Znaczenie klap w samolocie — dlaczego skrzydło zmienia kształt?

🕗 6 minut | 19 sierpnia 2024 | Tekst Mateusz Łapuć | Redakcja Klara Krysiak

Jeśli przed startem i lądowaniem samolotu patrzysz na skrzydło, to nieraz widzisz, że zmienia ono swój kształt — jego tylna część rozszerza się lub wraca do pozycji wyjściowej. To klapy samolotu, które znajdują się na krawędziach skrzydeł samolotu i pełnią niezwykle istotne funkcje. Jakie? Tego dowiesz się z naszego artykułu.

Przeczytaj również:

• Kim są kontrolerzy ruchu lotniczego? Niezastąpiony organ w lotnictwie
• Marszałek na lotnisku – kim jest koordynator ruchu naziemnego?
• Czym jest biała smuga kondensacyjna za samolotem?

Klapy samolotu to jeden z kluczowych elementów mechanizacji skrzydła, który pozwala na zmienianie jego kształtu, bezpośrednio wpływając na charakterystykę lotu. Klapy samolotu pełnią kluczową i zasadniczą rolę w zwiększaniu siły nośnej lub oporu aerodynamicznego — w zależności od potrzeb.

Wysunięte klapy samolotu są szczególnie istotne podczas startu i lądowania, gdy samolot potrzebuje pozyskać dodatkową siłę nośną przy niższych prędkościach. Klapy samolotu znacząco wpływają na właściwości aerodynamiczne skrzydła, co jest kluczowe dla bezpiecznych i efektywnych operacji lotniczych.

Wychylenie klapy powoduje zwiększenie siły nośnej skrzydła poprzez zmienianie kształtu profilu i zwiększenia powierzchni nośnej skrzydła. Wysunięte klapy samolotu powodują, że kąt natarcia skrzydła samolotu rośnie, przez co powietrze nad skrzydłem przemieszcza się szybciej niż pod nim, wpływając na jeszcze większą różnicę ciśnień.

Ta różnica ciśnień generuje większą siłę nośną, która jest niezbędna do utrzymania samolotu w powietrzu przy niższych prędkościach, takich jak podczas startu lub lądowania. Mówiąc prościej — profil skrzydła z wypuszczonymi klapami samolotu jest bardziej wysklepiony, a co za tym idzie — współczynnik siły nośnej rośnie.

Klapy samolotu pełnią istotną funkcję dla bezpiecznych i zgodnych z procedurami lotów. Są niezbędne w kluczowych fazach lotu, takich jak start i lądowanie. Klapy umożliwiają samolotowi lot przy niższych prędkościach i zmniejszenie prędkości minimalnej.

Jak już wiesz, niektóre klapy zwiększają powierzchnię skrzydła, a ich wysunięcie możliwe jest w kilku pozycjach, wyrażonych w stopniach. Klapy wychylane są stopniowo. Do startu, kąt wychylenia klap samolotu wynosi najczęściej około 15 stopni, a do lądowania około 30 stopni. Warto wiedzieć, że większe wychylenie klap wpływa na większy opór aerodynamiczny, a przez to zmniejszenie prędkości lotu samolotu.

Wiemy już, że klapy umożliwiają samolotowi zmienianie jego właściwości aerodynamicznych oraz mają wpływ na siłę nośną. Rozwijająca się lotnicza technologia oraz różnorodność statków powietrznych sprawia, że powstało wiele rodzajów klap skrzydłowych. Każda z nich ma swoje unikalne właściwości i pełni specyficzne funkcje, takie jak zwiększenie siły nośnej samolotu, redukcja prędkości czy poprawa przepływu powietrza w okolicy skrzydła. Wybór odpowiedniego rodzaju klapy zależy od konstrukcji samolotu i jego przeznaczenia. Poniżej przedstawiamy kilka najważniejszych typów klap samolotu.

Klapa zwykła jest najprostszym typem klapy samolotu, która jest zawieszona na tylnej krawędzi skrzydła. Wysunięta klapa zwiększa kąt natarcia i zakrzywienie skrzydła, co zwiększa siłę nośną. Jednak wzrost siły nośnej jest ograniczony, a jednocześnie wzrasta opór aerodynamiczny. Klapy zwykłe są najczęściej stosowane w małych samolotach.

Klapa krokodylowa ma podobną budowę i konstrukcję co klapa zwykła, jednak jej ruchomym elementem mechanizacji jest dolna powierzchnia skrzydła. Klapa krokodylowa może być wykorzystywana w celu zmniejszania prędkości lotu samolotu jako hamulec aerodynamiczny. Jest to możliwe za sprawą większego przyrostu siły oporu, nie tracąc jednocześnie niezbędnej do lotu siły nośnej.

Klapa szczelinowa to bardziej zaawansowany typ klapy, która po wysunięciu tworzy szczelinę między klapą a skrzydłem. Ta szczelina pozwala na przepływ powietrza przez nią, co minimalizuje odrywanie się strug powietrza od górnej powierzchni skrzydła, a tym samym zwiększa siłę nośną i stabilność przy dużych kątach natarcia. Klapy szczelinowe są często używane w samolotach komercyjnych, gdzie wydajność i efektywność są priorytetem.

Ten rodzaj klap możemy podzielić na trzy kategorie:

• klapy jednoszczelinowe,

• klapy dwuszczelinowe,

• klapy trójszczelinowe.

Konstrukcja klapy Fowlera to skomplikowany mechanizm, który nie tylko zwiększa krzywiznę skrzydła, ale także jego powierzchnię. Wysuwając się, klapa Fowlera przesuwa się w dół i w tył, co skutkuje dużym wzrostem siły nośnej. Dzięki temu, tak jak przy innych typach klap samolot może startować i lądować przy niższych prędkościach. Jest to jedno z najbardziej efektywnych rozwiązań stosowanych w dużych samolotach pasażerskich.

Oprócz wymienionych w artykule rodzajów klap, wyróżniamy także inne typy klap samolotu, takie jak — klapa Kruegera, czy klapa Junkersa.

Działania klap oraz technologia klap samolotu związana jest z określonymi systemami sterującymi, które umożliwiają precyzyjną kontrolę nad ich położeniem. Współczesne samoloty wykorzystują najczęściej systemy elektrohydrauliczne lub elektryczne, które zapewniają szybkie i niezawodne działanie mechanizmu. Pilot z kokpitu, przy pomocy konkretnej dźwigni, ma możliwość użycia klap i ustawienia ich w pożądanej pozycji.

Innym, istotnym elementem mechanizacji części skrzydła samolotu są tak zwane skrzela, określane również slotami. Położone są one wzdłuż krawędzi natarcia skrzydła i podobnie jak klapy, poprawiają zdolności aerodynamiczne statku powietrznego.

W skrzela wyposażone są najczęściej skrzydła dużego samolotu, a ich zadaniem jest opóźnianie odrywania się strug powietrza w połączeniu z klapami, umożliwiając lot na niższej prędkości. Skrzela i klapy powodują duży wzrost siły nośnej, a także skracają drogę startu i lądowania samolotu.