Что означает «Скос потока»
Отклонение воздушного потока вниз за крылом, возникающее при создании подъёмной силы.
- Причина
- реакция на создание подъёмной силы
- Влияет на
- работу оперения, индуктивное сопротивление
- Величина
- несколько градусов за крылом
- Область опасности
- горизонтальное оперение
Как крыло отбрасывает воздух вниз
По третьему закону Ньютона самолёт получает подъёмную силу ровно настолько, насколько он отбрасывает воздух вниз. Крыло приводит в движение огромную массу воздуха, придавая ей небольшую вертикальную скорость. За крылом средний угол скоса составляет несколько градусов и зависит от угла атаки, формы крыла и удлинения. Скос ощущается и перед крылом: воздух перед ним слегка поднимается вверх — эффект восходящего потока.
Распределение скоса по размаху неравномерно: у середины крыла он сильнее, к законцовкам убывает и меняет знак, так что снаружи от концов воздух движется вверх. Именно этот восходящий поток используют птицы при полёте клином.
Влияние на оперение
Горизонтальное оперение работает в потоке, отклонённом крылом. Эффективный угол атаки стабилизатора меньше геометрического на величину скоса, и это учитывают в расчётах продольной устойчивости. При увеличении угла атаки скос растёт, и оперение работает на меньших углах, чем крыло. Это важно для устойчивости: самолёт сам стремится опустить нос при росте угла атаки, но слишком сильный скос может ослабить эту реакцию.
- ε
- угол скоса потока
- α
- угол атаки крыла
- dε/dα
- градиент скоса, обычно 0,3–0,5
Эффективный угол стабилизатора: αт = α − ε + φ.
Т-образное оперение и скос
При Т-образном оперении стабилизатор вынесен вверх, на киль, и оказывается вне основного скошенного потока при малых углах атаки. Но при больших углах атаки, перед сваливанием, срывная зона крыла и мотогондол попадает на стабилизатор, он теряет эффективность, и самолёт может войти в глубокое сваливание, из которого выход затруднён. Поэтому у Т-образных самолётов обязательны защитные системы: толкатель штурвала и предупредительные сигналы.
Глубокое сваливание Т-образного самолёта — классический случай, повлиявший на нормы: срывной след крыла закрывает руль высоты, и пилот теряет возможность опустить нос.
Скос и вертолёты
У вертолёта несущий винт — это вращающееся крыло, и его скос потока называют индуктивной скоростью. На висении именно этот поток забирает основную мощность двигателей: чем больше нагрузка на диск винта, тем больше скос и тем больше требуется мощность. Земной эффект уменьшает скос под винтом у самой земли и снижает потребную мощность на висении.