АВИАЦИОННЫЙ СЛОВАРЬ

Концевой вихрь

Что означает «Концевой вихрь»

Вихревой жгут, срывающийся с законцовки крыла из-за перетекания воздуха из области высокого давления в область низкого.

Чтение: около 2 мин
Причина
разность давлений под и над крылом
Следствие
индуктивное сопротивление, спутная струя
Направление вращения
вниз внутри, вверх снаружи
Борьба
винглеты, удлинение крыла

Откуда берётся вихрь

Под крылом давление выше, чем над ним, иначе не было бы подъёмной силы. На законцовке нет преграды, и воздух устремляется снизу вверх, огибая конец крыла. Поток, стекающий с поверхности крыла к концу, закручивается в спираль. За самолётом из каждого полукрыла уходит вихревой жгут, и два жгута вращаются навстречу друг другу, опуская воздух между ними. Каждый вихрь закручен так, что воздух позади самолёта движется вниз, а снаружи — вверх.

Мощность вихря пропорциональна подъёмной силе и обратно пропорциональна размаху крыла и скорости. Поэтому самый опасный вихрь создаёт тяжёлый самолёт на малой скорости с чистой конфигурацией — например, на взлёте или заходе.

Что вихрь даёт самолёту, а что отнимает

Вихревая система забирает часть энергии потока и превращает её в вращательное движение. Это и есть индуктивное сопротивление, которое на взлёте составляет до двух третей полного сопротивления. Чем длиннее крыло, тем слабее вихри и меньше потери. Именно поэтому планеры имеют большое удлинение, а транспортные лайнеры постепенно переходят к более длинным крыльям из композитов.

  • Увеличение удлинения крыла уменьшает индуктивное сопротивление.
  • Винглеты и законцовки типа Sharklet перекрывают перетекание и дают 3–5% экономии топлива.
  • Эллиптическое распределение нагрузки минимизирует индуктивные потери.

Опасность для следующих самолётов

Вихри сохраняются в воздухе несколько минут и опускаются со скоростью около 1,5–2,5 м/с. Лёгкий самолёт, попавший в след тяжёлого, может получить мощный бросок по крену, который превышает возможности элеронов. Поэтому диспетчеры устанавливают интервалы эшелонирования по категориям спутной турбулентности, а пилоты стараются держаться выше траектории предыдущего самолёта на подходе.

Важно

Самые тяжёлые вихри создаёт Airbus A380. После него для самолётов лёгких категорий установлены повышенные интервалы — до шести-восьми минут при взлёте с одной полосы.

Видимые проявления

В тёплом влажном воздухе на законцовках иногда видны белые шнуры — давление в ядре вихря падает настолько, что влага конденсируется. На посадочном заходе в сыром воздухе такие шнуры видны и с земли. Конденсационные следы на высоте образуются иначе, от двигателей, но вихри от законцовок формируют из них пару закрученных струй.

Источники