Principalele părți ale aeronavei. Dispozitiv de avion

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Invenția aeronavei a făcut posibilă nu numai realizarea celui mai străvechi vis al omenirii - de a cuceri cerul, ci și crearea celui mai rapid mod de transport. Spre deosebire de baloanele cu aer cald și aeronavele, avioanele sunt puțin dependente de capriciile vremii, capabile să parcurgă distanțe lungi la viteză mare. Componentele aeronavei constau din următoarele grupe structurale: aripă, fuzelaj, dispozitive de decolare, decolare și aterizare, centrală electrică, sisteme de control, echipamente diverse.

Principiul de funcționare

Avion - o aeronavă (LA) mai grea decât aerul, echipată cu o centrală electrică. Cu ajutorul acestei cele mai importante părți a aeronavei se creează forța necesară zborului - forța care acționează (de antrenare) pe care motorul (elica sau motorul cu reacție) o dezvoltă la sol sau în zbor. Dacă șurubul este situat în fața motorului, se numește tragere, iar dacă este în spate, se numește împingere. Astfel, motorul creează mișcarea de translație a aeronavei în raport cu mediul (aer). În consecință, aripa se mișcă și în raport cu aerul, ceea ce creează portanță ca urmare a acestei mișcări înainte. Prin urmare, dispozitivul poate rămâne în aer doar dacă există o anumită viteză.zbor.

Care sunt numele părților aeronavei

Casa constă din următoarele părți principale:

• Fuzelajul este corpul principal al aeronavei, conectând aripile (aripa), penajul, sistemul de alimentare, trenul de aterizare și alte componente într-un singur întreg. Fuzelajul găzduiește echipajul, pasagerii (în aviația civilă), echipamentul, sarcina utilă. De asemenea, poate găzdui (nu întotdeauna) combustibil, șasiu, motoare etc.
• Motoarele sunt folosite pentru propulsarea aeronavei.
• Aripă - o suprafață de lucru concepută pentru a crea portanță.
• Coada verticală este proiectată pentru controlabilitatea, echilibrarea și stabilitatea direcțională a aeronavei în raport cu axa verticală.
• Coada orizontală este proiectată pentru controlabilitatea, echilibrarea și stabilitatea direcțională a aeronavei în raport cu axa orizontală.

Aripi și fuselaj

Partea principală a structurii aeronavei este aripa. Creează condițiile pentru îndeplinirea cerinței principale pentru posibilitatea de zbor - prezența liftului. Aripa este atașată de caroserie (fuselaj), care poate avea o formă sau alta, dar dacă este posibil cu o rezistență aerodinamică minimă. Pentru a face acest lucru, este prevăzut cu o formă de lacrimă simplificată.

Partea din față a aeronavei servește pentru a găzdui cabina de pilotaj și sistemele radar. În spate se află așa-numita unitate de coadă. Servește pentru a oferi control în timpul zborului.

Design penaj

Luați în considerare un avion mediu,a cărei secțiune de coadă este realizată după schema clasică, caracteristică majorității modelelor militare și civile. În acest caz, coada orizontală va include o parte fixă - stabilizatorul (din latinescul Stabilis, stabil) și o parte mobilă - liftul.

Stabilizatorul servește la stabilizarea aeronavei în raport cu axa transversală. Dacă botul aeronavei este coborât, atunci, în consecință, secțiunea de coadă a fuzelajului, împreună cu penaj, se vor ridica. În acest caz, presiunea aerului pe suprafața superioară a stabilizatorului va crește. Presiunea generată va readuce stabilizatorul (respectiv, fuzelajul) în poziția inițială. Când nasul fuselajului este ridicat, presiunea fluxului de aer va crește pe suprafața inferioară a stabilizatorului și va reveni din nou la poziția inițială. Astfel, se asigură stabilitatea automată (fără intervenția pilotului) a aeronavei în planul său longitudinal față de axa transversală.

Spatele aeronavei include și o coadă verticală. Similar cu cea orizontală, este format dintr-o parte fixă - chila și o parte mobilă - cârma. Chila oferă stabilitate mișcării aeronavei în raport cu axa sa verticală într-un plan orizontal. Principiul de funcționare al chilei este similar cu cel al unui stabilizator - atunci când nasul deviază spre stânga, chila deviază spre dreapta, presiunea în planul său drept crește și readuce chila (și întregul fuselaj) la precedentul său. poziție.

Astfel, în raport cu două axe, stabilitatea zborului este asigurată de penaj. Dar mai era o axă - cea longitudinală. Pentru a furniza automatstabilitatea mișcării față de această axă (în plan transversal) a consolelor aripii planorului sunt plasate nu orizontal, ci la un anumit unghi unul față de celăl alt, astfel încât capetele consolelor să fie deviate în sus. Această destinație de plasare seamănă cu litera „V”.

Sisteme de control

Suprafețele de control sunt părți importante ale unei aeronave concepute pentru a controla aeronava. Acestea includ elerone, cârme și ascensoare. Controlul este asigurat cu privire la aceleași trei axe în aceleași trei planuri.

Liftul este partea din spate mobilă a stabilizatorului. Dacă stabilizatorul constă din două console, atunci, în consecință, există două lifturi care se deviază în sus sau în jos, ambele sincron. Cu acesta, pilotul poate schimba altitudinea aeronavei.

Cârma este partea din spate mobilă a chilei. Atunci când este deviat într-o direcție sau alta, asupra acestuia ia naștere o forță aerodinamică, care rotește aeronava în jurul unei axe verticale care trece prin centrul de masă, în direcția opusă direcției de deviere a cârmei. Rotația continuă până când pilotul readuce cârma în poziție neutră (nu deviată) și aeronava se mișcă în noua direcție.

Eleroanele (din francezul Aile, aripa) sunt părțile principale ale aeronavei, care sunt părțile mobile ale consolelor aripioare. Servește la controlul aeronavei în raport cu axa longitudinală (în plan transversal). Deoarece există două console cu aripi, există și două elerone. Ele funcționează sincron, dar, spre deosebire de lifturi, deviazănu într-o direcție, ci în direcții diferite. Dacă un eleron se deviază în sus, atunci celăl alt în jos. Pe consola aripii, unde eleronul este deviat în sus, portanța scade, iar acolo unde este în jos, crește. Și fuzelajul aeronavei se rotește spre eleronul ridicat.

motoare

Toate aeronavele sunt echipate cu o centrală electrică care le permite să dezvolte viteza și, în consecință, să asigure apariția portanței. Motoarele pot fi amplasate în spatele aeronavei (tipic pentru aeronavele cu reacție), în față (vehicule ușoare) și pe aripi (aeronave civile, transporturi, bombardiere).

Sunt împărțite în:

• Jet - turboreactor, pulsatoriu, cu dublu circuit, cu flux direct.
• Elice - piston (elice), turbopropulsor.
• Rachetă - combustibil lichid, solid.

Alte sisteme

Desigur, și alte părți ale aeronavei sunt importante. Șasiul permite aeronavelor să decoleze și să aterizeze de pe aerodromurile echipate. Există avioane amfibii, în care în locul trenului de aterizare se folosesc flotoare speciale - vă permit să decolare și să aterizați oriunde unde există un corp de apă (mare, râu, lac). Modelele de aeronave ușoare echipate cu schiuri sunt cunoscute pentru funcționarea în zonele cu strat stabil de zăpadă.

Avioanele moderne sunt pline cu echipamente electronice, dispozitive de comunicare și transfer de informații. Aviația militară folosește sisteme de arme sofisticate, detectarea țintelor și suprimarea semnalului.

Clasificare

Așa cum a fost prevăzutaeronavele sunt împărțite în două mari grupe: civile și militare. Părțile principale ale unei aeronave de pasageri se disting prin prezența unei cabine echipate pentru pasageri, care ocupă cea mai mare parte a fuzelajului. O trăsătură distinctivă sunt hublourile de pe părțile laterale ale carenei.

Aeronavele civile sunt împărțite în:

• Pasager - companii aeriene locale, pe distanțe lungi scurte (autonomie mai mică de 2000 km), medii (autonomie sub 4000 km), cu rază lungă (autonomie sub 9000 km) și intercontinentale (autonomie mai mare de 11000 km).
• Marfă - ușoară (greutatea încărcăturii de până la 10 tone), medie (greutatea încărcăturii de până la 40 de tone) și grea (greutatea încărcăturii mai mult de 40 de tone).
• Scop special - sanitar, agricol, recunoaștere (recunoaștere pe gheață, recunoaștere pești), stingerea incendiilor, pentru fotografiere aeriană.
• Educațional.

Spre deosebire de modelele civile, părțile unui avion militar nu au o cabină confortabilă cu ferestre. Partea principală a fuzelajului este ocupată de sisteme de arme, echipamente de informații, comunicații, motoare și alte unități.

După scop, aeronavele militare moderne (având în vedere misiunile de luptă pe care le îndeplinesc) pot fi împărțite în următoarele tipuri: luptători, avioane de atac, bombardiere (portarachete), recunoaștere, transport militar, destinații speciale și auxiliare.

Dispozitiv de avion

Designul aeronavelor depinde de designul aerodinamic în funcție de care sunt realizate. Schema aerodinamică se caracterizează prin numărul de elemente de bază și amplasarea suprafețelor portante. Dacă nasulaeronava este similară pentru majoritatea modelelor, locația și geometria aripilor și a cozii pot varia foarte mult.

Se disting următoarele scheme de dispozitive pentru aeronave:

• „Clasic”.
• Aripa zburătoare.
• „Rață”.
• „Fără coadă”.
• „Tandem”.
• Schema convertibilă.
• Schema de combinare.

Avioane clasice

Să luăm în considerare principalele părți ale aeronavei și scopul lor. Aspectul clasic (normal) al componentelor și ansamblurilor este tipic pentru majoritatea dispozitivelor din lume, fie că sunt militare sau civile. Elementul principal - aripa - funcționează într-un flux pur netulburat, care curge lin în jurul aripii și creează o anumită susținere.

Boza aeronavei este redusă, ceea ce duce la o scădere a suprafeței necesare (și deci a masei) cozii verticale. Acest lucru se datorează faptului că fuzelajul înainte induce un moment de destabilizare de virință în jurul axei verticale a aeronavei. Reducerea fuzelajului înainte îmbunătățește vizibilitatea emisferei înainte.

Dezavantajele schemei normale sunt:

• Funcționarea cozii orizontale (HA) într-un curent de aripă înclinat și perturbat îi reduce semnificativ eficiența, ceea ce necesită utilizarea unui penaj cu suprafață mai mare (și, în consecință, a masei).
• Pentru a asigura stabilitatea zborului, coada verticală (VO) trebuie să creeze o portanță negativă, adică îndreptată în jos. Acest lucru reduce eficiența generală a aeronavei: de lamărimea forței de susținere pe care o creează aripa, este necesar să se scadă forța care este creată pe GO. Pentru a neutraliza acest fenomen, ar trebui folosită o aripă cu o suprafață crescută (și, în consecință, cu masă).

Dispozitivul aeronavei conform schemei „rață”

Cu acest design, părțile principale ale aeronavei sunt plasate diferit față de modelele „clasice”. În primul rând, modificările au afectat aspectul cozii orizontale. Este situat în fața aripii. Conform acestei scheme, frații Wright și-au construit primul avion.

Beneficii:

• Coada verticală funcționează într-un flux netulburat, ceea ce îi crește eficiența.
• Pentru a asigura stabilitatea zborului, empenaajul generează portanță pozitivă, adică se adaugă la portanța aripii. Acest lucru permite reducerea suprafeței și, în consecință, a masei sale.
• Protecție naturală „anti-rotire”: este exclusă posibilitatea de a transfera aripile la unghiuri de atac supercritice pentru „rațe”. Stabilizatorul este instalat astfel încât să obțină un unghi de atac mai mare în comparație cu aripa.
• Mișcarea focalizării aeronavei înapoi cu viteză crescândă în schema „rață” are loc într-o măsură mai mică decât în aspectul clasic. Acest lucru are ca rezultat mai puține modificări ale gradului de stabilitate statică longitudinală a aeronavei, la rândul său, simplifică caracteristicile controlului acesteia.

Dezavantajele schemei „rață”:

• Când calează pe empenaj, aeronava nu numai că atinge unghiuri de atac mai mici, ci și „sac” din cauza scăderii portanței totale. Acest lucru este deosebit de periculos înmodurile de decolare și aterizare datorită proximității solului.
• Prezența mecanismelor de penaj în fuzelajul din față afectează vizibilitatea emisferei inferioare.
• Pentru a reduce aria HE din față, lungimea fuzelajului din față este semnificativă. Aceasta duce la o creștere a momentului de destabilizare în raport cu axa verticală și, în consecință, la o creștere a suprafeței și a masei structurii.

Avioane fără coadă

În modelele de acest tip nu există nicio parte importantă și familiară a aeronavei. O fotografie a aeronavelor fără coadă (Concorde, Mirage, Vulcan) arată că nu au coadă orizontală. Principalele avantaje ale acestei scheme sunt:

• Reducerea rezistenței aerodinamice frontale, care este deosebit de importantă pentru aeronavele cu viteză mare, în special pentru croazieră. Acest lucru reduce costurile cu combustibilul.
• Rigiditate la torsiune mai mare a aripii, care îi îmbunătățește caracteristicile aeroelastice și se obțin caracteristici de manevrabilitate ridicate.

Defecte:

• Pentru echilibrarea în unele moduri de zbor, o parte a mijloacelor de mecanizare a marginii de fugă a aripii (clapele) și a suprafețelor de control trebuie să fie deviate în sus, ceea ce reduce portanța generală a aeronavei.
• Combinarea comenzilor aeronavei în raport cu axele orizontale și longitudinale (datorită absenței ascensorului) înrăutățește caracteristicile manevrării acestuia. Absența penajului specializat face ca suprafețele de control situate pe marginea de fugă a aripii să funcționeze (cunecesare) sarcini și elerone și ascensoare. Aceste suprafețe de control se numesc eloni.
• Folosirea unei părți a echipamentului de mecanizare pentru echilibrarea aeronavei îi deteriorează performanța la decolare și aterizare.

Aripa zburătoare

Cu această schemă, de fapt, nu există nicio parte a aeronavei precum fuzelajul. Toate volumele necesare pentru a găzdui echipajul, sarcina utilă, motoarele, combustibilul, echipamentele sunt situate în mijlocul aripii. Această schemă are următoarele avantaje:

• Cel mai mică glisare.
• Cea mai mică masă a structurii. În acest caz, toată masa cade pe aripă.
• Deoarece dimensiunile longitudinale ale aeronavei sunt mici (din cauza lipsei unui fuselaj), momentul de destabilizare în jurul axei sale verticale este neglijabil. Acest lucru le permite designerilor fie să reducă în mod semnificativ aria VO, fie chiar să o abandoneze complet (păsările, după cum știți, nu au penaj vertical).

Dezavantajele includ dificultatea de a asigura stabilitatea zborului aeronavei.

„Tandem”

Schema „tandem”, când două aripi sunt amplasate una după alta, este rar folosită. Această soluție este utilizată pentru a crește suprafața aripii cu aceleași valori ale deschiderii sale și ale lungimii fuselajului. Acest lucru reduce sarcina specifică pe aripă. Dezavantajele acestei scheme este o rezistență aerodinamică mare, o creștere a momentului de inerție, mai ales în raport cu axa transversală a aeronavei. În plus, odată cu creșterea vitezei de zbor, se schimbă caracteristicile echilibrării longitudinale a aeronavei. Suprafețe de control pe astfelaeronava poate fi amplasată atât direct pe aripi, cât și pe penaj.

Circuit de combinare

În acest caz, componentele aeronavei pot fi combinate folosind diverse scheme de proiectare. De exemplu, coada orizontală este prevăzută atât în nas, cât și în coada fuselajului. Așa-numitul control direct al ridicării poate fi folosit la ele.

În acest caz, nasul orizontal împreună cu clapetele creează o ridicare suplimentară. Momentul de tanar care apare în acest caz va avea ca scop creșterea unghiului de atac (boza aeronavei se ridică). Pentru a para acest moment, unitatea de coadă trebuie să creeze un moment pentru a reduce unghiul de atac (boza aeronavei coboară). Pentru a face acest lucru, forța asupra cozii trebuie, de asemenea, îndreptată în sus. Adică, există o creștere a forței de susținere pe nasul HE, pe aripă și pe coadă HE (și, în consecință, pe întreaga aeronavă) fără a o întoarce în plan longitudinal. În acest caz, aeronava se ridică pur și simplu fără nicio evoluție în raport cu centrul său de masă. Și invers, cu o astfel de dispunere aerodinamică a aeronavei, poate efectua evoluții în raport cu centrul de masă în plan longitudinal fără a-și schimba traiectoria de zbor.

Abilitatea de a efectua astfel de manevre îmbunătățește semnificativ caracteristicile de performanță ale aeronavelor manevrabile. Mai ales în combinație cu un sistem de control direct al forței laterale, pentru implementarea căruia aeronava trebuie să aibă nu numai coada, ci și penajul longitudinal al nasului.

Schema convertibilă

Dispozitivul unei aeronave construite după o schemă decapotabilă se distinge prin prezența unui destabilizator în fuzelajul din față. Funcția destabilizatorilor este de a reduce în anumite limite, sau chiar de a elimina complet deplasarea spre spate a focalizării aerodinamice a aeronavei în modurile de zbor supersonice. Acest lucru crește manevrabilitatea aeronavei (care este importantă pentru un vânător) și mărește autonomia sau reduce consumul de combustibil (acest lucru este important pentru o aeronavă supersonică de pasageri).

Destabilizatorii pot fi, de asemenea, utilizați în modurile de decolare/aterizare pentru a compensa momentul de scufundare, care este cauzat de deviația mecanizării decolării și aterizării (clapete, flaps) sau a fuzelajului înainte. În modurile de zbor subsonic, destabilizatorul este ascuns în mijlocul fuzelajului sau setat pe modul de giruetă (orientat liber de-a lungul fluxului).