Közvetlen rendeltetésén – a felhajtóerő létrehozásán – túl felelős a gép stabil légi viselkedéséért, a manőverezhetőségért, az irányíthatóságért, sőt még az üzemanyag-takarékosságért is.
Íme néhány érdekes tény a 21. századi repülőgépszárnyak szerkezetéről.
1. A repülőgép „integet” a szárnyaival… Tényleg igaz, hogy rugózhatnak és hajolhatnak repülés közben?
A modern repülőgépek szárnyait speciális űrkutatási ötvözetekből vagy szénkompozitokból készítik. Így az új generációs szárny, például az Airbus A350-nél és a Boeing 787-nél, szénszál-erősítésű műanyagból (karbonkompozitból) készült. Ez a szerkezet egyik legmasszívabb alkatrésze, amelyet nagyon nagy túlterhelésre terveztek, és képes repülés közben jelentősen meghajolni.
A Boeing 787 szárnyvége felszállás közben több mint 5 méterrel emelkedik feljebb. Ez a rugalmasság tompítja az erőhatásokat és a széllökéseket, ami sima és kevésbé turbulens repülést tesz lehetővé. A Boeing 787 tesztelése során a mérnökök a gépet a maximális üzemi terhelés 150 százalékának megfelelő túlterhelésnek tették ki. Ennek eredményeként a tesztek alatt a szárny hajlása meghaladta a 7,5 métert, de még akkor sem tört el.
2. A szárny alakja és területe a repülés különböző szakaszaiban változhat
A szárnynak különféle mozgatható elemei vannak, amelyeket a repülés kritikus szakaszaiban használnak. Minden repülőgéptípusnak megvan a saját „szárnymechanizációs” rendszere.
A fékszárnyak és az orrsegédszárnyak – nevüknek megfelelően – a szárny mögött, illetve előtt helyezkednek el, és felszálláskor, valamint leszálláskor kitolódnak.
A szárny belépőélén helyezkednek el az orrsegédszárnyak, a kilépőélen pedig a fékszárnyak. Az orrsegédszárnyak jellemzően javítják az áramlási viszonyokat nagy állásszögeknél és alacsony sebességnél, megkönnyítik az irányíthatóságot és megakadályozzák a gép átesését.
A fékszárnyakat a szárnyfelület és a felhajtóerő növelésére használják. Lehetővé teszik a felszállást és a leszállást alacsonyabb sebességgel, vagyis a felszálláshoz szükséges nekifutáshoz vagy a leszállás utáni fékezéshez rövidebb futópálya is elegendő. Léteznek kétréses fékszárnyak, mint a Tu-154M-en, és háromrésesek, mint a Tu-154B-n és a Boeing-747-esen.
3. Ennél a repülőgépnél a pilóták közvetlenül a fülkéből szabályozzák a szárny fesztávolságát
Tudvalévő, hogy minél nagyobb a szárny fesztávolsága, azaz minél messzebb van a szárnyvég a törzstől, annál kisebb a felhajtóerő által keltett (indukált) légellenállás hatása. A polgári utasszállítók szárnyfesztávolságát azonban korlátozzák a repülőterek adottságai és méretei – a gurulóutak szélessége, a beszállókapukhoz vezető utak, a várakozóhelyek kialakítása és egyéb infrastrukturális elemek.
Ez a fő oka annak, hogy a Boeing behajtható szárnyvégeket tervezett a 777X repülőgépeire. A reptéren történő gurulás közben ezeket behajtják, és csak közvetlenül felszállás előtt állítja a személyzet a szárnyakat repülési helyzetbe, így biztosítva az optimális hatékonyságot a levegőben.
Repülés közben a Boeing 777X szárnyfesztávolsága 71,75 méter, míg behajtott állapotban ez 64,85 méterre csökken. Összehasonlításképpen: a Boeing 747–8 szárnyvégei közötti távolság 68,4 m, az Airbus A380 esetében pedig 79,75 méter, ami korlátozza az általa használható repülőterek körét, és nem kevés problémát okoz az utasok utashidakon keresztüli beszállításakor.
Az Airbus dolgozik egy kompozit anyagú „jövő szárnya”, a Wing of Tomorrow létrehozásán, amely ígéretük szerint sokkal nagyobb és elegánsabb lesz a jelenlegi szárnyaknál.
4. A szárnyon lévő sárga gyűrűk (hurkok) nem szállításhoz vagy vontatáshoz kellenek
Az ablak mellett ülő utasok biztosan észrevették már a kis sárga gyűrűket a szárny felső síkján. „Akcióban” kevesen láthatták ezeket, és ez nagyon jó. Ugyanis ezek vízre történő kényszerleszállás esetére kellenek.
A legtöbb modern utasszállítónak vannak a szárny fölött elhelyezkedő vészkijáratai. Az előírások szerint, ha vízre történő kényszerleszállásra kerül sor, az utasok a szárnyra lépnek ki, és onnan szállnak át a felfújható mentőtutajokba.
Ez nem könnyű feladat: a vizes szárnyak csúszóssá válnak, a hullámok úgy ringatják a gépet, hogy minden esély megvan rá, hogy megcsússz és a vízbe ess. Ilyenkor jönnek segítségül a biztosítókötelek. Az egyik kötél a vészkijárattól a gyűrűig fut, a másikat a gyűrűhöz rögzítik, és átvezet a tutajhoz.
Ha a fixen telepített felfújható csúszdához a szárnyon keresztül kell eljutnod, a gyűrűk a szárazföldi evakuáció során is segítséget nyújtanak.
5. A szárny felső és alsó felületének görbülete eltérő
A repülőgép szárnya a felső és alsó felülete közötti nyomáskülönbség révén hoz létre felhajtóerőt. Eközben a felső felület általában ívelt (domború), míg az alsó inkább lapos(abb). Ez a forma teszi lehetővé, hogy nagyobb nyomás alakuljon ki a szárny alatt és alacsonyabb nyomás a szárny felett, ami a felhajtóerő növekedését eredményezi.
6. A Forma-1-es versenyautóknál a repülőgépszárny tervezési elveit hasznosítják
Ha egy repülőgépszárnyat megfordítasz, az lefelé irányuló erőt fog létrehozni. Vagyis ellentétes hatás lép fel: felhajtóerő helyett leszorítóerő keletkezik.
1976-ban Colin Chapman brit autótervező és csapata hozzákezdett a Lotus 78-as autó tervezéséhez és megépítéséhez, amely forradalmasította a Forma-1-es versenyzést. Kísérleteztek egy „fordított szárnnyal” az autó oldalsó idomai alatt. Ez a kialakítás hatékonyan nyomta az autót a versenypályához, ami megsokszorozta a tapadást és javította a manőverezőképességet, lehetővé téve a kanyarok maximális sebességgel történő bevételét.
7. A repülőgép szárnyait meg lehet javítani „ragasztószalaggal”
Ha figyelmesen megnézed, észrevehetsz a szárnyra „ragasztott” ragasztószalag-darabokat. Ez a földi személyzet keze munkája. Ezt a különösen erős ragasztószalagot a repülés előtti ellenőrzés során felfedezett bármilyen egyenetlenség vagy érdesség kijavítására használják.
Valójában helytelen „ragasztószalagnak” nevezni: a háztartási átlátszó szalaggal ellentétben a repülésben használt Speed Tape fém – alumínium – alappal rendelkezik, amelyet különleges ragasztóanyaggal vonnak be. Bármilyen hőmérsékleten hatékonyan „működik”, és kibírja azokat a terheléseket, amelyeknek a gép repülés közben ki van téve.
A Speed Tape megakadályozza a festékbevonat sérüléseinek továbbterjedését és javítja a repülőgép aerodinamikai tulajdonságait.
De természetesen nem minden „orvosolható” ragasztószalaggal. Ha a probléma biztonsági szempontból kritikus, akkor alaposabb műszaki karbantartást végeznek.
8. A légellenállás csökkentése érdekében a szárnyakat speciális festékkel festik le
A Boeing 737 MAX különleges kialakítású („szétálló ujjú”) szárnyvégei – az Advanced Technology Wingletek –, amelyeket speciális festékkel vonnak be, simább lamináris áramlást tesznek lehetővé nagy sebességnél.
Svédországban kifejlesztettek egy sima, szénszálas kompozitból készült szárnyat, amelynél a belépőél és a felső sík egyetlen alkatrészként készül el. Ennek köszönhetően repülés közben az ilyen szárny felületén nem alakulnak ki örvények és légáramlási zavar. A lamináris áramlásra optimalizált szárny jelentősen csökkenti a légellenállást és mérsékli az üzemanyag-fogyasztást.
A brit GKN feltalált egy olyan festéket, amely lehetővé teszi, hogy utazósebességen haladva a repülőgép légellenállása 25 százalékkal csökkenjen. A bevonat öt éven keresztül őrzi meg ezeket a tulajdonságait.
9. A szárny kilépőélén lévő „botok” egyáltalán nem a felesleges kerozin leeresztésére szolgálnak
A szárnyból, pontosabban annak kilépőéléből, sorban elhelyezkedő fém „botok” állnak ki. Ezeket jól láthatod az ablakból. Kiderül, hogy nagyon fontos funkciót látnak el.
Repülés közben a repülőgép törzsét különféle külső hatások érik. A levegővel való súrlódás miatt a szerkezet külső, szigetelő (dielektromos) festékkel bevont elemein több száz kilovoltos feszültségű sztatikus elektromosság halmozódik fel. Egyetlen hirtelen önkisülés is elegendő ahhoz, hogy tönkretegye a rádiókommunikációs és az elektronikus navigációs rendszereket.
Sőt, ez a töltés leszállás után sem tűnik el sehová, amiről a reptéri dolgozók már nem egyszer meggyőződhettek.
Annak érdekében, hogy ez a bizonyos sztatikus elektromosság ne halmozódjon fel, a szárnyvégekre, a vízszintes vezérsíkokra (stabilizátorokra) és a függőleges vezérsíkra kisütőtüskéket („botokat”) szerelnek fel, amelyek lényegében elektrosztatikus kisütőként működnek. A szárny típusától és méretétől függően ezekből öt, tíz vagy akár még több is lehet egy-egy ilyen felületen.
A BEJEGYZÉS A HIRDETÉS ALATTI GOMBBAL FOLYTATÓDIK
