Klappe

Hierdie artikel of onderafdeling van die artikel is onder ontwikkeling. As u wil bydra tot die ontwikkeling daarvan, spring gerus in, maar moet dit asseblief nie uitvee nie.

Die posisie van die klappe op 'n tipiese straalvliegtuig.

Die klappe is 'n tipe toestel wat die hefkrag van 'n vlerk verhoog teen 'n gegewe lugspoed en dus die staakspoed verminder. Klappe word gewoonlik aan die agterkant van die vlerk aangetref. Hulle word gebruik om die minimum spoed van 'n vliegtuig waarteen dit veilig kan vlieg te verminder. Dit verkort ook die opstyg- en landingafstande. Dit verander ook die hoek van die vliegtuig waarteen dit land. Die klappe word ingetrek tydens vlugte aangesien dit ook die weerstand (sleurkrag) vergroot.

Deur die klappe na agter te ontplooi word die vlerk se boog verleng wat weer die maksimum hefkrag van die vlerk verhoog. Dit laat die vliegtuig toe om die verwagte hefkrag op te wek teen laer snelhede, wat die staakspoed asook die minimum landingspoed verminder. Die verlenging van die vlerk se boog vergroot egter weerstand wat handig is tydens die aanloop tot die landing en die landing self omrede dit die vliegtuig se spoed verminder.

Die klappe wat op die meeste vliegtuie geïnstalleer is, is gedeeltelike-lengte klappe; lengtegewys van naby die vlerkwortel tot by die binnekant van die hoogteroer. Dit strek dus nie oor die hele lengte van die vlerk nie. Wanneer gedeeltelike lengte klappe verleng word, verander hulle die lengtegewyse hefkragverspreiding op die vlerk deur dat die binnekantse helfte van die vlerk 'n groter deel van die hefkrag verskaf en die buitenste helfte dan 'n verminderde gedeelte van die hefkrag te verskaf. Die vermindering van die verhouding van die hefkrag wat deur die buitenste helfte van die vlerk verskaf word, gaan gepaard met 'n vermindering in die aanvalshoek op die buitenste helfte. Dit is voordelig omdat dit die marge bokant die staking van die buiteboordhelfte verhoog, die doeltreffendheid van die rolroer handhaaf en die waarskynlikheid van asimmetriese staking en tolvlug verminder. Die ideale hefkragverspreiding oor 'n vlerk is ellipties en die ontplooiing van gedeeltelike-lengte klappe veroorsaak 'n beduidende afwyking van die elliptiese vorm. Dit verhoog die hefkrag-geïnduseerde weerstand wat voordelig kan wees tydens nadering en landing, want dit laat die vliegtuig toe om teen 'n steiler hoek te daal.

Deur die vlerkklappe te ontplooi, verhoog die welwing of kromming van die vlerk, wat die maksimum hefkoëffisiënt of die boonste limiet van die hefkrag wat 'n vlerk kan genereer, verhoog. Dit laat die vliegtuig toe om die vereiste hefkrag teen 'n laer spoed te genereer, wat die minimum spoed (bekend as staakspoed) verminder waarteen die vliegtuig veilig sal vlieg. Vir die meeste vliegtuigkonfigurasies is 'n nuttige newe-effek van die ontplooiing van die klappe 'n afname in die vliegtuig se hellingshoek wat die neus laat sak en sodoende die vlieënier se uitsig, oor die neus van die vliegtuig, van die aanloopbaan tydens landing verbeter.

Daar is baie verskillende ontwerpe van klappe, met die spesifieke keuse afhangende van die grootte, spoed en kompleksiteit van die vliegtuig waarop hulle gebruik gaan word, sowel as die era waarin die vliegtuig ontwerp is. Gewone klappe, gleufklappe en Fowler-klappe is die algemeenste. Krueger-klappe word op die leirand van die vlerke geplaas en word op baie stralervliegtuie gebruik. Die Fowler-, Fairey-Youngman- en Gouge-tipes klappe vergroot die vlerkarea benewens die verandering van die welwing. Die groter hefoppervlakte verminder vlerkbelasting, wat die staakspoed verder verminder.

Sommige klappe word elders aangebring. Leirandklappe vorm die vlerk se leirand en wanneer hulle ontplooi word, draai hulle afwaarts om die vlerkwelwing te verhoog. Die de Havilland DH.88 Comet-renvliegtuig het klappe gehad wat onder die romp, voor die volgrand van die vlerk was. Baie van die Waco Custom Cabin-reeks tweedekker vliegtuig het die klappe in die middel van die koord aan die onderkant van die boonste vlerk gehad.

Werking beginsels

Die algemene vliegtuig hefkrag vergelyking demonstreer hierdie verwantskappe:

$H={\tfrac {1}{2}}\rho V^{2}OC_{L}$

waar:

• H die hoeveelheid hefkrag geproduseer,
• $\rho$ is die lug se digtheid,
• V is die ware lugspoed van die vliegtuig of die spoed van die vliegtuig, relatief tot die lug
• O is die oppervlakte van die vlerk
• $C_{L}$ is die hefkrag koëffisiënt, wat bepaal word deur die vorm van die vlerkprofiel wat gebruik word en die hoek waarmee die vlerk die lug tref (Invalshoek).

Hier kan gesien word dat die verhoging van die area (O) en hefkoëffisiënt $C_{L}$ 'n soortgelyke hoeveelheid hefkrag teen 'n laer lugspoed (V) toelaat. Dus word klappe op groot skaal gebruik vir kort opstygings en landings.

Die ontplooiing van die klappe verhoog ook die sleurskoëffisiënt van die vliegtuig. Daarom, vir enige gegewe gewig en lugspoed, die ontplooiing van die klappe verhoog die sleurkrag. Klappe verhoog die sleurkoëffisiënt van 'n vliegtuig as gevolg van 'n hoër geïnduseerde sleur wat veroorsaak word deur die veranderde spanwydte hefkragverspreiding op die vlerk met die klappe ontplooi.

Klappe tydens opstyging

Afhangende van die tipe vliegtuig, kan die klappe gedeeltelik ontplooi word vir opstyging. Wanneer dit tydens opstyg gebruik word, ruil die klappe aanloopbaan afstand benodig vir klimtempo; die gebruik van die klappe verminder die afstand wat die vliegtuig van die aanloopbaan sal gebruik, maar verminder ook die klimtempo. Die hoeveelheid klappe wat opstyg gebruik word vir opstyging, is spesifiek vir elke tipe vliegtuig en die vervaardiger sal die perke voorstel en kan die verwagte vermindering in klimtempo aandui. Die Cessna 172S se Vlieëniers Bedryfshandleiding beveel 10° klappe aan vir die opstyging wanneer die grond sag of dit 'n kort aanloopbaan is, andersins word 0 grade gebruik.

Klappe tydens die landing

Die klappe kan volledig ontplooi word vir landing om die vliegtuig 'n laer staakspoed te gee sodat die nadering tot die landing stadiger gevlieg kan word, wat die vliegtuig ook toelaat om oor 'n korter afstand te land. Die hoër weerstand en laer staakspoed wat met volledig uitgestrekte klappe geassosieer word, maak 'n steiler en stadiger benadering tot die landingsplek moontlik, maar dit veroorsaak hanteringsprobleme in vliegtuie met baie lae vlerkbelasting (d.w.s. met min gewig en 'n groot vlerkoppervlakte). Winde oor die vluglyn, bekend as dwarswinde, veroorsaak dat die windkant van die vliegtuig meer hefkrag en weerstand genereer, wat veroorsaak dat die vliegtuig rol, gier en van sy beoogde vlugroete af stoot en gevolglik land baie ligte vliegtuie met verminderde klapinstellings in dwarswinde. Verder, sodra die vliegtuig op die grond is, kan die klappe die doeltreffendheid van die remme verminder aangesien die vlerk steeds hefkrag genereer en verhoed dat die hele gewig van die vliegtuig op die bande rus, wat die stopafstand verhoog, veral in nat of ysige toestande. Gewoonlik sal die vlieënier die klappe so gou as moontlik oplig om te voorkom dat dit gebeur.

Maneuvering van klappe

Sommige sweeftuie gebruik nie net klappe tydens landing nie, maar ook tydens vlug om die welwing van die vlerk vir die gekose spoed te optimaliseer. Terwyl die sweeftuig hoogte wen in termiese kolomme kan die klappe gedeeltelik uitgetrek word om die staakspoed te verminder sodat die sweeftuig stadiger kan vlieg en sodoende die daalsnelheid verminder, wat die sweeftuig toelaat om die stygende lug van die termiese vlug meer doeltreffend te gebruik en in 'n nouer sirkel te draai om die kern van die termiese kolom optimaal te benut. Teen hoër snelhede word 'n negatiewe klap-instelling gebruik om die neus-afwaartse hellingsmoment te verminder. Dit verminder die balanseringslas wat op die horisontale stabilisator benodig word, wat weer die trim-weerstand verminder wat verband hou met die hou van die sweeftuig in longitudinale trim. Negatiewe klappe kan ook gebruik word tydens die aanvanklike stadium van 'n sleeplansering en aan die einde van die landingsloop om beter beheer deur die rolroere te handhaaf.

Soos sweefvliegtuie, gebruik sommige vegvliegtuie soos die Nakajima Ki-43 ook spesiale klappe om manoeuvreerbaarheid tydens luggevegte te verbeter (dit was met die hand bedryf en was net 'n Fowler-klap), wat die staakspoed verminder en baie skerper draaie moontlik maak. Die klappe wat hiervoor gebruik word, moet spesifiek ontwerp word om die groter spanning te kan hanteer en die meeste klappe het 'n maksimum spoed waarteen hulle ontplooi kan word. Beheerlynmodelvliegtuie wat vir presisie-akrobatiese kompetisie gebou is, het gewoonlik 'n tipe manoeuvreerklapstelsel wat hulle in 'n teenoorgestelde rigting as die hoogteroere beweeg, om te help om die radius van 'n manoeuvre te vernou.

Klapspore

Klapspore, meestal vervaardig van PH-staal en titanium, beheer die klappe wat op die volgrand van 'n vliegtuig se vlerke geleë is. Klappe wat uitskuif loop op geleidingspore. Waar die klappe buite die vlerkstruktuur loop, word hulle vaartbelyn gemaak om hulle teen skade te beskerm. Sommige klapspoor omhulsels is ontwerp om as antiskokliggame op te tree, wat weerstand verminder wat veroorsaak word deur plaaslike soniese skokgolwe waar die lugvloei transonies word teen hoë snelhede.

Stugate

Stugate, of gapings, in die volgrandklappe mag nodig wees om negatiewe wisselwerking tussen die enjinvloei en ontplooide klappe te verminder. In die afwesigheid van 'n binnekant-rolroer, wat 'n gaping in baie klapinstallasies bied, mag 'n gewysigde klapgedeelte nodig wees. Die stugat op die Boeing 757 is voorsien deur 'n enkelgleufklap tussen die binnekant- en buitekant-dubbelgleufklappe. Die A320, A330, A340 en A380 het geen binnekant-rolroer nie. Geen stugat word in die deurlopende, enkelgleufklap benodig nie. Wisselwerking in die geval waar die vliegtuig skielik om die lughawe moet vlieg terwyl die klappe steeds ten volle ontplooi is, kan verhoogde weerstand veroorsaak wat nie die klimgradiënt in gevaar moet stel nie.

Tipe klappe

Gewone klap

Die agterste gedeelte van die vlerkprofiel roteer afwaarts op 'n eenvoudige skarnier wat aan die voorkant van die klap gemonteer is.Die Royal Aircraft Factory en National Physical Laboratory in die Verenigde Koninkryk het klappe in 1913 en 1914 getoets, maar dit is nooit in 'n werklike vliegtuig geïnstalleer nie.In 1916 het die Fairey Aviation Company 'n aantal verbeterings aan 'n Sopwith Baby wat hulle herbou het, aangebring, insluitend hul Patent Camber Changing Gear, wat die Fairey Hamble Baby, soos hulle dit hernoem het, die eerste vliegtuig gemaak het wat met klappe vlieg. Dit was gewone klappe met 'n volle spanwydte wat rolroere ingesluit het, wat dit ook die eerste voorbeeld van klaprolroere maak. Fairey was egter nie alleen nie, aangesien Breguet gou outomatiese klappe in die onderste vlerk van hul Breguet 14 verkennings/bomwerper in 1917 ingesluit het. As gevolg van die groter doeltreffendheid van ander klaptipes, word die gewone klap normaalweg slegs gebruik waar eenvoud vereis word.

Splitklap

Die onderste kant van die agterste gedeelte van die vlerkprofiel skarnier afwaarts van die voorkant van die klap terwyl die boonste gedeelte net so staties bly. Dit kan groot veranderinge in die longitudinale trim veroorsaak, wat die neus óf afwaarts druk óf opwaarts laat wip. Teen volle defleksie tree splitklappe baie soos 'n versteuder op, wat aansienlik bydra tot die sleurkoëffisiënt. Dit kan groot veranderinge in die langskeepsas veroorsaak, wat die neus óf afwaarts óf opwaarts kan kantel. By volle ontplooiing tree splitklappe baie soos 'n stromingsversteurder op, wat aansienlik bydra tot die sleurkoëffisiënt. Dit verbeter die hefkoëffisiënt ook 'n bietjie. Dit is in 1920 deur Orville Wright en James M. H. Jacobs uitgevind, maar het eers in die 1930's algemeen geword en is toe vinnig vervang. Die Supermarine Spitfire en Douglas DC-1 (voorloper van die Douglas DC-3 en Douglas C-47 Skytrain) is twee van die vele vliegtuigtipes van die 1930's wat splitklappe gebruik het.

Gleufklap

'n Gaping tussen die klap en die vlerk dwing hoëdruklug van onder die vlerk oor die klap, wat help dat die lugvloei teenaan die klap geheg bly, wat die maksimum hefkoëffisiënt verhoog in vergelyking met 'n splitklap.

Daarbenewens word die druk oor die hele koord van die primêre vlerkprofiel aansienlik verminder namate die snelheid van lug wat die volgrand verlaat, verhoog word, van die tipiese nie-klap 80% van die vrye stroom, tot dié van die hoërspoed, laerdruk lug wat om die leirand van die gleufklap vloei. Enige klap wat lug toelaat om tussen die vlerk en die klap deur te gaan, word as 'n gleufklap beskou. Die gleufklap was 'n resultaat van navorsing by Handley-Page, 'n variant van die gleuf wat uit die 1920's dateer, maar is eers veel later algemeen gebruik. Sommige klappe gebruik veelvuldige gleuwe om die effek verder te versterk.

Fowler-klap

Dit is splitklap wat eers agtertoe gly, voordat dit afwaarts skarnier, waardeur die eerste koord en dan die kromming van die vlerk verhoog word.Die klap kan deel van die boonste oppervlak van die vlerk vorm, soos 'n gewone klap, of dit mag nie, soos 'n splitklap, maar dit moet eers agtertoe gly voordat dit sak. 'n Bepalende kenmerk – wat dit van die Gouge-klap onderskei – is dat 'n gleufeffek het.

Die klap is in 1924 deur Harlan D. Fowler ontwikkel en in 1932 deur Fred Weick by NACA getoets. Dit is die eerste keer in 1935 op die Martin 146-prototipe gebruik en het in produksie gekom op die 1937 Lockheed Super Electraen bly steeds in wydverspreide gebruik op moderne vliegtuie, dikwels met veelvuldige gleuwe.

Junkers-klap

Dit is 'n gegleufde, gewone klap wat onder die volgrand van die vlerk vasgemaak is en om sy eie leirand roteer. Wanneer dit nie gebruik word nie, het dit meer weerstand as ander tipes, maar is meer effektief om stakingspoed te verminder as 'n gewone of gegleufde klap, terwyl dit hul meganiese eenvoud behou. Die klap is ontwerp deur Otto Mader by Junkers in die laat 1920's, hulle is meestal gesien op die Junkers Ju 52 en die Junkers Ju 87 Stuka, hoewel dieselfde basiese ontwerp ook op baie moderne ultraligte vliegtuie, soos die Denney Kitfox, gevind kan word. Daar word ook soms na hierdie tipe klap verwys as 'n eksterne vlerkprofielklap.

Gouge-klap

Dit is 'n tipe splitklap wat agtertoe gly langs geboë spore wat die volgrand afwaarts dwing, wat die koord en kromming verhoog sonder om die trim te beïnvloed of enige bykomende meganismes te vereis. Dit is in 1936 deur Arthur Gouge vir Short Brothers ontwerp en op die Short Empire- en Sunderland-vlieënde bote gebruik, wat die baie dik Shorts A.D.5-vlerkprofiel gebruik het. Short Brothers was moontlik die enigste maatskappy wat hierdie tipe klap gebruik het.

Fairey-Youngman-klap

Die klap beweeg eers weg van die vlerk (word 'n Junkers-klap) voordat dit agtertoe gly en dan op of af draai. Fairey was een van die min gebruikes van hierdie ontwerp, wat op die Fairey Firefly en Fairey Barracuda gebruik is. Wanneer dit in die ontplooide posisie is, kan dit opwaarts gedraai word (tot 'n negatiewe invalshoek) sodat die vliegtuig vertikaal kan duik sonder dat oormatige trimveranderinge nodig is.

Zap-klap

Die Zap-klap is ontwerp deur Edward F. Zaparka terwyl hy by Berliner/Joyce gewerk het en is getoets op 'n General Airplanes Corporation Aristocrat in 1932 en op ander tipes vliegtuie periodiek daarna, maar dit was min gebruik op produksievliegtuie behalwe op die Northrop P-61 Black Widow. Die leirand van die klap is op 'n spoor gemonteer, terwyl 'n punt van die middel-koord op die klap via 'n arm aan 'n spilpunt net bokant die spoor gekoppel is. Wanneer die klap se leirand na agter op die spoor beweeg, word die driehoek wat deur die spoor, die skag en die oppervlak van die klap (vas by die spilpunt) gevorm word smaller en dieper, wat die klap afdwing.

Krueger-klap

Die hoofartikel vir hierdie afdeling is: Krueger-klap.

Die Krueger-klap is 'n skarnierklap wat onder die vlerk se leirand uitvou sonder om deel van die leirand van die vlerk te vorm wanneer dit ingetrek word. Dit verhoog die welwing en dikte van die vlerk, wat weer die staakspoed verminder en die weerstand verhoog.

Gurney-klap

Dit is 'n klein vaste loodregte strokie van tussen 1 en 2% van die vlerkkoord en gemonteer aan die hoëdrukkant van die volgrand van die vlerkprofiel. Dit is vernoem na die renmotorbestuurder Dan Gurney wat dit in 1971 herontdek het, en is sedertdien op sommige helikopters soos die Sikorsky S-76B gebruik om beheerprobleme reg te stel sonder om 'n groot herontwerp te doen. Dit verhoog die doeltreffendheid van selfs basiese teoretiese vlerkprofiele (bestaande uit 'n driehoek en 'n sirkel wat oorvleuel) tot die ekwivalent van 'n konvensionele vlerkprofiel. Die beginsel is in die 1930's ontdek, maar is selde gebruik en is toe vergeet. Laat modelle van die Supermarine Spitfire het 'n spanrand op die agterrand van die hoogteroere gebruik, wat op 'n soortgelyke wyse gefunksioneer het.

Leirandklappe

Die hele leirand van die vlerk roteer afwaarts, wat die vlerkkromming effektief verhoog en ook die koord effens verminder. Dit word die mees algemeen aangetref op vegvliegtuie met baie dun vlerke wat nie geskik is vir ander voorpunt-hoëheftoestelle nie. Leirandklappe is een van sulke toestelle en is uitrekbare hoëheftoestelle aan die voorrand van die vlerke van sommige vastevlerkvliegtuie. Hul doel is om die hefkrag te verhoog tydens laespoed-aksies soos opstyg, aanvanklike klim, nadering en landing.

Geblaasde klappe

Geblaasde klappe laat enjin-gegenereerde lug of uitlaat lug oor die klappe beweeg om die staaksnelheid te verminder tot onder dié wat met meganiese klappe bereikbaar is.

Galery

• 
  Gewone klap ten volle ontplooi.
• 
  Splitklap op 'n Tweede Wêreldoorlog bomwerper
• 
  Dubbele gleufklappe ontplooi vir die landing
• 
  Krueger-klappe en trippel gleuf-volgrand klappe op 'n Boeing 747 ontplooi vir die landing
• 
  Junkers-klappe, dien ook as 'n rolroer.
• 
  C-17A wys die meervoudige gleufklappe en leirandklappe terwyl die klappe slegs driekwart ontplooi is.

Sien ook

• Lugvaartterme

Eksterne skakels

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Klappe.