Võib-olla on peamine lennukiüksus tiib. Just tiib tekitab tõstejõu, mis hoiab mitmetonnist lennukit õhus, hoides ära selle kukkumise. Pole juhus, et disaineritel on väljend, et see, kellele tiib kuulub, juhib ka lennukit. Püüdlus parandada lennukite aerodünaamilisi omadusi sunnib arendajaid pidev alt tiiba täiustama, töötades selle kuju, kaalu ja profiili kallal.
Tiib profiilis
Lennuki tiivaprofiil on õhusõiduki teljega paralleelselt kulgev geomeetriline osa tiivast. Või lihtsam alt – külgvaade tiivast. Lennukitööstuse pikkade aastate jooksul on erinevad laborid ja instituudid pidev alt välja töötanud ja katsetanud erineva konfiguratsiooniga tiibu. Kiirused kasvasid, lennukite mass, ülesanded muutusid – ja see kõik nõudis uusi tiivaprofiile.
Profiilitüübid
Tänapäeval on erinevaid tiivaprofiile,eesmärgi poolest erinev. Samal tüübil võib olla palju variante ja seda saab kasutada erinevatel lennukitel. Kuid üldiselt saab olemasolevaid peamisi profiilitüüpe illustreerida alloleva pildiga.
- Sümmeetriline.
- Asümmeetriline.
- Plano-kumer.
- Binkumer.
- S-kujuline.
- Lamineeritud.
- Läätsekujuline.
- Teemantkujuline.
- Kiilukujuline.
Mõnel lennukil kasutatakse tiiva pikkuses muutuvat profiili, kuid tavaliselt jääb selle kuju kogu ulatuses muutumatuks.
Geomeetria
Väliselt meenutab tiiva profiil ussi või midagi sellist. Kuna see on keeruline geomeetriline kujund, on sellel oma omadused.
Joonisel on kujutatud lennuki tiivaprofiili peamised geomeetrilised omadused. Kaugust (b) nimetatakse tiiva kõõluks ja see on kaugus ees- ja tagapool asuvate äärmuslike punktide vahel. Suhteline paksus määratakse profiili maksimaalse paksuse (Cmax) ja selle kõõlu suhtega ja seda väljendatakse protsentides. Maksimaalne paksuse koordinaat on varba ja maksimaalse paksuse koha (Xc) kauguse suhe kõõlusse (b) ja seda väljendatakse ka protsentides. Keskjoon on tingimuslik kõver, mis on võrdsel kaugusel ülemisest ja alumisest tiivapaneelist ning läbipaindenool (fmax) on maksimaalne kaugus keskjoone kõõlust. Teine näitaja - suhteline kõverus - arvutatakse jagades (fmax) akordiga (b). Traditsiooniliselt väljendatakse kõiki neid väärtusi protsentides. Lisaks juba nimetatutele on siin profiili nina raadius, suurima nõgususe koordinaadid ja hulk muid. Igal profiilil on oma kood ja reeglina on peamised geomeetrilised karakteristikud selles koodis olemas.
Näiteks profiili B6358 profiili paksus on 6%, nõgususnoole asend 35% ja suhteline kumerus 8%. Kahjuks ei ole tähistussüsteem ühtne ja erinevad arendajad kasutavad šifreid omal moel.
Aerodünaamika
Esmapilgul väljamõeldud tiibade sektsioonide joonised ei ole tehtud armastusest kõrge kunsti vastu, vaid ainult pragmaatilistel eesmärkidel – et tagada tiivaprofiilide kõrged aerodünaamilised omadused. Need kõige olulisemad omadused hõlmavad tõstetegurit Su ja õhutakistustegurit Cx iga konkreetse õhutiiva jaoks. Koefitsiendid ise ei oma püsivat väärtust ja sõltuvad ründenurgast, kiirusest ja mõnest muust omadusest. Pärast tuuletunnelis katsetamist saab lennukitiiva igale profiilile koostada nn. See peegeldab suhet Cx ja Su vahel teatud rünnakunurga all. Loodud on spetsiaalsed käsiraamatud, mis sisaldavad üksikasjalikku teavet tiiva iga aerodünaamilise profiili kohta ning illustreeritud sobivate graafikute ja diagrammidega. Need kataloogid on vab alt saadaval.
Profiili valik
Erinevad lennukid, nende tõukejõu tüübidpaigaldised ja nende otstarve nõuavad hoolikat lähenemist lennuki tiivaprofiili valikule. Uute lennukite projekteerimisel kaalutakse tavaliselt mitmeid alternatiive. Mida suurem on tiiva suhteline paksus, seda suurem on takistus. Kuid suure pikkusega õhukeste tiibadega on raske tagada piisavat konstruktsioonitugevust.
Üleshelikiirusega masinate kohta, mis nõuavad erilist lähenemist, on eraldi küsimus. On üsna loomulik, et An-2 lennuki tiiva profiil ("mais") erineb hävitaja ja reisilaeva profiilist. Sümmeetrilised ja S-kujulised tiivaprofiilid loovad väiksema tõstejõu, kuid on stabiilsemad, õhuke väikese kaldega tiib sobib kiiretele sportautodele ja hävituslennukitele ning paks ja suure kumerusega tiib, mida kasutatakse suurtes reisilennukites, võib nimetatakse kõrgeima tõstejõuga tiivaks. Ülehelikiirusega lennukid on varustatud läätsekujulise profiiliga tiibadega, hüperhelikiirusega lennukite puhul kasutatakse rombi- ja kiilukujulisi profiile. Tuleb meeles pidada, et parima profiili loomisel võite kaotada kõik selle eelised ainult tiibpaneelide halva pinnatöötluse või lennuki kehva disaini tõttu.
Iseloomulik arvutusmeetod
Viimasel ajal tehakse teatud profiiliga tiiva omaduste arvutusi arvutite abil, mis on võimelised tiiva käitumist erinevates tingimustes mitmefaktoriliselt modelleerima. Kuid kõige usaldusväärsem viis on looduslikud testidspetsiaalsed stendid. Üksikud "vana kooli" töötajad võivad seda jätkata käsitsi. Meetod kõlab lihts alt ähvardav alt: "tiiva täielik arvutamine, kasutades integro-diferentsiaalvõrrandeid tundmatu tsirkulatsiooni suhtes." Meetodi olemus on kujutada õhuvoolu tsirkulatsiooni ümber tiiva trigonomeetriliste ridadena ja otsida nende jadade koefitsiente, mis rahuldavad piirtingimusi. See töö on väga töömahukas ja annab siiski ainult ligikaudsed lennuki tiivaprofiili omadused.
Lennuki tiivakonstruktsioon
Ilus alt joonistatud ja üksikasjalikult arvutatud profiil tuleb teha tegelikkuses. Tiib peab lisaks oma põhifunktsiooni täitmisele - tõstejõu loomisele - täitma mitmeid ülesandeid, mis on seotud kütusepaakide, erinevate mehhanismide, torustike, elektrijuhtmete, andurite ja palju muu paigutusega, mistõttu on tegemist äärmiselt keeruka tehnilise objektiga. Kuid väga lihts alt öeldes koosneb lennuki tiib ribide komplektist, mis tagavad soovitud tiivaprofiili moodustamise, mis paiknevad üle tiiva, ja tiibadest, mis asuvad mööda tiiba. Ülev alt ja alt on see konstruktsioon suletud alumiiniumpaneelide ümbrisega, millel on nöörikomplekt. Väliskontuuridel olevad ribid vastavad täielikult lennukitiiva profiilile. Tiiva valmistamise töömahukus ulatub 40%-ni kogu lennuki valmistamise töömahukusest.
