Een modern passagiersvliegtuig is een zeer gecompliceerd mechanisme, waarbij ontwerpers de meest geavanceerde technologieën gebruiken om een stabiele vlucht te garanderen. Een van de knowhow, die relatief recent op de vleugels van vliegtuigen is verschenen, is de verticale aerodynamische tips om de aerodynamische kwaliteit van vliegtuigen te verbeteren - winglets.
Dit verhaal vertelt over de geschiedenis van het uiterlijk en de ontwikkeling van deze technologie in de passagiersvliegtuigindustrie.
Geschiedenis van de uitvinding van technologie
De vleugeltip wordt de verticaal gebogen punt van het vliegtuig genoemd. Het buigt soepel bijna 90 graden verticaal op de plaats waar de vleugelboom eindigt. De basis van de vleugeltip-buigtechniek werd gelegd in het werk van NASA-ingenieur Richard Whitcomb. Begin jaren zeventig van de vorige eeuw stelde hij het ontwerp en de grondbeginselen voor van de aerodynamica van de vleugeltip, die loodrecht op de vleugel was gemonteerd met een richting omhoog of omlaag. Onderzoeks- en experimentele vluchten duurden anderhalf decennium. In 1985 vertrok de Boeing 747-400, 's werelds eerste passagiersvliegtuig met vleugels uitgerust met vleugeltips.
Vijf jaar later ontving het hoofd van de aerodynamische afdeling van Aviation Partners een patent voor een blended winglet, die soepel naar boven buigt. Precies, toen ze slechts het tweede woord overlieten, begonnen experts de vleugeltip te bellen.In 1991 werden winglets in de Verenigde Staten gebruikt om een privé-jetliner te moderniseren. Hierdoor kon het brandstofverbruik met 7% worden verlaagd.
Rond de eeuwwisseling werden passagiersschepen van toonaangevende bedrijven uitgerust met vleugels met verticale winglets. Een van de meest bekende:
- Boeing - 737-700, 737-800, 747-400, 777;
- Airbus - A 310-300, A 320, A 330, A 340, A 350, A 380.
- Tu - 96-300, 204, 214, 334.
Absoluut unieke winglets zijn geïnstalleerd op de Franse reus A 380. Ze nemen slechts een deel van de lengte van het uiteinde van de spar in beslag, buigen naar beneden en omhoog. Airbus-ingenieurs testten deze technologie voor het eerst in 1985 met behulp van dubbelzijdige tips om de inversie-voetafdruk van de A 310-300 te verkleinen. Chinese ingenieurs slaagden erin om de toppen van de vleugels van zulke 'oude' uit te rusten volgens moderne standaarden van Sovjetontwikkelingen, zoals de An-2 (Y-5C) en An-24 (Xian Y-7).
Waar zijn winglets voor?
Technisch gezien is de vleugeltip een hol ontwerp zoals monocoque of semi-monocoque. Winglets worden niet alleen op de hoofdvliegtuigen geïnstalleerd, maar ook op de kiel en stabilisatoren aan de achterkant van de romp. Naast aerodynamische functies kunnen ze een aantal taken uitvoeren. Ontwerpers installeren verschillende apparatuur op winglets:
- navigatieverlichting;
- laad stakers op om bliksem te bestrijden.
Vanuit het oogpunt van de fysica biedt de vleugeltip een natuurlijke verlenging van de vleugel, zonder de omvang van de spanwijdte te veranderen. Een andere hoofdtaak van winglets is het verminderen van de energiekosten van beweging tijdens de vorming van wervels aan de uiteinden van de vleugel vanwege het drukverschil onder en boven. Precies de wens om de verlenging van de vleugel en het effectieve gebied te vergroten was de belangrijkste reden voor het verschijnen van nieuwe elementen in het ontwerp.
Nadelen
Men mag echter niet denken dat winglets alleen positieve aspecten hebben. Hun belangrijkste nadelen zijn:
- negatief effect van sterke wind in start / landingsmodus;
- gevoeligheid van het vliegtuig voor turbulentie.
Momenteel zijn ingenieurs van Boeing Corporation volop bezig met het ontwikkelen van een vliegtuig dat effectief kan concurreren met de Airbus A-380. Hij ontving de markering van de B 777X. Opvouwbare winglets kunnen een van de nieuwigheden worden die worden gebruikt om de efficiëntie te verhogen en het brandstofverbruik te verminderen. De lengte van het opklapbare vleugelgedeelte is bij benadering 7,3 m. De experimenten hebben twee doelen: het optimaliseren van de lastverdeling van de vleugel tijdens de vlucht, tijdens het opstijgen en landen; toename van de vleugellift van de Boeing 777X. Het opvouwbare winglet-ontwerp moet een aandrijving en een sterk slot bevatten.