Křídlo letadla

Vztlak na křídle vzniká jako silová reakce při ohybu svazku proudnic – pohybující se křídlo vychyluje okolní vzduch směrem dolů, načež na křídlo jako reakce působí síla směrem vzhůru. Rozšířené, ale zpochybňované vysvětlení vzniku dynamického vztlaku, je založeno na Bernoulliho rovnici: Profil křídla obtékají proudnice rozdílnou rychlostí – nad křídlem rychleji než pod ním. Tím vzniká nad křídlem podle Bernoulliho rovnice podtlak, kdežto prohnutí spodní plochy a náběhový úhel křídla vytvářejí pod křídlem jistý přetlak. Na náběžné hraně křídla se vzduch rozděluje a na odtokové hraně se proudnice zase spojují. Profil musí být navržen tak, aby na odtokové hraně nevznikaly zbytečné víry. Spojnice krajních bodů profilu (na náběžné a odtokové hraně) se nazývá tětiva profilu. Tětiva profilu svírá s podélnou osou letadla úhel náběhu, který se na vytváření vztlaku podstatně podílí, hlavně při nižších rychlostech.

U šípovitých křídel se proudnice navíc odchylují od osy letadla, čemuž se někdy brání plechovými přepážkami na svrchní ploše. Na koncích křídel vznikají různé víry, které znamenají ztrátu energie a zvýšený odpor. Někdy se jim brání winglety – malými pomocnými aerodynamickými plochami na konci křídel.

Dvouplošník Pitts S1S

Samokřídlo Northropp XB-35

V půdorysu letadla jsou křídla nejčastěji umístěna kolmo na trup a souměrně vůči němu, a to v přední části trupu. Na zadním konci trupu jsou pak menší ocasní plochy. Obrácené uspořádání s menšími plochami vpředu a hlavními vzadu se nazývá kachna. Pro vysoké rychlosti se často volí deltová křídla, které sahají až ke konci trupu. Řada konstruktérů experimentovala se samokřídlem, které žádný trup nemá a i užitečný náklad je umístěn v křídle.

V počátcích letectví, kdy nebyly k dispozici dostatečně výkonné motory, se konstruktéři snažili plochu křídel zvětšit dvojplošným uspořádáním: umísťovali nad sebe dvě podobná křídla, někdy stejně dlouhá, někdy bylo dolní křídlo kratší. Výjimečně se objevila i konstrukce se třemi křídly nad sebou. Pokud byla křídla spojena lanky nebo vzpěrami, byla celková konstrukce také tužší a pevnější. Hlavní nevýhodou dvojplošníků byl podstatně větší čelní odpor, který silně omezoval dosažitelnou rychlost. Proto se zhruba od 30. let 20. století dvojplošníky opustily a téměř úplně je nahradily jednoplošníky, většinou samonosné celokovové konstrukce, která nevyžaduje žádné vzpěry.

Pokud jde o výškové umístění křídel vůči ose trupu, převládaly ve starší době hornoplošníky, které se dnes vyskytují jednak mezi lehkými turistickými letadly, ultralehkými letadly a naopak u největších transportních letadel. Také hydroplány se konstruují jako hornopološníky kvůli přistávání na vodní hladině. Nejběžnější jsou dnes dolnoplošníky, kde se snáze řeší pevné spojení obou polovin křídla (centroplán) než u středoplošníků.

Křídla mohou být přímá, to jest kolmá k ose letadla, anebo šípovitá, což je výhodné pro vyšší rychlosti. Pro nadzvukové rychlosti se používá křídlo ve tvaru písmene delta, případně se využívá měnitelná geometrie křídla křídel, kdy je možné podle potřeb za letu měnit šípovitost křídla (úhel mezi náběžnými hranami obou polovin křídla).

Půdorysný tvar křídla je silně podmíněn jeho konstrukcí a pevností použitých materiálů. U nejstarších letadel s dřevěnou konstrukcí a plátěným potahem byl tvar nejčastěji obdélníkový, případně se zaobleným koncem křídla. Později se s tvary hodně experimentovalo, dnes jsou celokovová křídla nejčastěji lichoběžníkovitá a velkou roli hraje jejich štíhlost, poměr mezi hloubkou a délkou křídla. Vysokou štíhlost potřebují výkonné větroně, protože se tím zvyšuje jejich klouzavost a dosahuje až hodnot kolem 50:1. Pro vyšší rychlosti se vesměs užívají křídla šípovitá.

• 
  Přímé křídlo
• 
  Šípovité křídlo
• 
  Křídlo delta
• 
  Křídlo s proměnnou geometrií

Křídlo má obvykle jeden nebo dva podélné nosníky, často s uzavřeným profilem (obdélník, elipsa, ovál), na něž jsou navlečena příčná žebra, obvykle vylehčená otvory. Potah křídel je na žebra nanýtován a vyroben z plechu, nejčastější materiál jsou slitiny hliníku, pro nejvyšší nároky titan. Náběhová hrana křídla je totiž při vysokých rychlostech silně tepelně namáhána. Potahy křídel nadzvukových letadel se někdy vyrábějí z plného materiálu, například frézováním nebo leptáním, aby se dala dosáhnout co největší pevnost i tvarová přesnost.

V křídlech dopravních letadel bývají umístěny palivové nádrže, aby byly co nejblíže k těžišti letadla a aby se tak toto těžiště během letu příliš neposouvalo. Nicméně i tak mívají letadla automatické přečerpávací systémy, jimiž se letadlo podélně vyvažuje. Konstrukci křídel komplikuje samozřejmý požadavek, aby se dala poměrně jednoduše a rychle odmontovat, například při přepravě a opravách letadla.

Řídící plochy na křídle letadla: 1- winglet; 2, 3 – křidélko (aileron) pro nízké a vysoké rychlosti; 4 – podpěry vztlakových klapek; 5 – Krügerova klapka; 6 – sloty; 7, 8 - vztlakové klapky; 9 – spoiler; 10 – aerodynamická brzda

Natáčení letadla kolem jeho podélné osy se zprvu řešilo prostým ohýbáním krajů křídla na koncích lanky. Později vznikla křidélka, která slouží i k vyrovnávání nežádoucího kývání kolem podélné osy zejména při přistávání. Protože moderní letadla mají létat vysokou rychlostí a přistávat co nejnižší, mívají celou řadu pohyblivých prvků, které mění aerodynamické vlastnosti křídla. Na náběžné hraně to jsou tak zvané sloty, které vytvářejí štěrbinu před křídlem a zvyšují tím vztlak. Pokud jsou pohyblivé, nazývají se slaty (slats). Na odtokové hraně jsou to vztlakové klapky, rovněž užívané při startu a přistání, které podstatně mění profil křídla i úhel náběhu. Na svrchní ploše křídla nad nimi jsou umístěny aerodynamické brzdy a spoilery (rušiče vztlaku), které letadlo v okamžiku přistání brzdí a zároveň zvyšují tlak na podvozek, aby se zajistila účinnost podvozkových brzd a zabránilo smyku. Spoilery se někdy užívají i za letu při strmějším klesání.

Na křídlech větších letadel jsou kromě toho často upevněny motorové gondoly a do nich se obvykle také zatahují podvozky. Mechanika podvozků je neobyčejně složitá a přitom musí být velmi spolehlivá.

• Josef Fendrych, Bohumil Pícha: Konstrukce letounů, Vysoká škola strojní a textilní, Liberec 1986
• Michail Nikolajevič Suľženko: Konstrukce letadel, Státní nakladatelství technické literatury, Praha 1954

• Dopravní letoun
• Rozpětí křídel
• Stupnění křídel
• Sklopné křídlo

• Obrázky, zvuky či videa k tématu křídlo letadla na Wikimedia Commons