Для чего крылья самолетов загибают по краям

Летая на современных авиалайнерах, вы могли заметить характерные изгибы на законцовках крыла, которые обычно называют винглетами (от англ. "winglet" - крылышко). Их форма может существенно отличаться в зависимости от самолета, но в том или ином виде они встречаются на большинстве современных моделей.

Впервые о применении винглетов в коммерческой авиации заговорили в начале 1970-х годов. Тогда из-за резкого скачка цен на нефть повысилась стоимость авиационного керосина, и инженеры стали искать способы снизить расход топлива на самолетах. Одним из таких инженеров был американец Ричард Уиткомб.

Наблюдая за полётом орлов, он заметил, что перья на концах их крыльев отклонены вверх. В конечном счете именно эти наблюдения и вдохновили его на создание винглетов. После исследований, проведенных Ричардом вместе с NASA, эффективность винглетов как средства экономии топлива была доказана, но как же это работает?

Во время полета под крылом образуется область высокого давления, а над крылом - область низкого давления, благодаря чему и появляется подъемная сила, позволяющая самолету находиться в воздухе. Однако из-за разницы в давлении воздушные массы стремятся "перетечь" из-под крыла наверх. Наиболее короткий путь для этого располагается на законцовках крыла, именно там эти потоки воздуха создают завихрения и снижают подъемную силу.

Чтобы скомпенсировать снижение подъемной силы, двигатели самолетов вынуждены работать на более высокой мощности. А установка винглетов препятствует перетеканию воздушных масс и образованию завихрений, что способствует экономии топлива, увеличению максимальной дальности полета и снижению уровня шума.

Винглеты - это не единственное решение проблемы с завихрениями. Известно, что они становятся тем слабее, чем больше удлинение крыла. Впрочем, существенно увеличить длину крыла конструкторам не позволяют ограничения, введенные Международной организацией гражданской авиации (ICAO). В частности, размах крыла среднемагистрального самолета не должен превышать 36 метров. Ограничение введено для удобства и безопасности работы с аэродромной инфраструктурой.

Первым пассажирским авиалайнером с винглетами стал Boeing 747-400 в 1985 году. С тех пор конструкция винглетов совершенствовалась, этому способствовало широкое распространение композитных материалов в самолетостроении. Эффективность данного элемента конструкции сильно зависит от конкретной модели самолета и дальности маршрута. Современные исследования показывают, что в среднем по отрасли эти приспособления снижают расходы на топливо на 3.45%. Наибольшую эффективность они продемонстрировали на Boeing 737-800, где расход топлива снизился на 10.49%.