Введение
Поверхность управления полетом, предназначенная для увеличения сопротивления.
В авиации воздушные тормоза, или тормоза скорости, — это тип поверхности управления полетом, используемый на летательном аппарате для увеличения аэродинамического сопротивления. При выпуске в воздушный поток воздушные тормоза увеличивают сопротивление, оказываемое на летательный аппарат. В нерабочем состоянии они принимают обтекаемую форму, соответствующую профилю летательного аппарата, чтобы минимизировать сопротивление. Воздушные тормоза отличаются от спойлеров тем, что предназначены для увеличения сопротивления с минимальным изменением подъемной силы, в то время как спойлеры снижают отношение подъемной силы к сопротивлению и требуют большего угла атаки для поддержания подъемной силы, что приводит к увеличению скорости сваливания.
История
В первые десятилетия развития самолётов с двигателями воздушные тормоза представляли собой закрылки, установленные на крыльях. Управление ими осуществлялось вручную с помощью рычага в кабине пилота и механической тяги, соединенной с воздушным тормозом. Ранний тип воздушного тормоза, разработанный в 1931 году, устанавливался на стойки крыла самолета. В 1936 году Ганс Якобс, возглавлявший немецкую исследовательскую организацию планерных самолетов Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug (DFS) до Второй мировой войны, разработал самодействующие тормоза-закрылки типа «лезвие» на верхней и нижней поверхностях каждого крыла для планеров. Большинство ранних планеров были оснащены спойлерами на крыльях для регулировки угла снижения при заходе на посадку. Более современные планеры используют воздушные тормоза, которые могут снижать подъёмную силу, а также увеличивать сопротивление, в зависимости от их расположения. В британском отчете 1942 года обсуждалась необходимость применения тормозов пикирования для пикирующих бомбардировщиков, торпедоносцев и истребителей, чтобы соответствовать их боевым характеристикам и, в целом, для управления глиссадой. В отчете рассматриваются различные типы воздушных тормозов и их требования, в частности, чтобы они не оказывали существенного влияния на подъёмную силу или трим, и способы достижения этого, например, с помощью разделенных закрылков задней кромки крыла. Также требовалось обеспечить вентиляцию тормозных поверхностей с помощью многочисленных перфораций или щелей для снижения вибрации фюзеляжа. В американском отчете 1949 года описываются многочисленные конфигурации воздушных тормозов и их характеристики на крыльях и фюзеляже для винтовых и реактивных самолетов.
Конфигурации воздушных тормозов
Часто желательны характеристики как спойлеров, так и воздушных тормозов, и в большинстве современных авиалайнеров имеются комбинированные органы управления спойлерами и воздушными тормозами. При посадке выдвижение этих спойлеров ("убирателей подъёмной силы") приводит к значительному снижению подъёмной силы крыла, поэтому вес самолёта переносится с крыльев на шасси. Увеличение веса повышает доступную силу трения для торможения. Кроме того, аэродинамическое сопротивление, создаваемое спойлерами, непосредственно способствует торможению. Обратная тяга также используется для замедления самолёта после посадки. Практически все реактивные самолёты оснащены воздушным тормозом или, в случае большинства авиалайнеров, спойлерами, выполняющими также функцию воздушных тормозов. Винтомоторные самолёты используют естественный тормозящий эффект винта при снижении мощности двигателя до малого газа, но реактивные двигатели не имеют подобного эффекта, поэтому реактивным самолётам необходимо использовать воздушные тормоза для контроля скорости и угла снижения при заходе на посадку. Многие ранние реактивные самолёты использовали парашюты в качестве воздушных тормозов на заходе (Arado Ar 234, Boeing B 47) или после посадки (English Electric Lightning). Раздельные тормоза хвостового оперения использовались на палубном ударном самолёте Blackburn Buccaneer, разработанном в 1950-х годах, а также на авиалайнерах Fokker F28 Fellowship и British Aerospace 146. Тормоз Buccaneer, при открытии, уменьшал длину самолёта в ограниченном пространстве на авианосце. F-15 Eagle, Су-27, F/A-18 Hornet и другие истребители имеют воздушный тормоз, расположенный непосредственно за кабиной пилота.
Поверхности с разделенным управлением
Децелерон — это элерон, который функционирует нормально в полёте, но может разделяться пополам таким образом, что верхняя половина отклоняется вверх, а нижняя — вниз для торможения. Эта техника впервые была применена на F-89 Scorpion и впоследствии использовалась компанией Northrop на нескольких самолётах, включая B-2 Spirit. Аналогичную систему использовал космический шаттл. Вертикально разделённый руль направления раскрывался в виде "створок" при посадке, выполняя функцию воздушного тормоза.