, Ту-204/214, Ту-334 и Ил-96. Также законцовки предполагалось использовать в проекте самолёта Як-44.

История и развитие

Братья Райт в 1905 году впервые применили законцовки на летательном аппарате Флайер-III, и позднее на моторизированном самолёте Модель-А. Ричард Уиткомб, авиационный специалист и инженер, сотрудник НАСА, был одним из первых исследователей влияния законцовок крыла на аэродинамику самолёта. В начале 70-х он сконструировал законцовку крыла, перпендикулярно распространяющуюся вверх и вниз от плоскости крыла. Данная конструкция в настоящий момент применяется на крыльях среднемагистральных самолётов Airbus A-320. В начале 90-х Луи Гратцер, главный специалист по аэродинамике компании Aviation Partners, придумал и запатентовал «blended winglet» — сопряженное крылышко, которое плавно загибается вверх по дуге большого радиуса и имеет большое относительное удлинение. Первое же применение крылышек новой конструкции для модернизации делового самолета Gulfstream II в 1991 г. позволило сократить расход топлива на 7 %. Столь масштабная экономия за счет модернизации оказалась беспрецедентной в истории авиации, если не считать переделки всего самолета или ремоторизации.

Принцип действия

Сравнение индуктивных вихрей на крыльях с традиционной оконечностью и с законцовкой

Подъёмная сила крыла образуется из-за разности давлений под крылом и над крылом. Из-за разности давлений часть воздуха перетекает через край крыла из области высокого давления снизу в область пониженного давления сверху, образуя при этом концевой вихрь. На образование вихря тратится энергия движения, что приводит к появлению силы индуктивного сопротивления. Концевой вихрь также приводит к перераспределению подъёмной силы по размаху крыла, уменьшая его эффективную площадь и удлинение, и снижая аэродинамическое качество. Установка винглетов помогает добиться более оптимальной формы распределения подъёмной силы.

Гребневые законцовки

Гребневые законцовки представляют собой горизонтальные кончики крыльев, имеющие больший угол стреловидности, нежели основная часть крыла. Основное назначение таких законцовок — повышение топливной экономичности, улучшенные характеристики при наборе высоты, уменьшение длины разбега при взлёте. Гребневые законцовки позволяют уменьшить Индуктивное сопротивление крыла. Испытания данных законцовок в НАСА и Боинге показали, что топливная экономичность с такими законцовками составила 5,5 % против 3,5-4,5 %, которые обеспечивали обычные вертикальные законцовки. Гребневые законцовки уже используются на самолётах Boeing 767, Boeing 777, а также планируются к установке на самолётах Boeing 787 и Airbus A350.

Галерея

Различные самолеты и планеры, имеющие законцовки:

Винглет на крыле самолета Boeing 747-400	Rutan VariEze, первый самолет, где впервые в 1975 году использованы винглеты	Learjet 28/29	McDonnell Douglas MD-11
Ил-96	Raytheon Hawker 800 SP	Rutan Long-EZ	DG Flugzeugbau DG-808
Boeing 787 с гребневыми законцовками.	Логотип Aer Lingus на винглете Airbus A330