Unde este chila avionului? Keel al aeronavei: construcția

Chiar și o persoană care nu a văzut niciodată marea înainte, cu siguranță știe cuvintele de despărțire: "Șapte metri sub chilă". Și nu există întrebări. Chila navei este cea mai importantă parte constructivă, pe care sunt atașate multe detalii ale navei. Dar știe cineva unde se află chila avionului și în ce scop?

Ce este?

Acest "organ" de stabilitate, care vă permite să salvați avioane cursul dat. Spre deosebire de nave, chilele aeronavei fac parte integrantă din coada verticală. În partea de jos a fuselajului, nu există nici o chilă pentru mașinile de zbor! Dar există o subtilitate. Faptul este că această parte este strâns legată de elementele de putere ale fuselajului, dar din acest motiv există ceva comun în mare și în aer. Deci unde e chila avionului? Pur și simplu, aceasta este partea verticală a coada.

Acesta este plasat în mișcare, fixat în trei puncte, linia axială simetrică a aeronavei. Arată ca un trapez ideal. În mod tipic, chila avionului constă din spărturi, coaste și piele. Acest sistem este clasic, puțin schimbat de la apariția primei aeronave. Spărul frontal este înclinat (de regulă).

Diagrame de planificare

Cel mai adesea, chila este una singură, dar în unele cazuri este făcută dublă și chiar triplu (pe bombardiere cu elice). În acest din urmă caz, acest lucru este necesar pentru a asigura o stabilitate ridicată a mașinii grele. De altfel, toate avioanele de la locul chilei sunt împărțite în trei tipuri:

• Construit conform schemei normale. Acesta este, de exemplu, chila lui A321.
• "Rațe", adică aeronave, în care coada orizontală a chilei este situată în fața aripilor.
• "Tailless". Din chile, este lăsată doar coada verticală, eleronele orizontale lipsesc complet.

Desigur, ultimele două soiuri sunt mai tipice pentru "comunitatea" aeronavelor militare, deoarece o astfel de plasare a chilei este necesară pentru a face aeronava deosebit de mare manevrabilitate.

În unele cazuri sunt folosite și construcții mai complexe. De exemplu, creasta podkilievye (acestea sunt, de asemenea, chilele ventrale). Acestea sunt folosite pe unele aeronave supersonice, unde menținerea stabilității ideale în timpul zborului este vitală. Astfel, sub chila avionului (aici am descoperit deja) există un aflux suplimentar și masiv. De cele mai multe ori există o situație în care penajul orizontal al cozii trebuie în general să fie dus la partea superioară a chilei. Acest lucru se întâmplă dacă motoarele sunt instalate în pupa avionului. Un astfel de sistem, de exemplu, poate fi văzut pe avioanele interne de marfă și pasageri Il.

Pentru ce este?

După cum știți, vremea fără vânt este o raritate incredibilă, care nu se întâmplă mai des decât de câteva ori pe an. În cele mai multe cazuri, există un vânt, iar puterea și direcția lui pot fi radical diferite. Când avionul zboară, rafalele de vânt pot afecta puternic direcția și cursul. Aeronava trebuie să fie proiectată să se întoarcă la o poziție stabilă pe cont propriu. Numai în acest caz este posibil un zbor sigur.

Scopul principal

Principala regulă de construire a chilei este aceea de ao plasa astfel încât să nu cadă sub nicio formă în urma aripii. În caz contrar, este posibilă o încălcare bruscă a stabilității cursului de schimb, iar în cele mai grave situații - deformarea fizică și distrugerea întregii unități de coadă. Deci, scopul principal al chilei este acela de a menține stabilitatea pistei.

Proiectarea mai multor aeronave este de așa natură încât această parte este mobilă. Prin ajustarea magnitudinii deflecției chilei, echipajul controlează direcția cursului. Excepția este aeronava militară, în care motoarele cu un vector de împingere controlat sunt responsabile de schimbarea direcției de zbor. În cazul lor, a face un avion mobil chile (fotografia este în articol) este proastă, deoarece supraîncărcarea în timpul manevrelor este de așa natură încât pur și simplu se prăbușește.

Ce tipuri de stabilitate sunt furnizate de chile?

Există trei tipuri de stabilitate, de dragul conservării cărora chilele sunt incluse în proiectarea aeronavei:

• Track.
• Longitudinal.
• Transversal.

Vom aborda toate aceste soiuri în detaliu. Deci, stabilitatea drumurilor. Trebuie amintit faptul că în cazul pierderii stabilității longitudinale a fuselajului în timpul zborului, aeronava va continua să zboare de ceva timp datorită forței inerțiale. După aceea, fluxul de aer începe să curgă în spatele avionului, care se află în spatele centrului de greutate. În acest caz, chila împiedică apariția unei forțe de rotație care forțează aeronava să se rotească în jurul axei sale.

Stabilitatea longitudinală. Să presupunem că o aeronavă zboară în mod normal, centrul de greutate coincide cu centrul de aplicare a presiunii asupra fuselajului său. În acest moment, fuselajul operează, de asemenea, forțe multidirecționale care încearcă să desfășoare corpul aeronavei. Forța de forță și gravitația acționează simultan. Chila avionului (o fotografie a acestui detaliu pe care o veți vedea în articol) oferă un echilibru, care în acest caz este foarte instabil. Zborul normal, fără aripioare, chile și stabilizatoare, este imposibil.

Alte tipuri de stabilitate

Stabilitate transversală. În general, acest factor este o extensie logică a proprietății anterioare. Atunci când aripile și stabilizatorii transversali ai chilei acționează în direcții opuse, ei "încearcă" să răstoarne aeronava. Aceasta este contracarată de forma aripilor: dacă le priviți de departe, ele seamănă cu litera "U" cu coarne superioare dilatate. Acest formular oferă o corecție independentă a poziției aeronavei în spațiu. Kiel în același timp ajută la menținerea stabilității laterale.

Rețineți că în cazul aeronavelor cu o maturare a aripii, nevoia de chile nu este atât de mare ca viteza mare la viteze mari. Dacă cade, acumularea forțelor de contracarare are loc într-o progresie geometrică. Prin urmare, pentru aceste mașini, cel mai durabil și mai ușor chile este foarte important, care poate rezista la astfel de încărcături mari. Și cum poate fi primită? Să vorbim despre asta.

Caracteristici ale creării de aeronave moderne

În prezent, specialiștii companiei Rosaviatsia și colegii lor străini se concentrează pe crearea de piese de aeronave (inclusiv chilele) de la piese de dimensiuni mari, fabricate din cele mai noi materiale compozite.

Cota acestor compuși în proiectarea aeronavelor moderne crește constant. Potrivit informațiilor furnizate de specialiști, fracția lor de volum ajunge deja de la 25% la 50%, iar micile avioane necomerciale pot să fie compuse din plastic și compozite la 75%. De ce o astfel de abordare a devenit atât de răspândită în aviație? Faptul este că același chilot al avioanelor Boeing, fabricat din aliaje polimerice, are o greutate foarte redusă, rezistență foarte mare și o resursă care, folosind materiale standard, este pur și simplu nerealistă.

Materiale de bază

Cea mai justificată utilizare a compozitelor în proiectare nu este numai fină, ci și aripile și elementele de putere ale fuselajului, care ar trebui să fie nu numai foarte puternice, ci și suficient de flexibile. În caz contrar, probabilitatea de distrugere a structurii sub influența încărcăturilor de zbor nu este exclusă.

Dar nu a fost întotdeauna așa. Deci, mândria industriei aeronautice sovietice, Tu-160, White Swan sau Black Jack, are un chile fabricat din aliaje de heliu-titan. Un astfel de material specific și extrem de costisitor a fost ales din cauza încărcărilor enorme asupra designului acestei mașini, care până în această zi își rezervă titlul de cel mai greu bombardier în funcțiune. Dar o astfel de abordare cardinală la crearea chilei este o raritate, iar astăzi designerii sunt mult mai probabil să se ocupe de materiale compozite mai simple.

Ce sarcini aveți nevoie pentru a rezolva când creați un chile compozit?

În procesul de dezvoltare, designerii locali au trebuit să rezolve o serie întreagă de probleme complexe:

• A fost elaborată crearea unor piese de dimensiuni mari ale chilei și alte unelte din fibră de carbon prin metoda perfuziei.
• De asemenea, a fost necesar să se regândească aproape complet și să se reconstituie principalele etape de producție, care nu au fost concepute pentru utilizarea materialelor compozite.

Alte caracteristici

În procesul de producție a fost introdus cel mai recent software (FiberSim), care permite atingerea celor mai înalte niveluri posibile de automatizare. În plus, acum chila aeronave, construcții care este descrisă în articol, poate fi fabricată utilizând astfel de tehnologii, în cazul în care practic nu sunt disponibile desene. Producerea acestei părți cu această abordare este după cum urmează:

• Proiectarea sau selectarea unui model finit. Astăzi chilele (în cea mai mare parte) sunt proiectate în modul complet automat, fără participarea dezvoltatorilor "umani".
• Tăierea materialelor uzate, efectuată și în modul automat.
• În modul automat, sunt prevăzute materialele brute folosite pentru chile și piesele sale structurale.
• Plasarea straturilor se realizează prin mecanisme robotizate controlate de un program de calculator.

În plus, abordarea modernă a producției de chiluri sugerează următoarele:

• Producția constantă de prototipuri, care sunt testate în cele mai severe condiții.
• Sunt dezvoltate tehnologii de testare nedistructivă, care permit o monitorizare constantă a condiției chilei de pe aeronavă.

Metode avansate pentru crearea coada unui plan "MS-21"

În trecutul îndepărtat, industria aviatică a fost literalmente uimită de declarația dezvoltatorilor locali că dezvoltă o aeronavă cu totul nouă, MS-21. Este neobișnuit că, în ultimele trei decenii, este prima mașină autohtonă pentru zboruri interne. La fabricarea sa, au fost testate multe dintre cele mai noi tehnologii, care, în multe privințe, au atins caracteristicile inovatoare ale chilei și întregii confecții ale cozii.

Dezvoltarea și eliberarea cașonului chilei avionului MS-21, specialiștii locali au reușit să realizeze următoarele:

• Automatizarea completă a tăierii tuturor pieselor și a materiilor prime utilizate în producție. Din acest motiv, a fost posibil să se obțină o reducere de cel puțin 50% a costului total al întregii unități de coadă și, în special, a chilei.
• În producția de aripioare de coadă se folosește programul ProDirector, care permite obținerea preciziei ideale în prelucrarea pieselor. Acest lucru face posibilă crearea nu numai a chililor puternici, dar extrem de ușori.
• De asemenea, chila unei aeronave moderne este creată folosind tehnici de curbură dublă. Datorită acestora, este posibilă obținerea unei grosimi multidirecționale în zonele în care este necesară o armare suplimentară a structurii (sub chila avionului).
• Chiar și părți mari ale chilei pot fi acum "prăjite" în autoclave speciale. Ca rezultat, se obțin componente extrem de durabile și rigide, care rezistă încărcărilor de orice grad.
• Controlul geometriei părților este, de asemenea, controlat de sisteme computerizate complexe.

Alte caracteristici

Datorită utilizării noilor tehnologii și a tehnicilor, efortul de creare a cozii și a coapselor a fost redus cu 50-70%. Astăzi, mai mult de patru mii de părți ale unității de chilă și coadă au trecut testele de stat.

Principala realizare a fost dezvoltarea unei tehnologii fiabile și simple pentru producerea detaliilor chilei cu dimensiunea chilei de 7,6 x 2,5 m. În prezent, acestea au fost deja livrate Irkutsk Aviation Plant. Acestea sunt fabricate din materiale compozite moderne, iar particularitățile acestui proces au atras deja atenția producătorilor de aeronave de vârf.

Probleme curente emsp-emsp-

Pentru ce ne-am petrecut atât de mult timp discutând metode moderne de proiectare și construcție a chilei? Faptul este că, deoarece anii `60 ai secolului trecut a devenit clar că o creștere suplimentară a aeronavelor de viteză de performanță este posibilă numai în cazul în care pentru a crește puterea lor și să introducă în producția de o nouă specie de materiale polimerice. Problema ultimei generații de aeronave este că designul lor (și în special chilele) este foarte susceptibil de "oboseală". Din acest motiv, până în anii 1970, s-au dezvoltat numeroase tehnici pentru a monitoriza starea aripii și coada.

Cerințele pentru producție sunt, de asemenea, ridicate. Fiecare lot de piese este supus unor supraîncărcări severe pe suporturi vibratoare, testate cu temperaturi și presiuni. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece cea mai mică crăpătură este ulterior plină de moartea a sute de pasageri.

Deci ați aflat de unde este planul chilei și de ce este necesar!