شريحة الحافة الأمامية

الشريحة هي سطح انسيابي على الحافة الأمامية لجناح الطائرة ذات الجناح الثابت . عند طيها، تصبح الشريحة مستوية مع باقي الجناح. يتم فتح الشريحة عن طريق انزلاقها للأمام، مما يفتح فتحة بين الجناح والشريحة. يتدفق الهواء من أسفل الشريحة عبر هذه الفتحة ليحل محل الطبقة الحدية التي كانت تتحرك بسرعة عالية حول الحافة الأمامية للشريحة، فاقدةً جزءًا كبيرًا من طاقتها الحركية بسبب مقاومة الاحتكاك السطحي . عند فتحها، تسمح الشرائح للأجنحة بالعمل بزاوية هجوم أعلى قبل التوقف . مع فتح الشرائح، يمكن للطائرة الطيران بسرعات أبطأ، مما يسمح لها بالإقلاع والهبوط في مسافات أقصر. تُستخدم الشرائح أثناء الإقلاع والهبوط، بالإضافة إلى استخدامها عند القيام بمناورات منخفضة السرعة قد تقرب الطائرة من حالة التوقف. يتم طي الشرائح أثناء الطيران العادي لتقليل مقاومة الهواء .

الشرائح هي أجهزة رفع عالية تُستخدم عادةً في الطائرات المصممة للعمل ضمن نطاق واسع من السرعات. أنظمة الرفارف الخلفية التي تمتد على طول الحافة الخلفية للجناح شائعة في جميع الطائرات.

تشمل الأنواع ما يلي:

معادلة

تستقر الشريحة المزودة بنابض بمحاذاة الحافة الأمامية للجناح، مثبتة في مكانها بفعل قوة الهواء المؤثرة عليها. وعندما تتباطأ الطائرة، تقل قوة الديناميكا الهوائية، فتتمدد الشرائح بفعل النوابض. ويُشار إليها أحيانًا باسم شرائح هاندلي-بيج.

مُثَبَّت

يتم تمديد الشريحة بشكل دائم. ويتم استخدامها أحيانًا في الطائرات المتخصصة منخفضة السرعة (والتي يشار إليها باسم الفتحات ) أو عندما تكون البساطة هي الأولوية على السرعة.

مدعوم

يمكن للطيار التحكم في امتداد الشرائح. وهو شائع الاستخدام في الطائرات التجارية.

عادةً ما يُمثل وتر الشريحة نسبةً قليلةً فقط من وتر الجناح. وقد تمتد الشرائح على الثلث الخارجي من الجناح، أو قد تُغطي الحافة الأمامية بالكامل . اعتقد العديد من رواد الديناميكا الهوائية الأوائل، بمن فيهم لودفيج براندتل ، أن الشرائح تعمل عن طريق توليد تيار عالي الطاقة لتدفق الهواء حول سطح الجناح الرئيسي ، مما يُعيد تنشيط طبقة الهواء الحدودية ويؤخر حدوث التوقف. ^{[ 1 ]} في الواقع، لا تُعطي الشريحة الهواء في الفتحة سرعةً عالية (بل تُقلل من سرعته)، كما لا يُمكن وصفه بالهواء عالي الطاقة لأن جميع الهواء خارج طبقات الهواء الحدودية الفعلية له نفس الحرارة الكلية . التأثيرات الفعلية للشريحة هي: ^{[ 2 ] [ 3 ]}

تأثير الشرائح

يتم تقليل السرعات عند الحافة الأمامية للعنصر السفلي ( الجناح الرئيسي ) بسبب دوران العنصر العلوي (الشرائح) مما يقلل من ذروة الضغط للعنصر السفلي.

تأثير الدورة الدموية

يؤدي دوران العنصر الموجود في اتجاه المصب إلى زيادة دوران العنصر الموجود في اتجاه المنبع، مما يحسن من أدائه الديناميكي الهوائي.

تأثير الإغراق

تزداد سرعة التفريغ عند الحافة الخلفية للشرائح بسبب دوران الجناح الرئيسي، مما يخفف من مشاكل الانفصال أو يزيد من قوة الرفع.

استعادة الضغط بعيدًا عن السطح

يحدث تباطؤ أثر الشريحة بطريقة فعالة، بعيدًا عن التلامس مع الجدار.

تأثير الطبقة الحدية الجديدة

يبدأ كل عنصر جديد بطبقة حدودية جديدة عند حافته الأمامية . يمكن للطبقات الحدودية الرقيقة أن تتحمل تدرجات معاكسة أقوى من الطبقات السميكة. ^{[ 3 ]}

للشق نظير موجود في أجنحة بعض الطيور، وهو الريشة أو مجموعة من الريش التي يمكن للطائر مدها تحت سيطرة "إبهامه".

طُوِّرت الشرائح لأول مرة على يد غوستاف لاخمان عام 1918. وقد دفعه حادث تحطم طائرة رومبلر سي في أغسطس 1917، والذي نجم عن توقف مفاجئ في المحرك، إلى تطوير الفكرة، فصنع نموذجًا خشبيًا صغيرًا في كولونيا بألمانيا عام 1917. وفي ألمانيا عام 1918، قدّم لاخمان طلب براءة اختراع للشرائح الأمامية. ^{[ 4 ]} إلا أن مكتب براءات الاختراع الألماني رفض الطلب في البداية، لعدم اقتناعه بإمكانية تأجيل التوقف المفاجئ عن طريق تقسيم الجناح.

بشكل مستقل عن لاخمان، طورت شركة هاندلي بيج المحدودة في بريطانيا العظمى الجناح المشقوق كوسيلة لتأخير التوقف عن طريق تأخير انفصال التدفق عن السطح العلوي للجناح عند زوايا الهجوم العالية، وقدمت طلبًا للحصول على براءة اختراع في عام 1919؛ ولتجنب الطعن في براءة الاختراع، توصلت إلى اتفاقية ملكية مع لاخمان. في ذلك العام، تم تجهيز طائرة إيركو دي إتش 9 بشرائح وتم اختبارها. ^{[ 5 ]} لاحقًا، تم تعديل طائرة إيركو دي إتش 9 إيه لتصبح طائرة أحادية السطح بجناح كبير مزود بشرائح حافة أمامية كاملة الامتداد وجنيحات حافة خلفية (أي ما يسمى لاحقًا بالقلابات الخلفية) والتي يمكن نشرها بالتزامن مع شرائح الحافة الأمامية لاختبار تحسين الأداء عند السرعات المنخفضة. عُرفت هذه الطائرة لاحقًا باسم هاندلي بيج إتش بي 20. ^{[ 6 ]} بعد عدة سنوات، وبعد أن التحق لاخمان بالعمل في شركة هاندلي بيج للطائرات، كان مسؤولاً عن عدد من تصميمات الطائرات بما في ذلك هاندلي بيج هامبدن .

أصبح ترخيص التصميم أحد أهم مصادر دخل الشركة في عشرينيات القرن الماضي. كانت التصاميم الأصلية عبارة عن فتحة ثابتة قرب الحافة الأمامية للجناح، وهو تصميم استُخدم في عدد من طائرات الإقلاع والهبوط القصيرين . خلال الحرب العالمية الثانية ، زُوّدت الطائرات الألمانية عادةً بنسخة أكثر تطورًا من هذه الشرائح، والتي قللت من مقاومة الهواء عن طريق دفعها للخلف بمحاذاة الحافة الأمامية للجناح بفعل ضغط الهواء ، ثم تبرز للخارج عند ازدياد زاوية الهجوم إلى زاوية حرجة. ومن أبرز هذه الشرائح في ذلك الوقت تلك المستخدمة في طائرة فيزلر إف آي 156 ستورش الألمانية . كانت هذه الشرائح مشابهة في تصميمها للشرائح القابلة للسحب، ولكنها كانت ثابتة وغير قابلة للسحب. سمحت هذه الميزة للطائرة بالإقلاع في رياح خفيفة في مسافة تقل عن 45  مترًا (150  قدمًا) والهبوط في مسافة 18  مترًا (60  قدمًا). استخدمت الطائرات التي صممتها شركة ميسرشميت شرائح الحافة الأمامية الأوتوماتيكية المحملة بنابض كقاعدة عامة، باستثناء طائرة ميسرشميت مي 163 بي كوميت المقاتلة الصاروخية التي صممها ألكسندر ليبيش ، والتي استخدمت بدلاً من ذلك فتحات ثابتة مدمجة مع الحواف الأمامية الخارجية للوحة الجناح وخلفها مباشرة.

بعد الحرب العالمية الثانية، استُخدمت الشرائح أيضًا في الطائرات الأكبر حجمًا، وكانت تُشغَّل عمومًا بواسطة أنظمة هيدروليكية أو كهربائية . وكانت شرائح طائرة A-4 سكاي هوك مزودة بنابض، وتُفتح بفعل ضغط الهواء عند سرعات معينة.

تُبذل جهود بحثية وتطويرية عديدة في مجال التكنولوجيا لدمج وظائف أنظمة التحكم في الطيران ، بما في ذلك الجنيحات والمصاعد والجنيحات والقلابات ، مع الأجنحة لتحقيق الغرض الديناميكي الهوائي مع مزايا تتمثل في تقليل: الكتلة، والتكلفة، ومقاومة الهواء، والقصور الذاتي (لاستجابة تحكم أسرع وأقوى)، والتعقيد (أبسط ميكانيكيًا، وعدد أقل من الأجزاء أو الأسطح المتحركة، وصيانة أقل)، والمقطع الراداري لتحقيق التخفي . ويمكن استخدام هذه التقنيات في العديد من الطائرات بدون طيار وطائرات الجيل السادس المقاتلة .

من بين الأساليب الواعدة التي قد تنافس الشرائح، الأجنحة المرنة. ففي هذه الأجنحة، يمكن تغيير شكل جزء كبير أو كل سطح الجناح أثناء الطيران لتوجيه تدفق الهواء. يُعدّ الجناح المرن النشط X-53 مشروعًا لوكالة ناسا ، بينما يُمثّل الجناح المرن القابل للتكيف جهدًا عسكريًا وتجاريًا مشتركًا. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

• رفرف (علم الطيران)
• أسطح التحكم في الطيران
• رفرف كروجر
• رفرف متدلي للحافة الأمامية
• فتحة متطورة