Hlavné časti lietadla. Zariadenie lietadla

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Vynález lietadla umožnil nielen realizovať najstarší sen ľudstva - dobyť oblohu, ale aj vytvoriť najrýchlejší spôsob dopravy. Na rozdiel od teplovzdušných balónov a vzducholodí sú lietadlá málo závislé na rozmaroch počasia, schopné prekonať veľké vzdialenosti vysokou rýchlosťou. Komponenty lietadla pozostávajú z nasledujúcich konštrukčných skupín: krídlo, trup, ostroh, vzletové a pristávacie zariadenia, pohonná jednotka, riadiace systémy, rôzne vybavenie.

Princíp fungovania

Lietadlo – lietadlo (LA) ťažšie ako vzduch, vybavené elektrárňou. Pomocou tejto najdôležitejšej časti lietadla sa vytvára ťah potrebný na let - pôsobiaca (hnacia) sila, ktorú motor (vrtuľový alebo prúdový motor) vyvíja na zemi alebo za letu. Ak je skrutka umiestnená pred motorom, nazýva sa to ťahanie a ak je vzadu, nazýva sa to tlačenie. Motor teda vytvára translačný pohyb lietadla voči okoliu (vzduchu). V súlade s tým sa krídlo pohybuje aj vzhľadom na vzduch, čo vytvára vztlak v dôsledku tohto pohybu dopredu. Preto môže zariadenie zostať vo vzduchu iba vtedy, ak existuje určitá rýchlosť.let.

Ako sa volajú časti lietadla

Prípad pozostáva z nasledujúcich hlavných častí:

• Trup je hlavná časť lietadla, ktorá spája krídla (krídlo), perie, energetický systém, podvozok a ďalšie komponenty do jedného celku. Do trupu sa zmestí posádka, cestujúci (v civilnom letectve), vybavenie, užitočné zaťaženie. Môže tiež obsahovať (nie vždy) palivo, podvozok, motory atď.
• Na pohon lietadla sa používajú motory.
• Krídlo – pracovná plocha určená na vytvorenie zdvihu.
• Vertikálny chvost je navrhnutý pre ovládateľnosť, vyváženie a smerovú stabilitu lietadla vzhľadom na vertikálnu os.
• Horizontálny chvost je navrhnutý pre ovládateľnosť, vyváženie a smerovú stabilitu lietadla vzhľadom na horizontálnu os.

Krídla a trup

Hlavnou časťou konštrukcie lietadla je krídlo. Vytvára podmienky pre splnenie hlavnej požiadavky na možnosť letu - prítomnosť vztlaku. Krídlo je pripevnené ku karosérii (trupe), ktorá môže mať takú či onakú podobu, ale pokiaľ možno s minimálnym aerodynamickým odporom. Na tento účel je vybavený pohodlným aerodynamickým tvarom slzy.

Predná časť lietadla slúži na umiestnenie kokpitu a radarových systémov. Vzadu je takzvaná chvostová jednotka. Slúži na zabezpečenie kontroly počas letu.

Design peria

Predstavte si priemerné lietadlo,chvostová časť je vyrobená podľa klasickej schémy, charakteristickej pre väčšinu vojenských a civilných modelov. V tomto prípade bude horizontálny chvost obsahovať pevnú časť - stabilizátor (z latinského Stabilis, stajňa) a pohyblivú časť - výškovku.

Stabilizátor slúži na stabilizáciu lietadla vzhľadom na priečnu os. Ak je nos lietadla spustený, potom sa chvostová časť trupu spolu s perím zdvihne. V tomto prípade sa zvýši tlak vzduchu na hornom povrchu stabilizátora. Vytvorený tlak vráti stabilizátor (resp. trup) do pôvodnej polohy. Pri zdvihnutí nosa trupu nahor vzrastie tlak prúdu vzduchu na spodnú plochu stabilizátora a ten sa opäť vráti do pôvodnej polohy. Tým je zabezpečená automatická (bez zásahu pilota) stabilita lietadla v jeho pozdĺžnej rovine vzhľadom na priečnu os.

Zadná časť lietadla obsahuje aj vertikálny chvost. Podobne ako vodorovný pozostáva z pevnej časti - kýlu a pohyblivej časti - kormidla. Kýl poskytuje stabilitu pohybu lietadla vzhľadom na jeho vertikálnu os v horizontálnej rovine. Princíp činnosti kýlu je podobný ako u stabilizátora - pri vychýlení nosa doľava sa vychýli kýl doprava, tlak na jeho pravú rovinu sa zväčší a vráti kýl (a celý trup) do predchádzajúceho stavu. pozícia.

S ohľadom na dve osi je teda stabilita letu zabezpečená perím. Ale bola tam ešte jedna os – pozdĺžna. Poskytovať automatickéstabilita pohybu vzhľadom na túto os (v priečnej rovine) konzoly krídla vetroňa sú umiestnené nie vodorovne, ale pod určitým uhlom voči sebe tak, že konce konzol sú vychýlené nahor. Toto umiestnenie pripomína písmeno „V“.

Riadiace systémy

Riadiace plochy sú dôležité časti lietadla určené na ovládanie lietadla. Patria sem krídelká, kormidlá a výškovky. Ovládanie je zabezpečené vzhľadom na rovnaké tri osi v rovnakých troch rovinách.

Výškovka je pohyblivá zadná časť stabilizátora. Ak stabilizátor pozostáva z dvoch konzol, potom existujú dva výťahy, ktoré sa vychyľujú nahor alebo nadol, oba synchrónne. Pomocou neho môže pilot meniť výšku lietadla.

Smerovka je pohyblivá zadná časť kýlu. Pri jej vychýlení jedným alebo druhým smerom na ňu vzniká aerodynamická sila, ktorá otáča lietadlo okolo zvislej osi prechádzajúcej ťažiskom, v opačnom smere ako je smer vychýlenia kormidla. Rotácia pokračuje, kým pilot nevráti kormidlo do neutrálu (nie je vychýlené) a lietadlo sa nepohne novým smerom.

Krídelká (z francúzskeho Aile, krídlo) sú hlavné časti lietadla, ktoré sú pohyblivými časťami konzol krídla. Slúži na ovládanie lietadla vzhľadom na pozdĺžnu os (v priečnej rovine). Keďže konzoly krídla sú dve, sú tu aj dve krídelká. Pracujú synchrónne, ale na rozdiel od výťahov sa vychyľujúnie jedným smerom, ale rôznymi smermi. Ak sa jedno krídelko vychýli hore, tak druhé dole. Na konzole krídla, kde je krídelko vychýlené nahor, sa vztlak zmenšuje a kde je dole, stúpa. A trup lietadla sa otáča smerom k zdvihnutému krídlu.

Motory

Všetky lietadlá sú vybavené pohonnou jednotkou, ktorá im umožňuje vyvinúť rýchlosť a následne zabezpečiť výskyt vztlaku. Motory môžu byť umiestnené v zadnej časti lietadla (typické pre prúdové lietadlá), vpredu (ľahké vozidlá) a na krídlach (civilné lietadlá, transportéry, bombardéry).

Rozdeľujú sa na:

• Jet - prúdové, pulzujúce, dvojokruhové, s priamym prúdením.
• Vrtuľa - piest (vrtuľka), turbovrtuľka.
• Raketa – tekuté, tuhé palivo.

Iné systémy

Samozrejme, dôležité sú aj ostatné časti lietadla. Podvozky umožňujú lietadlám vzlietnuť a pristáť z vybavených letísk. Existujú obojživelné lietadlá, kde sa namiesto podvozku používajú špeciálne plaváky - umožňujú vzlietnuť a pristáť kdekoľvek, kde je vodná plocha (more, rieka, jazero). Modely ľahkých lietadiel vybavených lyžami sú známe prevádzkou v oblastiach so stabilnou snehovou pokrývkou.

Moderné lietadlá sú preplnené elektronickým vybavením, komunikačnými zariadeniami a zariadeniami na prenos informácií. Vojenské letectvo používa sofistikované zbraňové systémy, detekciu cieľov a potlačenie signálu.

Klasifikácia

Podľa plánulietadlá sú rozdelené do dvoch veľkých skupín: civilné a vojenské. Hlavné časti osobného lietadla sa vyznačujú prítomnosťou vybavenej kabíny pre cestujúcich, ktorá zaberá väčšinu trupu. Charakteristickým znakom sú okienka po stranách trupu.

Civilné lietadlá sa delia na:

• Cestujúci – miestne letecké spoločnosti, krátke vzdialenosti (dolet menej ako 2000 km), stredné (dolet menej ako 4000 km), diaľkové (dolet menej ako 9000 km) a medzikontinentálne (dolet viac ako 11 000 km).
• Náklad – ľahký (hmotnosť nákladu do 10 ton), stredný (hmotnosť nákladu do 40 ton) a ťažký (hmotnosť nákladu viac ako 40 ton).
• Špeciálny účel – sanitárne, poľnohospodárske, prieskumné (obhliadka ľadu, prieskum rýb), hasenie požiarov, na letecké snímkovanie.
• Vzdelávacie.

Na rozdiel od civilných modelov časti vojenského lietadla nemajú pohodlnú kabínu s oknami. Hlavnú časť trupu zaberajú zbraňové systémy, spravodajské vybavenie, komunikácia, motory a ďalšie jednotky.

Podľa účelu možno moderné vojenské lietadlá (vzhľadom na bojové úlohy, ktoré plnia) rozdeliť na tieto typy: stíhačky, útočné lietadlá, bombardéry (raketové nosiče), prieskumné, vojenské dopravné, špeciálne a pomocné účely.

Zariadenie lietadla

Konštrukcia lietadiel závisí od aerodynamického dizajnu, podľa ktorého sú vyrobené. Aerodynamická schéma je charakterizovaná počtom základných prvkov a umiestnením nosných plôch. Ak noslietadlo je podobné pre väčšinu modelov, umiestnenie a geometria krídel a chvosta sa môžu značne líšiť.

Rozlišujú sa nasledujúce schémy zariadení lietadla:

• "Klasické".
• Flying Wing.
• "Kačka".
• "Bez chvosta".
• "Tandem".
• Konvertibilná schéma.
• Schéma kombinácií.

Klasické lietadlo

Pozrime sa na hlavné časti lietadla a ich účel. Klasické (normálne) rozmiestnenie komponentov a zostáv je typické pre väčšinu zariadení na svete, či už vojenských alebo civilných. Hlavný prvok - krídlo - funguje v čistom nerušenom prúdení, ktoré hladko obteká krídlo a vytvára určitý vztlak.

Nos lietadla je zmenšený, čo vedie k zníženiu požadovanej plochy (a tým aj hmotnosti) vertikálneho chvosta. Je to preto, že predná časť trupu vyvoláva destabilizujúci moment natočenia okolo vertikálnej osi lietadla. Zmenšenie prednej časti trupu zlepšuje viditeľnosť prednej pologule.

Nevýhody normálnej schémy sú:

• Prevádzka horizontálneho chvosta (HA) v naklonenom a narušenom prúde krídel výrazne znižuje jeho účinnosť, čo si vyžaduje použitie väčšej plochy peria (a následne aj hmotnosti).
• Na zabezpečenie stability letu musí vertikálny chvost (VO) vytvárať záporný zdvih, to znamená smerovať dole. Tým sa znižuje celková účinnosť lietadla: odveľkosť vztlakovej sily, ktorú krídlo vytvára, je potrebné odpočítať silu, ktorá vzniká na GO. Na neutralizáciu tohto javu by sa malo použiť krídlo so zväčšenou plochou (a následne aj hmotnosťou).

Zariadenie lietadla podľa schémy „kačice“

Pri tomto dizajne sú hlavné časti lietadla umiestnené inak ako u „klasických“modelov. V prvom rade sa zmeny dotkli rozloženia vodorovného chvosta. Nachádza sa pred krídlom. Podľa tejto schémy bratia Wrightovci postavili svoje prvé lietadlo.

Výhody:

• Vertikálny chvost pracuje v nerušenom prúdení, čo zvyšuje jeho účinnosť.
• Na zaistenie stability letu generuje oskok kladný vztlak, to znamená, že sa pridáva k vztlaku krídla. To umožňuje zmenšiť jeho plochu a tým aj hmotnosť.
• Prirodzená "anti-spin" ochrana: možnosť prenesenia krídel do superkritických uhlov nábehu pre "kačice" je vylúčená. Stabilizátor je nainštalovaný tak, aby získal vyšší uhol nábehu v porovnaní s krídlom.
• Posúvanie ohniska lietadla späť so zvyšujúcou sa rýchlosťou v schéme „kačice“sa vyskytuje v menšom rozsahu ako pri klasickom rozložení. To má za následok menej zmien v stupni pozdĺžnej statickej stability lietadla, čo zase zjednodušuje charakteristiky jeho riadenia.

Nevýhody „kačacej“schémy:

• Pri páde na ostrohu lietadlo nielenže dosiahne nižšie uhly nábehu, ale tiež sa „prehne“v dôsledku zníženia jeho celkového vztlaku. Toto je obzvlášť nebezpečné vrežimy vzletu a pristátia kvôli blízkosti zeme.
• Prítomnosť perových mechanizmov v prednej časti trupu zhoršuje viditeľnosť dolnej pologule.
• Na zmenšenie plochy predného HE je dôležitá dĺžka prednej časti trupu. To vedie k zvýšeniu destabilizačného momentu vzhľadom na vertikálnu os, a teda k zvýšeniu plochy a hmotnosti konštrukcie.

Lietadlo bez chvosta

V modeloch tohto typu nie je žiadna dôležitá, známa časť lietadla. Fotografia bezchvostových lietadiel (Concorde, Mirage, Vulcan) ukazuje, že nemajú vodorovný chvost. Hlavné výhody tejto schémy sú:

• Zníženie čelného aerodynamického odporu, čo je obzvlášť dôležité pre lietadlá s vysokou rýchlosťou, najmä pri cestovnej. To znižuje náklady na palivo.
• Dosahuje sa vyššia torzná tuhosť krídla, ktorá zlepšuje jeho aeroelastické vlastnosti a vysoká manévrovateľnosť.

Chyby:

• Pre balansovanie v niektorých režimoch letu musí byť časť mechanizačných prostriedkov odtokovej hrany krídla (klapky) a riadiacich plôch vychýlená smerom nahor, čím sa znižuje celkový vztlak lietadla.
• Kombinácia ovládania lietadla vzhľadom na horizontálnu a pozdĺžnu os (kvôli absencii výškovky) zhoršuje vlastnosti jeho ovládania. Absencia špecializovaného peria spôsobuje, že ovládacie plochy umiestnené na odtokovej hrane krídla fungujú (spotrebné) povinnosti a krídelká a výškovky. Tieto ovládacie plochy sa nazývajú elevóny.
• Použitie časti mechanizačného vybavenia na vyváženie lietadla zhoršuje jeho výkon pri vzlete a pristátí.

Flying Wing

Pri tejto schéme v skutočnosti neexistuje taká časť lietadla ako trup lietadla. Všetky objemy potrebné na umiestnenie posádky, užitočného zaťaženia, motorov, paliva a vybavenia sú umiestnené v strede krídla. Táto schéma má nasledujúce výhody:

• Najmenší ťah.
• Najmenšia hmotnosť konštrukcie. V tomto prípade všetka hmota padá na krídlo.
• Keďže pozdĺžne rozmery lietadla sú malé (kvôli chýbajúcemu trupu), destabilizujúci moment okolo jeho vertikálnej osi je zanedbateľný. To umožňuje dizajnérom buď výrazne zmenšiť plochu VO, alebo ju dokonca úplne opustiť (vtáky, ako viete, nemajú vertikálne perie).

Nevýhody zahŕňajú ťažkosti so zabezpečením stability letu lietadla.

Tandem

Schéma "tandem", keď sú dve krídla umiestnené za sebou, sa používa zriedka. Toto riešenie sa používa na zväčšenie plochy krídla pri rovnakých hodnotách jeho rozpätia a dĺžky trupu. Tým sa znižuje špecifické zaťaženie krídla. Nevýhodou tejto schémy je veľký aerodynamický odpor, zvýšenie momentu zotrvačnosti, najmä vo vzťahu k priečnej osi lietadla. Okrem toho so zvyšujúcou sa rýchlosťou letu sa menia charakteristiky pozdĺžneho vyváženia lietadla. Ovládacie plochy na takýchlietadlá môžu byť umiestnené priamo na krídlach aj na perách.

Kombinovaný obvod

V tomto prípade je možné komponenty lietadla kombinovať pomocou rôznych konštrukčných schém. Napríklad vodorovný chvost je umiestnený v prednej časti aj v chvoste trupu. Dá sa na nich použiť takzvané priame ovládanie zdvihu.

V tomto prípade horizontálny nos spolu s klapkami vytvárajú dodatočný zdvih. Náklonový moment, ktorý v tomto prípade nastane, bude zameraný na zvýšenie uhla nábehu (nos lietadla stúpa). Na odvrátenie tohto momentu musí chvostová jednotka vytvoriť moment na zníženie uhla útoku (nos lietadla klesá). Aby ste to dosiahli, sila na chvoste musí smerovať nahor. To znamená, že na prednej časti HE, na krídle a na chvostovej časti HE (a následne na celom lietadle) dochádza k nárastu vztlakovej sily bez jej otáčania v pozdĺžnej rovine. V tomto prípade lietadlo jednoducho stúpa bez akéhokoľvek vývoja vzhľadom na jeho ťažisko. A naopak, s takýmto aerodynamickým usporiadaním lietadla môže vykonávať evolúciu vzhľadom na ťažisko v pozdĺžnej rovine bez toho, aby zmenilo svoju dráhu letu.

Schopnosť vykonávať takéto manévre výrazne zlepšuje výkonnostné charakteristiky manévrovateľných lietadiel. Najmä v kombinácii so systémom priameho riadenia bočnej sily, na realizáciu ktorého musí mať lietadlo nielen chvostové, ale aj nosové pozdĺžne operenie.

Konvertibilná schéma

Zariadenie lietadla postaveného podľa konvertibilnej schémy sa vyznačuje prítomnosťou destabilizátora v prednej časti trupu. Funkciou destabilizátorov je v určitých medziach znížiť, alebo dokonca úplne eliminovať posunutie aerodynamického zamerania lietadla dozadu v režimoch nadzvukového letu. To zvyšuje manévrovateľnosť lietadla (čo je dôležité pre stíhačku) a zvyšuje dolet alebo znižuje spotrebu paliva (to je dôležité pre nadzvukové osobné lietadlo).

Destabilizátory je možné použiť aj v režimoch vzlet/pristátie na kompenzáciu momentu ponoru, ktorý je spôsobený odchýlkou vzletovej a pristávacej mechanizácie (klapky, klapky) alebo prednej časti trupu. V podzvukových letových režimoch je destabilizátor skrytý v strede trupu alebo nastavený na režim korouhvičky (voľne orientovaný pozdĺž prúdenia).