Если смотреть на самолёт из окна терминала, особенно хорошо заметно, как перед посадкой его крыло буквально меняет форму. Из задней части крыла выдвигаются дополнительные панели, появляются щели, увеличивается площадь и кривизна профиля. Самолёт начинает выглядеть совсем иначе, чем несколько минут назад.

Возникает логичный вопрос: если закрылки помогают крылу создавать подъёмную силу, почему бы не выпустить их полностью ещё перед взлётом? Ведь именно в этот момент самолёту особенно важно оторваться от земли.

Ответ заключается в том, что закрылки не просто «помогают лететь». Они одновременно увеличивают подъёмную силу и аэродинамическое сопротивление. И в зависимости от фазы полёта пилоту нужно получить разное сочетание этих двух эффектов.

Что происходит с крылом после выпуска закрылков

Крыло самолёта создаёт подъёмную силу благодаря движению воздушного потока и форме своего профиля. Но на небольшой скорости подъёмной силы может оказаться недостаточно для удержания тяжёлой машины в воздухе.

Именно здесь на помощь приходит механизация крыла.

Закрылки расположены преимущественно на задней кромке крыла. При выпуске они отклоняются вниз и изменяют его профиль. Крыло становится более «кривым» с точки зрения аэродинамики и способно создавать больше подъёмной силы на той же скорости.

Для самолёта это огромное преимущество.

Благодаря закрылкам можно безопасно снизить скорость взлёта и посадки. А это означает, что самолёту требуется меньше длины ВПП для разгона и посадки.

Но есть важный недостаток: вместе с подъёмной силой резко увеличивается сопротивление воздуха.

Именно поэтому закрылки никогда не работают по принципу «чем больше — тем лучше».

Почему перед взлётом закрылки выпускают только частично

На разбеге самолёту нужно решить сразу две задачи: создать достаточную подъёмную силу и как можно быстрее набрать скорость.

Частично выпущенные закрылки помогают выполнить первую часть задачи. Крыло получает дополнительные аэродинамические возможности и может поднять самолёт в воздух на меньшей скорости.

Но если выпустить их слишком сильно, появляется другая проблема — сопротивление.

Представьте, что самолёту приходится разгонять несколько десятков или даже сотен тонн, одновременно буквально проталкивая их через значительно более плотный воздушный поток. Чем больше сопротивление, тем больше тяги требуется двигателям.

Поэтому конкретное положение закрылков перед взлётом выбирается как компромисс.

Самолёт получает необходимую подъёмную силу, но при этом сохраняет возможность нормально разгоняться.

Причём универсального положения «на 10 градусов для всех самолётов» не существует. У разных типов воздушных судов используются разные схемы и значения. Настройка зависит от массы самолёта, длины ВПП, температуры, высоты аэродрома, ветра и других условий.

Почему нельзя просто взлететь с посадочными закрылками

Теперь представим противоположную ситуацию.

Самолёт выруливает на полосу, двигатели выходят на взлётный режим, начинается разбег. Но вместо небольшого выпуска закрылки находятся в положении, рассчитанном на посадку.

Поначалу может показаться, что это даже хорошо: подъёмной силы много.

Однако самолёту нужно не просто подняться — ему необходимо разогнаться.

Большой выпуск закрылков создаёт настолько значительное сопротивление, что разгон становится гораздо менее эффективным. Скорость увеличивается медленнее, двигатели испытывают большую нагрузку, а самолёт может не достичь необходимых параметров для безопасного взлёта.

Особенно опасна такая ситуация на короткой полосе.

Кроме того, чрезмерный выпуск механизации влияет на аэродинамику самолёта, его продольное управление и допустимые скорости. Поэтому на современных воздушных судах существуют строгие процедуры, контрольные карты и системы предупреждения о неправильной конфигурации перед взлётом.

Иными словами, закрылки должны помогать самолёту взлететь, а не превращаться в аэродинамический тормоз.

А перед посадкой всё меняется

После снижения ситуация становится практически противоположной.

Самолёту уже не нужно как можно быстрее разгоняться. Наоборот, его задача — лететь достаточно медленно и при этом оставаться управляемым и устойчивым.

И здесь большой выпуск закрылков становится преимуществом.

Они позволяют крылу создавать необходимую подъёмную силу на меньшей скорости. Самолёт может идти по глиссаде значительно медленнее, чем летел бы с полностью убранной механизацией.

Но одновременно закрылки увеличивают сопротивление.

И вот теперь это уже не недостаток, а полезный эффект.

Из-за сопротивления самолёт легче удерживать на нужной скорости при снижении. Пилоту не приходится постоянно увеличивать угол снижения только для того, чтобы погасить лишнюю скорость.

Поэтому перед посадкой закрылки выпускаются ступенчато. По мере приближения к ВПП самолёт переходит на всё более «медленную» конфигурацию.

Почему закрылки не выпускают сразу на максимум

Можно подумать: если перед посадкой максимальный выпуск даёт большую подъёмную силу и сопротивление, почему не опустить их сразу после начала снижения?

Потому что самолёт должен постепенно переходить между режимами.

При большом выпуске закрылков меняется не только сопротивление, но и характер обтекания крыла, нагрузки на конструкцию, положение самолёта относительно воздушного потока и его скоростные ограничения.

Кроме того, для каждого положения механизации существует определённый диапазон допустимой скорости.

Поэтому экипаж выпускает закрылки последовательно, на соответствующих этапах захода. Это позволяет плавно менять характеристики самолёта и не создавать резких аэродинамических переходов.

Закрылки — не единственная «магия» крыла

На посадке работает целый комплекс механизмов.

Например, интерцепторы, расположенные на верхней поверхности крыла, могут использоваться для увеличения сопротивления и уменьшения подъёмной силы. После касания они помогают буквально «прижать» самолёт к ВПП, чтобы вес машины эффективнее передавался на колёса.

А дальше в дело вступают колёсные тормоза и реверс тяги двигателей.

Получается своеобразная цепочка: закрылки помогают безопасно снизить скорость ещё в воздухе, интерцепторы после касания уменьшают подъёмную силу, а затем тормоза и другие системы останавливают самолёт на полосе.

Что произойдёт, если забыть убрать закрылки после взлёта

Есть и обратная проблема.

После отрыва самолёт продолжает ускоряться. По мере набора скорости потребность в большом выпуске закрылков исчезает. Поэтому они постепенно убираются в соответствии с процедурой.

Если оставить большую часть механизации выпущенной, сопротивление останется высоким. Самолёту будет сложнее разгоняться и набирать высоту, а расход топлива увеличится.

Но современная авиация устроена так, чтобы подобные ошибки было сложно не заметить. Экипаж контролирует конфигурацию по приборам, а многие самолёты дополнительно оснащены системами предупреждения о неправильной конфигурации.

Почему на самом деле закрылки спасают жизни

Главное предназначение закрылков — не торможение и не «увеличение крыла» само по себе.

Они позволяют самолёту безопасно работать с гораздо более широким диапазоном скоростей.

Без них тяжёлому пассажирскому лайнеру пришлось бы поддерживать значительно большую скорость при взлёте и посадке. Это увеличило бы требования к длине взлётно-посадочной полосы и сделало бы посадку на малой скорости намного сложнее.

Закрылки дают инженерам и пилотам возможность менять аэродинамические характеристики крыла в зависимости от ситуации.

На взлёте нужен баланс между подъёмной силой и разгоном.

В полёте — минимальное сопротивление и высокая эффективность.

На посадке — большая подъёмная сила на небольшой скорости и контролируемое сопротивление.

Именно поэтому один и тот же механизм может выглядеть совершенно по-разному в начале и в конце полёта.

Так что в следующий раз, когда во время захода на посадку вы увидите из иллюминатора, как из крыла медленно выдвигаются дополнительные панели, это будет не просто подготовка самолёта к касанию полосы.

Крыло буквально перестраивается под новую физическую задачу.

И в этом заключается одна из самых красивых особенностей авиации: самолёт не меняет двигатель или размер крыла перед посадкой — он меняет его аэродинамические свойства прямо в полёте.

Без автора