|
|
A
szárny
 A
repülőgép legfontosabb, és egyik legkihasználtabb része a szárny. Azzal
együtt, hogy a repülőgép repülését biztosítja, helyet ad az
üzemanyagtartályoknak, általában a futóműnek is, a fegyverzetnek –amely
lehet külső vagy belső, a csűrőlapoknak, ílevőlapoknak, féklapoknak,
világításnak, nyomásmérő eszközöknek (pitot csőnek).
A felhajtóerő
(nagyjából) kétharmada keletkezik a szárny tetején szívóerő formájában,
egyharmada pedig a szárny alján nyomásként. Ezek a borításon, a
szárnybordákon keresztül a főtartónak és a segédtartónak adódnak át,
amelyek a bekötő vasaláson azt a gép törzséhez vezetik.
A főtartó
feladata a szárny fölfelé-lefelé hajlásának megakadályozása,
csökkentése. Amint látható, a Messerschmitt főtartója I szerkezetű. A
vékony szárnyú gépeknél használnak dobozos főtartót is, ami a
szárnymélység jelentős részét adhatja.
A szárnyra
ható légerőket föl lehet két komponensre bontani. Az egyik a
felhajtóerő, a másik a légellenállás. A kettő közül a felhajtóerő a
nagyobb, ezért a főtartót a felhajtóerő „elviselésére” tervezik (mondjuk
nem csak arra, mert felrántáskor hajlító igénybevétel terheli, gyors
repülésnél előre csavarodik, leszállásnál leng. Légmozgások tovább
hajlítják, dobálják. Tehát nyíró, csavaró, hajlító igénybevételeknek
kell megfelelnie). Azért, hogy a szárny a légellenállással szemben is
ellenálló legyen, un. segédtartókat helyeznek a szárny bekötéséhez.
Azt, hogy egy
szárnynak milyen a „felhajtóerő termelő képessége” alapvetően két dolog
határozza meg. A szárnybordák (RR158) kialakítása (amit tulajdonképpen
hívhatunk szárnyprofilnak is), valamint a szárny fesztávolsága.
Minél
vékonyabb egy szárny, annál kisebb a légellenállása, viszont annál
kevesebb az alsó és felső része közötti nyomáskülönbség is. Ha a szárny
vastag, akkor nagy a nyomáskülönbség (már alacsony sebességnél is képes
nagy felhajtóerőt termelni), viszont a légellenállása is nagy, tehát nem
alkalmas gyors repülésre. A korai feltalálók ezért válaszút elé
kerültek, hogy vajon gyors, vagy könnyen vezethető (főleg a le és
felszállás könnyebb az alacsonyabb sebesség miatt) gépet építsenek. Erre
a problémára jelentett megoldást az ívelőlap, amit a következő
fejezetben ismertetek.
A szárny
fesztávolsága viszont a gép hossztengely körüli forgását befolyásolják.
Tehát itt is meg kell találni az egyensúlyt a felhajtóerő és a
mozgékonyság között (arról nem is beszélve, hogy a nagy fesztávolságú
gépeknek sokkal nagyobb szilárdságtani értékeknek kell megfelelniük).
A szárnyelcsavarás
A repülésben
sokáig megoldhatatlan problémának számított a dugóhúzó. Az első
világháború elején még nem is tudták, hogy hogyan kell megszüntetni. A
pörgés miatt a pörgés elleni csűréssel próbálkoztak, ami a belső,
átesett szárny miatt eleve kudarcra volt ítélve. Később, amikor
rájöttek, hogy pontosan mi is ez, és kialakították a dugóból való
kivétel folyamatát, onnantól kezdve harci manőverré vált. Ha az ellenség
követte, de nem tudta kivenni, akkor az üldözöttnek nyert ügye volt.
No de miért is
érdekes ez itt, a szerkezettannál? Mert a dugóhúzó ellen szerkezettani
megoldások is születtek. Az eredeti elgondolás az volt, hogy alakítsák
ki a szárnyvéget úgy, hogy a szárnytőben lévő bordához képest kisebb
legyen az állásszöge. Ezzel az egyenes repülésben termelődő felhajtóerő
kevesebb ugyan, de ha dugót kezdene, és normális esetben már átesett
volna a szárny, az eredetileg kisebb állásszöggel épült szárnyrész még
nem esik át, mert még nem éri el a kritikus állásszöget, ezért a dugó
csak nagyobb állásszögön kezdődik (ha egyátalán beesik). Ezt hívják
szárnyelcsavarásnak.
A
szárnyelcsavarásnak két fajtája van:
Mechanikai
szárnyelcsavarás:
A szárnybordák rajzolata (szárnyprofil) ugyanaz, de a szárny építése
során ténylegesen a szárnyvég felé lejjebb vitték a belépőélnél a
szárnyprofil orrpontját, a kilépőélnél pedig fölfelé (persze szemmel
nemigen látható mértékben). Ez az egyszerűbb építési módszer.
Aerodinamikai szárnyelcsavarás:
Kétségtelenül ez az „elegánsabb”, de bonyolultabb megoldás. Az alapelve
ugyanaz, mint a mechanikai szárnyelcsavarásnak, de itt az
„állásszög-csökkenést” úgy érik el, hogy a szárnyvég vége felé olyan
szárnyprofilokat építettek a gépbe, melyek csak nagyobb állásszögön érik
el a kritikus állásszöget. Tehát itt a szárnybordák formája változik.
A szárny és
a repülőgép stabilitása:
A szárnynak van egy un. V beállítása. Ez a V beállítás aerodinamikai
stabilizátorként működik, méghozzá úgy, hogy ha a gép egy kicsit dől
valamely oldalra –mondjuk balra-, akkor a bal szárny a vízszinteshez
közelebb lesz, mint a jobb. A bal szárnyon ezért nagyobb felhajtóerő
keletkezik, és a gépet „visszahúzza” a kiindulási állapotba. Ez a
tulajdonság függ a V beállítás nagyságától, és a sebességtől. Azonban ez
nem túl jelentős erő, ezért nagy kilengéseket nem tud korrigálni -
viszont a mozgékonysága sem romlik jelentősen.
Szárnyépítési
megoldások:
A szárny törzshöz
erősítésének is több típusa van, amik szintén befolyásolják a gép
repülőtulajdonságait:
Felsőszárnyas gép: A szárnyakat dúcokkal erősítették a törzs fölé.
Előnye volt a kiegyensúlyozottság (A gép súlypontja nagyon lent van),
könnyű volt vezetni. Hátránya a sok és erős dúc, amik jelentős
légellenállási tényezők. Nagy sebességű repülésre nem alkalmas.
Vállszárnyas gép: A szárny a törzs tetején van, lehet dúcos, vagy
önhordó (nincs külső merevítés, csak a szárnyon belül). Előnye a
stabilitás. Legjellegzetesebb képviselője a Cessna.
Középszárnyas gép: Az egyik legelterjedtebb mechanikai megoldás.
Nincs a törzs és szárny viszonyából adódóan stabilitása (csak az
esetleges V beállítás), ezért jól manőverezhető. Háton repülésre is
alkalmasabb, mint a felső vagy vállszárnyas repülőgépek.
Alsószárnyas gép:
Hasonlóan jól repülhető, mint a középszárnyas, azonban itt a főtartót is
egybe tudják építeni (ha akarják), nem menne át a kabinon. Tehát erősebb
szárnyat lehet építeni (nem a törzskeretnek kell tartania a szárnyakat),
és a kilátás is jobb a kabinból. A többi tulajdonsága nagyjából
megegyezik a középszárnyas gépével. Előnye még, hogy a teljes törzs alá
fegyverzetet, fékszárnyat, stb-t tehetnek (mint az I-16 Rata), tehát
nincs „kihasználatlan” része a fesztávnak. Tekintve, hogy az a jobb
megoldás, hogy a függesztmények minél közelebb kerüljenek a
törzshöz, katonai típusoknál inkább ezt használják. Vitorlázógépnél nem
szeretik, mert a szárny túl közel van a földhöz, jobban sérülhet,
elakadhat. |
|