A repülőgép fő részei. Repülőgép eszköz

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A repülőgép feltalálása nemcsak az emberiség legősibb álmának – az ég meghódításának – megvalósítását tette lehetővé, hanem a leggyorsabb közlekedési mód megteremtését is. A hőlégballonokkal és léghajókkal ellentétben a repülőgépek kevéssé függenek az időjárás szeszélyeitől, nagy sebességgel képesek nagy távolságokat megtenni. A repülőgép alkatrészei a következő szerkezeti csoportokból állnak: szárny, törzs, légterelő, fel- és leszálló eszközök, erőmű, vezérlőrendszerek, különféle berendezések.

Működési elv

Repülőgép – a levegőnél nehezebb repülőgép (LA), erőművel felszerelve. A repülőgép e legfontosabb részének segítségével jön létre a repüléshez szükséges tolóerő - az a ható (hajtó) erő, amelyet a motor (propeller vagy sugárhajtómű) a földön vagy repülés közben fejleszt. Ha a csavar a motor előtt helyezkedik el, azt húzásnak, ha mögötte, lökést nevezzük. Így a hajtómű létrehozza a repülőgép transzlációs mozgását a környezethez (levegőhöz) képest. Ennek megfelelően a szárny a levegőhöz képest is elmozdul, ami ezen előremozgás eredményeként emelést hoz létre. Ezért a készülék csak bizonyos sebesség mellett maradhat a levegőben.repülés.

Hogy hívják a repülőgép alkatrészeit

A tok a következő fő részekből áll:

• A törzs a repülőgép fő teste, amely egyetlen egésszé köti össze a szárnyakat (szárnyat), a tollazatot, az energiarendszert, a futóművet és az egyéb alkatrészeket. A törzsben elfér a személyzet, az utasok (a polgári repülésben), a felszerelés, a rakomány. Üzemanyag, alváz, motorok stb. befogadására is alkalmas (nem mindig).
• A hajtóművek a repülőgép meghajtására szolgálnak.
• Szárny – emelőképesség létrehozására tervezett munkafelület.
• A függőleges farok célja a repülőgép irányíthatósága, kiegyensúlyozása és iránystabilitása a függőleges tengelyhez képest.
• A vízszintes farok célja a repülőgép irányíthatósága, kiegyensúlyozása és iránystabilitása a vízszintes tengelyhez képest.

Szárnyak és törzs

A repülőgép szerkezetének fő része a szárny. Megteremti a feltételeket a repülés lehetőségének fő követelménye - a lift megléte - teljesítéséhez. A szárny a karosszériához (törzshöz) kapcsolódik, ami lehet ilyen vagy olyan, de lehetőleg minimális aerodinamikai ellenállással. Ehhez kényelmesen áramvonalas könnycsepp alakkal van ellátva.

A repülőgép eleje a pilótafülke és a radarrendszerek elhelyezésére szolgál. Hátul található az úgynevezett farokegység. Repülés közbeni irányítás biztosítására szolgál.

Tollazat kialakítása

Vegyünk egy átlagos repülőgépet,amelynek farokrésze a legtöbb katonai és polgári modellre jellemző klasszikus séma szerint készül. Ebben az esetben a vízszintes farok tartalmazni fog egy rögzített részt - a stabilizátort (a latin Stabilis szóból: stabil) és egy mozgatható részt - a liftet.

A stabilizátor arra szolgál, hogy stabilizálja a repülőgépet a keresztirányú tengelyhez képest. Ha a repülőgép orrát leengedik, akkor ennek megfelelően a törzs farokrésze a tollazattal együtt felemelkedik. Ebben az esetben a légnyomás a stabilizátor felső felületén megnő. A keletkezett nyomás visszahelyezi a stabilizátort (illetve a törzset) az eredeti helyzetébe. A törzs orrának felemelésekor a légáram nyomása megnő a stabilizátor alsó felületén, és az ismét visszaáll eredeti helyzetébe. Így biztosított a repülőgép automatikus (pilóta beavatkozása nélkül) stabilitása a keresztirányú tengelyhez viszonyított hosszirányú síkjában.

A repülőgép hátulja függőleges farokkal is rendelkezik. A vízszinteshez hasonlóan egy rögzített részből - a gerincből és egy mozgatható részből - a kormányból áll. A gerinc stabilitást ad a repülőgép mozgásának a függőleges tengelyéhez képest vízszintes síkban. A gerinc működési elve hasonló a stabilizátoréhoz - amikor az orr balra eltér, a gerinc jobbra fordul, a jobb síkra nehezedő nyomás megnő, és visszaállítja a gerincet (és a teljes törzset) a korábbi állapotába. pozíció.

Így két tengely tekintetében a repülési stabilitást a tollazat biztosítja. De volt még egy tengely - a hosszanti. Az automatikusa mozgás stabilitása ehhez a tengelyhez (a keresztirányú síkban) a vitorlázó szárnykonzolokat nem vízszintesen, hanem egymáshoz képest bizonyos szögben helyezik el úgy, hogy a konzolok végei felfelé elhajlanak. Ez az elhelyezés a "V" betűhöz hasonlít.

Vezérlőrendszerek

A vezérlőfelületek fontos részei a repülőgépnek, amelyet a repülőgép irányítására terveztek. Ide tartoznak a csűrők, kormánykormányok és felvonók. A vezérlés ugyanazon három tengelyhez képest ugyanabban a három síkban történik.

A felvonó a stabilizátor mozgatható hátsó része. Ha a stabilizátor két konzolból áll, akkor ennek megfelelően két felvonó van, amelyek felfelé vagy lefelé térnek el, mindkettő szinkronban. Ezzel a pilóta megváltoztathatja a repülőgép magasságát.

A kormánylapát a gerinc mozgatható hátsó része. Egyik vagy másik irányba eltérítésekor aerodinamikai erő lép fel rajta, ami a repülőgépet a tömegközépponton átmenő függőleges tengely körül, a kormánylapát elhajlásának irányával ellentétes irányba forgatja. A forgás addig folytatódik, amíg a pilóta vissza nem állítja a kormányt üresbe (nem téríti el), és a repülőgép az új irányba nem indul.

A csűrők (a francia Aile szóból szárny) a repülőgép fő részei, amelyek a szárnykonzolok mozgó részei. A repülőgép hossztengelyéhez viszonyított irányítására szolgál (a keresztirányú síkban). Mivel két szárnykonzol van, ezért van két csűrő is. Szinkronban működnek, de a liftekkel ellentétben eltérneknem egy irányba, hanem különböző irányokba. Ha az egyik csűrő felfelé tér el, akkor a másik lefelé. A szárnykonzolon, ahol a csűrő felfelé terelődik, csökken az emelés, ahol lefelé, ott nő. És a repülőgép törzse a megemelt csűrő felé forog.

Motorok

Minden repülőgép olyan erőművel van felszerelve, amely lehetővé teszi a sebesség növelését, és ennek következtében az emelés előfordulását. A motorok elhelyezhetők a repülőgép hátulján (jellemzően a sugárhajtású repülőgépeknél), elülső részén (könnyű járművek) és a szárnyakon (polgári repülőgépek, szállítóeszközök, bombázók).

A következőkre oszthatók:

• Jet - turbósugárhajtómű, pulzáló, kétkörös, közvetlen áramlású.
• Légcsavar - dugattyú (propeller), turbópropeller.
• Rakéta – folyékony, szilárd tüzelőanyag.

Egyéb rendszerek

Természetesen a repülőgép egyéb részei is fontosak. Az alváz lehetővé teszi a repülőgépek fel- és leszállását a felszerelt repülőterekről. Vannak kétéltű repülőgépek, ahol futómű helyett speciális úszót használnak - ezek lehetővé teszik a fel- és leszállást bárhol, ahol víz van (tenger, folyó, tó). A sílécekkel felszerelt könnyű repülőgép-modellek stabil hótakarójú területeken használhatók.

A modern repülőgépek tele vannak elektronikus berendezésekkel, kommunikációs és információátviteli eszközökkel. A katonai repülés kifinomult fegyverrendszereket, célfelderítést és jelelnyomást alkalmaz.

Osztályozás

A szándék szerintA repülőgépeket két nagy csoportra osztják: polgári és katonai. Az utasszállító repülőgépek fő részeit az utasok számára felszerelt kabin jellemzi, amely a törzs nagy részét elfoglalja. Különleges jellemzők a hajótest oldalain lévő lőrések.

A polgári repülőgépek a következőkre oszthatók:

• Utasok – helyi légitársaságok, hosszú távú, rövid (2000 km-nél kisebb hatótáv), közepes (4000 km-nél kisebb hatótáv), hosszú távú (9000 km-nél kevesebb hatótáv) és interkontinentális (11 000 km-nél nagyobb hatótáv).
• Rakomány - könnyű (a rakomány tömege legfeljebb 10 tonna), közepes (a rakomány súlya legfeljebb 40 tonna) és nehéz (a rakomány súlya több mint 40 tonna).
• Különleges cél - egészségügyi, mezőgazdasági, felderítés (jégfelderítés, halfelderítés), tűzoltás, légi fényképezéshez.
• Oktatási.

A polgári modellekkel ellentétben a katonai repülőgépek egyes részein nincs kényelmes ablakos kabin. A törzs nagy részét fegyverrendszerek, hírszerző berendezések, kommunikáció, hajtóművek és egyéb egységek foglalják el.

Cél szerint a modern katonai repülőgépek (figyelembe véve az általuk végrehajtott harci feladatokat) a következő típusokra oszthatók: vadászrepülőgépek, támadórepülőgépek, bombázók (rakétahordozók), felderítő, katonai szállító, speciális és segédcélú.

Repülőgép eszköz

A repülőgépek kialakítása attól függ, hogy milyen aerodinamikai kialakítással készültek. Az aerodinamikai sémát az alapelemek száma és a csapágyfelületek elhelyezkedése jellemzi. Ha az orrA repülőgépek a legtöbb modellnél hasonlóak, a szárnyak és a farok elhelyezkedése és geometriája nagyon eltérő lehet.

A következő repülőgép-eszköz-sémákat különböztetjük meg:

• "Klasszikus".
• Flying Wing.
• "Kacsa".
• "farok nélküli".
• "Tandem".
• Konvertálható séma.
• Kombinációs séma.

Klasszikus repülőgép

Vegyük fontolóra a repülőgép fő részeit és azok rendeltetését. Az alkatrészek és szerelvények klasszikus (normál) elrendezése jellemző a világ legtöbb eszközére, legyen az katonai vagy polgári. A fő elem - a szárny - tiszta, zavartalan áramlásban működik, amely egyenletesen áramlik a szárny körül, és bizonyos emelést hoz létre.

A repülőgép orra lecsökken, ami a függőleges farok szükséges területének (és így tömegének) csökkenéséhez vezet. Ennek az az oka, hogy az elülső törzs destabilizáló elfordulási nyomatékot idéz elő a repülőgép függőleges tengelye körül. Az elülső törzs csökkentése javítja az elülső félteke láthatóságát.

A normál séma hátrányai:

• A vízszintes farok (HA) működése ferde és zavart szárnyáramban jelentősen csökkenti annak hatékonyságát, ami nagyobb területű tollazat (és ennek következtében tömeg) alkalmazását teszi szükségessé.
• A repülés stabilitásának biztosítása érdekében a függőleges faroknak (VO) negatív emelést kell létrehozni, azaz lefelé kell irányítani. Ez csökkenti a repülőgép általános hatékonyságát: tóla szárny által keltett emelőerő nagyságából ki kell vonni a GO-n keletkező erőt. Ennek a jelenségnek a semlegesítésére nagyobb területű (és ennek következtében tömegű) szárnyat kell használni.

A repülőgép eszköze a "kacsa" séma szerint

Ennél a kialakításnál a repülőgép fő részei másképp helyezkednek el, mint a "klasszikus" modelleken. Mindenekelőtt a változások a vízszintes farok elrendezését érintették. A szárny előtt található. E séma szerint a Wright fivérek megépítették első repülőgépüket.

Előnyök:

• A függőleges farok zavartalan áramlásban működik, ami növeli a hatékonyságát.
• A repülési stabilitás biztosítása érdekében az empennage pozitív emelést generál, azaz hozzáadódik a szárny emeléséhez. Ez lehetővé teszi a terület és ennek megfelelően a tömegének csökkentését.
• Természetes "kipörgésgátló" védelem: kizárt a szárnyak szuperkritikus támadási szögekbe való áthelyezése a "kacsák" esetében. A stabilizátor úgy van felszerelve, hogy a szárnyhoz képest nagyobb ütési szöget kapjon.
• A repülőgép fókuszának növekvő sebességgel történő visszamozgatása a "kacsa" sémában kisebb mértékben fordul elő, mint a klasszikus elrendezésben. Ez kevesebb változást eredményez a repülőgép hosszirányú statikus stabilitásának mértékében, viszont leegyszerűsíti a vezérlés jellemzőit.

A „kacsa” séma hátrányai:

• A repülõgép megtorpanásakor nem csak alacsonyabb támadási szögeket ér el, hanem a teljes felhajtóerejének csökkenése miatt „megereszkedik”. Ez különösen veszélyes ittfel- és leszállási módok a talaj közelsége miatt.
• A tollazati mechanizmusok jelenléte az elülső törzsben rontja az alsó félteke láthatóságát.
• Az elülső HE területének csökkentése érdekében az elülső törzs hosszát jelentőssé teszik. Ez a függőleges tengelyhez képest a destabilizáló nyomaték növekedéséhez, és ennek megfelelően a szerkezet területének és tömegének növekedéséhez vezet.

Fark nélküli repülőgép

Az ilyen típusú modellekben nincs fontos, ismerős része a repülőgépnek. A farok nélküli repülőgépek fotója (Concorde, Mirage, Vulcan) azt mutatja, hogy nincs vízszintes farok. Ennek a rendszernek a fő előnyei:

• Az elülső aerodinamikai légellenállás csökkentése, ami különösen fontos a nagy sebességű repülőgépeknél, különösen az utazóknál. Ez csökkenti az üzemanyagköltségeket.
• A szárny nagyobb torziós merevsége, ami javítja aeroelasztikus jellemzőit, és jó manőverezhetőségi jellemzőket ér el.

Hibák:

• Egyes repülési módokban a kiegyensúlyozáshoz a szárny hátsó élének (szárnyak) és a vezérlőfelületek gépesítésének egy részét felfelé kell elhajtani, ami csökkenti a repülőgép teljes emelését.
• A repülőgép vezérlőelemeinek vízszintes és hosszanti tengelyhez viszonyított kombinációja (a lift hiánya miatt) rontja a repülőgép kezelési jellemzőit. A speciális tollazat hiánya a szárny kifutó élén található vezérlőfelületek teljesítményét (aszükséges) feladatok és csűrők, valamint liftek. Ezeket a vezérlőfelületeket elevonoknak nevezzük.
• A gépesítő berendezés egy részének használata a repülőgép kiegyensúlyozására rontja annak fel- és leszállási teljesítményét.

Flying Wing

Ennél a rendszernél valójában nincs olyan része a repülőgépnek, mint a törzs. A legénység, a hasznos teher, a motorok, az üzemanyag, a felszerelés elhelyezéséhez szükséges összes térfogat a szárny közepén található. Ennek a sémának a következő előnyei vannak:

• Legkisebb húzás.
• A szerkezet legkisebb tömege. Ebben az esetben az összes tömeg a szárnyra esik.
• Mivel a repülőgép hosszirányú méretei kicsik (törzs hiánya miatt), a függőleges tengely körüli destabilizáló nyomaték elhanyagolható. Ez lehetővé teszi a tervezők számára, hogy jelentősen csökkentsék a VO területét, vagy akár teljesen elhagyják azt (a madaraknak, mint tudod, nincs függőleges tollazatuk).

A hátrányok közé tartozik, hogy nehéz biztosítani a repülőgép repülésének stabilitását.

Tandem

A "tandem" sémát, amikor két szárny egymás után helyezkedik el, ritkán használják. Ezt a megoldást a szárny területének növelésére használják a fesztávolság és a törzshossz azonos értékeivel. Ez csökkenti a szárny fajlagos terhelését. Ennek a sémának a hátránya a nagy aerodinamikai ellenállás, a tehetetlenségi nyomaték növekedése, különösen a repülőgép keresztirányú tengelyéhez képest. Ezenkívül a repülési sebesség növekedésével a repülőgép hosszirányú kiegyensúlyozásának jellemzői megváltoznak. Vezérlőfelületek ilyenekenA repülőgép közvetlenül a szárnyakon és a tollazaton egyaránt elhelyezhető.

Kombinációs áramkör

Ebben az esetben a repülőgép alkatrészei különféle tervezési sémák segítségével kombinálhatók. Például vízszintes farok van mind az orrban, mind a törzs farkában. Az úgynevezett közvetlen emelésvezérlés használható rajtuk.

Ebben az esetben a vízszintes orr a szárnyakkal együtt további emelést hoz létre. Az ebben az esetben fellépő dőlési nyomaték a támadási szög növelésére irányul (a repülőgép orra felemelkedik). Ennek a pillanatnak a kivédéséhez a farok egységnek egy pillanatot kell létrehoznia a támadási szög csökkentésére (a repülőgép orra leesik). Ehhez a farokra ható erőt is felfelé kell irányítani. Ez azt jelenti, hogy a HE orron, a szárnyon és a HE farokon (és ennek következtében az egész repülőgépen) növekszik az emelőerő anélkül, hogy a hosszanti síkban elfordulna. Ebben az esetben a repülőgép egyszerűen felemelkedik anélkül, hogy a tömegközéppontjához képest bármiféle evolúció lenne. És fordítva, a repülőgép ilyen aerodinamikai elrendezésével képes a tömegközépponthoz viszonyított fejlődést végrehajtani a hosszanti síkban anélkül, hogy megváltoztatná a repülési útvonalát.

Az ilyen manőverek végrehajtásának lehetősége jelentősen javítja a manőverezhető repülőgépek teljesítményjellemzőit. Különösen az oldalirányú erőt közvetlenül szabályozó rendszerrel kombinálva, amelynek megvalósításához a repülőgépnek nemcsak a farkának, hanem az orrának hosszirányú tollazatával is rendelkeznie kell.

Convertible Schema

A kabriós séma szerint épített repülőgép eszközét az elülső törzsben lévő destabilizátor jellemzi. A destabilizátorok feladata, hogy bizonyos határok között csökkentsék, vagy akár teljesen kiküszöböljék a repülőgép aerodinamikai fókuszának hátrafelé történő elmozdulását szuperszonikus repülési módokban. Ez növeli a repülőgép manőverezhetőségét (ami fontos egy vadászgép számára), és növeli a hatótávolságot vagy csökkenti az üzemanyag-fogyasztást (ez fontos egy szuperszonikus utasszállító repülőgépnél).

A destabilizátorok fel-/leszállás üzemmódban is használhatók a merülési pillanat kompenzálására, amelyet a fel- és leszállási gépesítés (szárnyak, szárnyak) vagy az elülső törzs eltérése okoz. Szubszonikus repülési módokban a destabilizátor a törzs közepén van elrejtve, vagy szélkakas üzemmódra van állítva (szabadon az áramlás mentén).