Como as ripas realmente funcionam?

Uma lâmina é uma versão retrátil de um dispositivo conhecido como “slot de ponta”. É basicamente um slot logo atrás da borda de ataque.

Quando um avião está voando devagar, provavelmente estará um pouco levantado para manter o vôo nivelado, ou estará descendo, ou em algum ponto intermediário. Em ambos os casos, o ar atinge a asa em um ângulo mais alto do que quando o avião está voltado para frente e voando em linha reta em alta velocidade. O ângulo com o qual o ar atinge a asa é chamado de ângulo de ataque .

Na superfície da asa, há uma camada de ar lento chamada de camada limite , causada pelo atrito entre a asa e o ar . Essa camada limite faz com que a asa pareça mais espessa do que é, especialmente na parte de trás, uma vez que o ar se acumula na parte de trás. O fluxo de ar mais rápido prefere fluir ao redor desta camada limite, em vez de através dela / ao redor da folha, o que significa que o ar em movimento rápido é menos girado e, portanto, produz menos sucção em o topo da folha.

Na borda posterior, essa camada limite termina em turbulência e cria mais sucção na parte posterior. Obviamente, devido à curvatura do aerofólio, o lado posterior do topo da asa é mais inclinado para trás e menos para cima, portanto, ter sucção nessa região cria mais arrasto e menos sustentação do que sucção mais para frente.

Na verdade, devido à camada limite, o fluxo de ar ao redor da asa “vê” a parte superior traseira da asa se projetar mais do que realmente é. A “forma” resultante da asa é mais plana na parte superior, criando menos sustentação e tem uma borda de fuga mais cega e mais íngreme, criando mais arrasto.

No ângulo de ataque mais alto mencionado acima, a camada limite no topo da asa é ainda mais espesso, já que, como você pode imaginar, o fluxo de ar ao redor da asa seria mais lento na jornada mais difícil. Eventualmente, bem atrás, a direção do fluxo de ar na camada limite pode se inverter (isso é o que é chamado de separação de fluxo ) criando ainda mais turbulência e aumentando ainda mais a sucção naquela região, tornando ainda pior o que é ruim.

Com o aumento do ângulo de ataque, a camada limite continua a engrossar, e a zona de fluxo separado se expande para frente, eventualmente chegará um momento em que a asa “se projeta” tanto que não produz mais um aumento em levantamento, mas produz muito arrasto. Esta é uma paralisação .

A ranhura atrás da ripa estendida permite a entrada de ar mais rápido, em alta velocidade e, assim, diminuindo a camada limite.

Então, qual é a diferença entre abas e ripas?

• Os flaps desviam o ar que já flui além da asa para baixo. As ripas permitem que o ar fresco flua sobre a asa. (NOTA: há abas com ranhuras. Essas ranhuras funcionam da mesma forma que as ripas.)
• Os flaps podem funcionar em ângulo de ataque zero. As ripas não podem “t.

Além disso, apenas um esclarecimento para o OP sobre o “droop”. Droop de ponta é exatamente o que parece. Ele dá ao ar uma viagem mais suave sobre a asa em alto ângulo de ataque, aumentando a sustentação. Mas em ângulos baixos, ele produz elevação negativa …

Comentários

• ” Quando um avião está voando devagar, ou estará com o nariz levantado ou descendo. ” A aeronave não pode estar com o nariz levantado e descendente? Não pode ser lento e nivelado? Não pode ser lento, nariz para baixo e descendente? Parece ser um corte & bem seco ou que eu não ‘ acho que é o caso.
• @ O FreeMan I ‘ corrigiu o texto para ser mais preciso, obrigado. A propósito, ” lento e nivelado ” pode ser um pouco enganador. Esta pergunta é sobre aumento do ângulo de ataque, que é para que servem as ripas, e de qualquer forma é geralmente associada a decolagem e pouso AFAIK

A ripa de ponta foi inventada independentemente por Gustav Lachmann e Handley Page logo após a Primeira Guerra Mundial. (Lachmann atualmente veio para o Reino Unido para trabalhar para Handley Page.) Ele desvia o fluxo de ar para baixo sobre a asa, permitindo que a asa opere em um ângulo de ataque mais alto e, portanto, em velocidades no ar mais baixas, sem estolar. É mais necessário próximo às pontas das asas e, como causa arrasto, geralmente é adicionado apenas à seção externa.

A folga entre a ripa e a asa é chamada de ranhura. Os primeiros exemplos foram corrigidos, mas as ripas retráteis foram introduzidas posteriormente para reduzir o arrasto durante o cruzeiro. Como alternativa, algumas lâminas fixas foram colocadas nas asas (como no foguete de caça Me 163 Komet da Segunda Guerra Mundial) de forma que apenas a fenda parecia diferente do resto da asa. As análises aerodinâmicas geralmente se concentram no slot e, portanto, os autores frequentemente diferem quanto a qual deles tratam como dispositivo primário e qual como secundário; você pode notar isso em algumas das outras respostas e comentários aqui.

A aba de borda de ataque plana compreende toda a seção de borda de ataque e “inclina” para baixo para aumentar a curvatura da asa. Isso aumenta a sustentação da rede.

O flap Krüger ou Krueger é um dispositivo de ponta que se parece muito com uma ripa quando retraído, mas é articulado ao longo do topo e vira para frente quando operado para aumentar a circulação de ar ao redor do asa e, assim, aumentar a sustentação.

Todos os outros flaps são colocados na borda de fuga e aumentam a sustentação desviando mais ar para baixo. Os flaps simples têm apenas dobradiças, os flaps Fowler têm fendas como as ripas. Existem muitas outras variações.

Em termos gerais, as ripas permitem que uma AoA mais alta aumente a elevação, enquanto os flaps aumentam a elevação sem ter que elevar o nariz. Ambos permitem que o avião voe mais devagar sem estolar.

Slats e slots são dois conceitos diferentes.

As ripas estão na frente da asa, as abas nas costas. Ambos servem para mudar a curvatura, ou curva da asa, aumentar a área da asa e mudar o ângulo de ataque (ângulo da corda aerodinâmica da asa, para o vento relativo. Eles afetam o fluxo ascendente ou o fluxo de ar à frente da asa, e downwash, fluxo de ar atrás da asa, ambos componentes da sustentação.

As ripas vêm em diferentes formas, por ação da gravidade (deslizam para fora em rolos, como o Sabreliner), hidráulica, elétrica e operados pneumaticamente. Eles podem ser uma concha na borda de ataque da asa que se estende para a frente e para baixo e podem ter uma fenda (que ajuda a retardar a separação do fluxo de ar acima da asa). Alguns são painéis de fibra de vidro que se estendem abaixo da asa e voam para dentro uma forma curva (por exemplo, 747) e alguns são painéis planos que giram para a frente e para baixo (por exemplo, 727).

Normalmente em aeronaves equipadas com ripas, as ripas são estendidas primeiro ou com o primeiro incremento dos flaps e permanecem estendidos durante todas as operações de flap. Slats também podem ser mantidos retraídos sob certos circunstâncias, mas a falta de ripas significa um aumento na velocidade de estol. A extensão assimétrica das ripas também leva a um desequilíbrio significativo de sustentação de uma asa para outra, resultando em desastre.

As ripas e os flaps são geralmente estendidos em vários graus, tanto para decolagem quanto para pouso. Alguns sistemas estendem as venezianas automaticamente durante uma condição de baixa velocidade ou alto ângulo de ataque, para fornecer uma margem de estol. Algumas aeronaves utilizam sistemas de controle de vôo que operam as lâminas para dentro e para fora em incrementos automaticamente. A combinação de slats e flaps aumenta a elevação; incrementos maiores de flaps também aumentam o arrasto, e o efeito de slats com flaps é permitir uma abordagem mais lenta para pouso, mantendo uma margem de estol segura.

Comentários

• Slats e slots são dois conceitos diferentes. WDYM

O que slats fazer é aumentar a curvatura da asa, o que permite que ela gere mais sustentação em uma velocidade no ar mais baixa. Eles complementam perfeitamente os flaps para transformar uma asa “supercrítica” meticulosa (projetada para desempenho transônico ideal) em uma máquina de produção de elevação de velocidade mais baixa.

A curvatura deve ser minimizada em velocidades transônicas para evitar a formação de ondas de choque que produzem arrasto no topo da asa. O mecanismo de efeito de ar acelerado “Bernoulli”, que funciona tão bem para produzir taxas de sustentação para arrasto superiores a 150 e características de estolagem muito suaves (consulte o DAE 21 em airfoiltools.com), não pode ser usado quando o fluxo de ar acima da asa se aproxima a barreira do som.

Abaixar as ripas e os flaps permite que um enorme avião comercial mantenha a elevação em 1/3 de sua velocidade de cruzeiro. Retraí-los permite velocidades de cruzeiro superiores a 800 km / h.

Mas há mais: as ripas também melhoram drasticamente as características de estol das asas varridas “lavando” ou diminuindo o ângulo de ataque das pontas das asas. As ripas tornam a manobra de baixa velocidade muito mais segura.

Comentários

• Aumentar a curvatura?
• a folha supercrítica é projetada com uma grande rodada vanguarda, para um bom manuseio em baixa velocidade.
• Acho que sua resposta está se concentrando na função droop sem avisar. Eu ‘ não tenho certeza de que todas as ripas tenham a função de inclinação.
• @Abdullah the ” borda dianteira arredondada ” é exatamente o que a ripa faz. Em velocidades mais altas, é melhor ser mais fino.
• @RobertDiGiovanni meu ponto é que você deve ser preciso em sua resposta quando estiver falando sobre a queda e quando estiver falando sobre a fenda