Principalele părți ale aeronavei. Aranjament avion

Inventarea avionului a permis nu numai să efectueze un vechi vis al omenirii - pentru a cuceri cer, dar, de asemenea pentru a crea cel mai rapid mod de transport. Spre deosebire de baloane și aeronave, avioanele nu depind prea mult de vagarele vremii, pot depăși distanțe mari la viteză mare. Componentele aeronavei constau din următoarele grupe de proiectare: aripa, fuselajul, coada, echipamentul de aterizare, centralele electrice, sistemele de control, diverse echipamente.

Principiul de funcționare

Avioane - aeronave (LA) mai grele decât aerul, echipate cu o centrală electrică. Cu această parte critică a aeronavei pentru a crea forța necesară pentru zbor - operare (de conducere), forța care se dezvoltă pe sol sau în zbor motor (elice sau motor cu reacție). Dacă șurubul este amplasat în fața motorului, se numește tragere, iar în spate - împingând. Astfel, motorul generează mișcarea înainte a aeronavei în raport cu mediul (aerul). În consecință, aripa, care creează o ascensiune ca urmare a acestei mișcări de translație, se mișcă și în raport cu aerul. Prin urmare, dispozitivul poate rămâne în aer doar dacă există o anumită viteză de zbor.

Cum sunt părți ale aeronavei

Corpul este alcătuit din următoarele părți principale:

• Fuselajul este corpul principal al aeronavei, care leagă aripile (aripile), penajul, sistemul de alimentare, șasiul și alte componente într-un ansamblu. În fuselaj sunt echipajul, pasagerii (în aviația civilă), echipamentul, sarcina utilă. De asemenea, pot fi plasate combustibil, șasiu, motoare etc. (nu întotdeauna)
• Motoarele sunt folosite pentru a conduce aeronava.
• Aripă este o suprafață de lucru concepută pentru a crea o forță de ridicare.
• Coada verticală este concepută pentru controlabilitatea, echilibrarea și stabilitatea aeronavei în raport cu axa verticală.
• Coada orizontală este concepută pentru controlabilitatea, echilibrarea și stabilitatea aeronavei în raport cu axa orizontală.

Aripi și fuselaj

Partea principală a aeronavei este o aripă. Creează condiții pentru îndeplinirea cerinței principale pentru posibilitatea de zbor - prezența unui lift. Aripile sunt fixate pe corp (fuselajul), care poate avea una sau alta forma, dar cu rezistenta minima aerodinamica, daca este posibil. Pentru a face acest lucru, este în mod convenabil prevăzut cu o formă de picătură raționalizată.

Partea frontală a aeronavei servește pentru a găzdui cabina pilotului și sistemele radar. În partea din spate se află așa-numitul poponar. Acesta servește pentru a asigura controlul în timpul zborului.

Construcția unității de coadă

Luați în considerare aeronava medie, a cărei coadă este realizată în conformitate cu schema clasică, tipică pentru cele mai multe modele militare și civile. În acest caz, penajul orizontal va include o parte fixă ​​- stabilizatorul (de la laturile Stabilis, stabil) și mobilul - liftul.

Stabilizatorul servește la stabilitatea aeronavei în raport cu axa transversală. În cazul în care nasul aeronavei scade, atunci, respectiv, coada fuselajului, împreună cu pene, se va ridica în sus. În acest caz, presiunea aerului pe suprafața superioară a stabilizatorului va crește. Presiunea creată va readuce stabilizatorul (respectiv, și fuselajul) în poziția inițială. La ridicarea nasului fuselajului fluxului de aer va crește presiunea asupra stabilizatorului de suprafață inferioară, și se va reveni la poziția inițială. Astfel, pentru stabilitatea aeronavei în planul longitudinal al acesteia față de axa transversală este prevăzută o operație automată (fără intervenție pilot).

Partea din spate a aeronavei include și coada verticală. Similar cu orizontala, este alcatuita dintr-o parte fixa - chila si o carosabil - cârma. Chila asigură stabilitatea aeronavei în raport cu axa sa verticală în plan orizontal. Principiul de funcționare este similar cu acțiunea aripioarei stabilizator - respingerea nas chila deviat spre dreapta la stânga, presiunea pe dreapta crește plane și se întoarce carena (și fuselajului) în poziția anterioară.

Astfel, relativ la cele două axe, stabilitatea zborului este asigurată de pene. Dar mai era încă o axă - longitudinală. Pentru a asigura o stabilitate automată a mișcării în raport cu această axă (în planul transversal), aripile de aripă ale planorului nu sunt poziționate orizontal, dar sub un unghi unul față de celălalt, astfel încât capetele consolelor să fie deviate în sus. Acest aranjament seamănă cu litera "V".

Sisteme de control

Suprafețele de direcție - părți importante ale aeronavei, concepute pentru control aeronave. Acestea includ eileroni, cârme și înălțimi. Controlul este furnizat cu privire la aceleași trei axe în aceleași trei planuri.

Ascensorul este capătul posterior mobil al stabilizatorului. Dacă stabilizatorul constă din două console, în consecință există și două roți de ridicare care sunt deflecte în jos sau în sus, ambele în mod sincron. Cu ajutorul său, pilotul poate schimba altitudinea zborului aeronavei.

Cârma este partea posterioară mobilă a chilei. Când acesta este deviat într-o direcție sau alta apare forța aerodinamică care rotește planul în jurul unei axe verticale care trece prin centrul de masă în direcția opusă direcției de deviere a volanului. Rotația are loc până când pilotul returnează volanul într-o poziție neutră (fără deflecție), iar aeronava se va deplasa într-o nouă direcție.

Aileronii (din aripa franceză Aile) reprezintă părțile principale ale avionului, reprezentând părțile în mișcare ale consolelor de aripă. Servit pentru a controla aeronava în raport cu axa longitudinală (în planul transversal). Deoarece consolele aripii sunt două, există și două elicoptere. Acestea funcționează în mod sincron, dar, spre deosebire de roțile liftului, nu se abate într-o direcție, ci în direcții diferite. Dacă un eilon este înclinat, celălalt este în jos. Pe consola de aripă, în cazul în care elicopterul este deviat în sus, forța de ridicare este redusă și acolo unde crește - în jos. Iar fuselajul aeronavei se rotește în direcția șiretului ridicat.

motoare

Toate aeronavele sunt echipate cu o centrală electrică, permițând dezvoltarea vitezei și, prin urmare, asigurarea apariției ascensorului. Motoarele pot fi plasate în spatele avionului (avioanelor cu reacție tipic), partea din față (vehicule mici de motor) și aripile (aeronave civile, de transport, bombardier).

Ele sunt împărțite în:

• Reactive - turbojet, pulsatoriu, cu două circuite, cu flux direct.
• Șurub - piston (cu motor cu șurub), turbopropulsor.
• Rachetă - lichid, combustibil solid.

Alte sisteme

Desigur, alte părți ale aeronavei sunt, de asemenea, importante. Șasiul permite avioane decolare și aterizare de la aerodromurile echipate. Există avioane amfibiene, în care se utilizează flotoare speciale în locul șasiului - acestea permit decolarea și aterizarea în orice loc unde există un iaz (mare, râu, lac). Modele cunoscute ale aeronavelor cu motor cu lumină, echipate cu schiuri, pentru operarea în zone cu un strat de zăpadă stabil.

Avioane moderne sunt umplute cu echipamente electronice, dispozitive de comunicare și transfer de informații. Aviația militară utilizează sisteme de arme sofisticate, detectarea țintelor și suprimarea semnalelor.

clasificare

Prin numire, avioanele sunt împărțite în două mari grupuri: civile și militare. Principalele părți ale avionului de pasageri se disting prin prezența unei cabine echipate pentru pasagerii care ocupă cea mai mare parte a fuselajului. O trăsătură distinctivă sunt găurile de pe marginea cocii.

Avioanele civile sunt împărțite în:

• Pasager - companii aeriene locale, principalii vecini (interval mai mic de 2000 de km), media (interval de mai puțin de 4000 km) lungime (distanța mai mică de 9000 km) și intercontinental (interval mai mare de 11 000 km).
• Cargo - Lumina (greutatea încărcăturii de până la 10 tone), medie (greutate de încărcare de până la 40 de tone) și grele (greutatea sarcinii de peste 40 de tone).
• Scopuri speciale - sanitare, agricole, de recunoaștere (recunoaștere gheață, piscicultură), combaterea incendiilor, pentru fotografierea aeriană.
• Formare.

Spre deosebire de modelele civile, aeronavele militare nu au o cabină confortabilă cu ferestre. Partea principală a fuselajului este ocupată de sisteme de arme, echipament de recunoaștere, comunicații, motoare și alte unități.

Prin aeronave militare moderne numire (inclusiv sarcini militare pe care le efectuează) pot fi împărțite în următoarele tipuri: luptători, avioane de atac, bombardiere (rachete), de recunoaștere, de transport militar, speciale și facilități auxiliare.

Aranjament avion

Dispozitivul aeronavei depinde de schema aerodinamică, pe care sunt executate. Schema aerodinamică este caracterizată de numărul de elemente de bază și de amplasarea suprafețelor portante. În cazul în care nasul aeronavei în majoritatea modelelor este similar, atunci locația și geometria aripilor și coada pot varia foarte mult.

Există următoarele diagrame ale dispozitivului LA:

• „Clasic“.
• - Aripa zburatoare.
• "Duckul".
• "Nefericitul".
• Tandemul.
• Sistemul convertibil.
• Circuit combinat.

Avioane realizate în conformitate cu schema clasică

Luați în considerare principalele părți ale aeronavei și scopul acestora. Aranjamentul clasic (normal) al nodurilor și agregatelor este tipic pentru majoritatea aparatelor din lume, fie militare, fie civile. Principalul element - o aripă - care funcționează într-un flux netulburată pur, care curge lin aripa și creează o anumită forță de ridicare.

Partea frontală a aeronavei este scurtată, ceea ce duce la o reducere a zonei solicitate (și, în consecință, a masei) coada verticală. Acest lucru se datorează faptului că partea frontală a fuselajului determină un timp de deplasare destabilizator față de axa verticală a aeronavei. Reducerea porțiunii frontale a fuselajului îmbunătățește vederea emisferei din față.

Dezavantajele schemei normale sunt:

• Funcționarea cozii orizontale (GO) în curgerea înclinată și perturbată reduce semnificativ eficiența acesteia, ceea ce necesită folosirea penajului unei suprafețe mai mari (și, în consecință, a masei).
• Pentru a asigura stabilitatea cozii verticale de zbor (BO) ar trebui să creeze o ridicare negativă, adică îndreptată în jos. Acest lucru reduce eficiența generală a aeronavei: din mărimea forței de ridicare, care creează aripa, este necesar să se ia forța care este creată pe GO. Pentru a neutraliza acest fenomen, ar trebui să fie folosită o aripă a unei zone lărgite (și, în consecință, și a masei).

Aranjamentul unui avion în conformitate cu schema "rață"

Cu acest design, părțile principale ale aeronavei sunt plasate diferit decât în ​​modelele "clasice". Mai întâi de toate, modificările au afectat aspectul coada orizontală. Acesta este situat în fața aripii. În conformitate cu această schemă, primii frați Wright și-au construit primul avion.

avantaje:

• Coada verticală rulează în flux neperturbat, ceea ce sporește eficiența.
• Pentru a asigura stabilitatea zborului, coada creează o forță de ridicare pozitivă, adică se adaugă la forța de ridicare a aripii. Acest lucru vă permite să reduceți zona și, în consecință, masa.
• Protecție naturală "protivoshtornaya": posibilitatea de a transfera aripi la unghiurile super-critice de atac pentru "rațe" este exclusă. Stabilizatorul este setat astfel încât să primească un unghi de atac mai mare decât aripa.
• Mutarea accidentelor aeronavei înapoi cu viteza crescândă în schema de "rață" are loc într-o măsură mai mică decât în ​​cazul structurii clasice. Aceasta conduce la mai puține schimbări în gradul de stabilitate statică longitudinală a aeronavei, ceea ce simplifică la rândul său caracteristicile controlului său.

Dezavantaje ale schemei "rață":

• Atunci când fluxul este rupt pe penaj, nu numai ieșirea aeronavei la unghiuri mai mici de atac are loc, ci și "dărâmarea" datorită reducerii ascensiunii sale totale. Acest lucru este deosebit de periculos în modurile de decolare și aterizare datorită proximității pământului.
• Prezența în nas a fuselajului mecanismelor de înfundare agravează vederea emisferei inferioare.
• Pentru a reduce zona GO, lungimea părții frontale a fuselajului este considerabilă. Aceasta duce la o creștere a momentului destabilizator față de axa verticală și, în consecință, la o creștere a suprafeței și a masei structurii.

Avioane realizate în conformitate cu schema "fără sfârșit"

În modelele de acest tip, nu există o parte importantă și familiară a aeronavei. O fotografie a cozilor zburatoare ("Concord", "Mirage", "Vulcan") arată că nu au penaj orizontal. Principalele avantaje ale unei astfel de scheme sunt:

• Scăderea tracțiunii aerodinamice frontale, care este deosebit de importantă pentru aeronavele cu viteză mare, în special pentru croaziere. În același timp, costurile cu combustibilul sunt reduse.
• Rigiditatea mare a aripii pe torsiune, care îmbunătățește caracteristicile sale de aeroelasticitate, realizează caracteristici de manevrabilitate ridicate.

dezavantaje:

• Pentru echilibrarea în anumite moduri de zbor, o parte din mecanizarea marginii posterioare aripă (clapete) iar suprafețele direcției trebuie să fie deflecte în sus, ceea ce reduce ridicarea generală a aeronavei.
• Combinația dintre comenzile aeronavei în raport cu axele orizontale și longitudinale (datorită lipsei ascensorului) degradează caracteristicile controlabilității acesteia. Absența unei coada specializată determină ca suprafețele de direcție să se afle pe marginea posterioară a aripii, să efectueze (dacă este cazul) sarcinile ambelor elicoptere și comenzile ascensorului. Aceste suprafețe de direcție sunt numite Elevons.
• Folosirea unei părți din mijloacele de mecanizare pentru a echilibra avionul agravează caracteristicile sale de decolare și aterizare.

"Flying Flying"

În acest sistem, de fapt, nu există o parte a aeronavei ca fuselajul. Toate volumele necesare pentru a găzdui echipajul, sarcina utilă, motoarele, combustibilul, echipamentul se află în mijlocul aripii. O astfel de schemă are următoarele avantaje:

• Rezistență aerodinamică redusă.
• Cea mai mică greutate a structurii. În acest caz, întreaga masă cade pe aripă.
• Deoarece dimensiunile longitudinale ale aeronavei sunt mici (datorită lipsei unei fuselaje), momentul destabilizator față de axa sa verticală este nesemnificativ. Acest lucru permite proiectanților fie să reducă semnificativ zona VO, fie chiar să o abandoneze complet (la păsări, după cum se știe, penajul vertical este absent).

Dezavantajele includ complexitatea asigurării stabilității aeronavelor care zboară.

"Tandem"

Schema "tandem", atunci când două aripi sunt localizate unul după altul, este rar. Această soluție este utilizată pentru a crește suprafața aripii la aceleași valori ale intervalului și lungimea fuselajului. Aceasta reduce sarcina specifică a aripii. Dezavantajele unei astfel de scheme sunt o rezistență aerodinamică mare, o creștere a momentului de inerție, în special în ceea ce privește axa transversală a aeronavei. În plus, pe măsură ce crește viteza de zbor, caracteristicile longitudinale de echilibrare ale aeronavei se schimbă. Suprafețele de ghidare ale acestor aeronave pot fi amplasate direct pe aripi sau pe coadă.

Circuit combinat

În acest caz, părțile componente ale aeronavei pot fi combinate utilizând scheme de proiectare diferite. De exemplu, penajul orizontal este prevăzut atât în ​​nas cât și în coada fuselajului. Acestea pot fi folosite așa-numitul control direct al forței de ridicare.

În acest caz, peruca orizontală a nasului împreună cu clapele creează o forță suplimentară de ridicare. Momentul de pitch care are loc în acest caz va fi direcționat pentru a crește unghiul de atac (nasul planului se ridică). Pentru a parasi acest punct, aripioarele coada ar trebui sa creeze un moment pentru a reduce unghiul de atac (nasul aeronavei este coborat). Pentru aceasta, forța de pe partea de coadă trebuie de asemenea orientată în sus. Asta înseamnă că există o creștere a forței de ridicare pe nasul GO, pe aripa și pe coada GO (și, prin urmare, pe întreaga aeronavă), fără ao întoarce în planul longitudinal. În acest caz, aeronava se ridică pur și simplu fără nici o evoluție în raport cu centrul de masă. În schimb, cu acest aranjament aerodinamic al unui avion, acesta poate efectua evoluția în raport cu centrul de masă în planul longitudinal fără a schimba traiectoria zborului său.

Abilitatea de a efectua astfel de manevre îmbunătățește semnificativ caracteristicile tactice și tehnice ale aeronavelor cu manevrabilitate. Mai ales în combinație cu un control direct al forței laterale, pentru implementarea căruia aeronava trebuie să aibă nu numai o coadă, ci și o pernă longitudinală a nasului.

Cablu convertibil

Construcția unei aeronave construite pe o schemă convertibilă se distinge prin prezența unui destabilizator în partea frontală a fuselajului. Funcția destabilizatorilor este o reducere a anumitor limite sau chiar o eliminare completă a deplasării focalizării aerodinamice a aeronavei asupra regimurilor de zbor supersonice. Aceasta crește manevrabilitatea aeronavei (care este importantă pentru luptător) și mărește intervalul sau reduce consumul de combustibil (acest lucru este important pentru aeronavele de pasageri supersonici).

Destabilizatorii pot fi de asemenea utilizați în modurile de decolare / aterizare pentru a compensa momentul scufundării, care este cauzat de o deformare a dispozitivului de aterizare (clape, clapete) sau nasul fuselajului. La regimurile de zbor subson, destabilizatorul este ascuns în mijlocul fuselajului sau este setat la modul weathervane (este orientat liber de-a lungul fluxului).