Hlavní části letadla. Uspořádání letadla

Vynález letounu umožnil nejen realizovat nejstarší sen o lidstvu - dobýt oblohu, ale také vytvořit nejrychlejší způsob dopravy. Na rozdíl od balónů a vzducholodí, letadla nezávisí hodně na povětrnostních podmínkách, mohou překonat velké vzdálenosti při vysokých rychlostech. Komponenty letadla sestávají z následujících konstrukčních skupin: křídlo, trup, ocas, přistávací zařízení, elektrárna, řídicí systémy, různá zařízení.

Princip činnosti

Letoun - letadla (LA) těžší než vzduch, vybavený elektrárnou. Pomocí této nejdůležitější části letadla vzniká tah, který je hnací silou potřebnou pro let, který je vyvíjen na zemi nebo v letu motorem (vrtulí nebo proudovým motorem). Pokud je šroub umístěn před motorem, nazývá se tažením, a pokud je zadní - tlačí. Takto motor generuje dopředný pohyb letadla vzhledem k životnímu prostředí (vzduch). Křídlo, které v důsledku tohoto translačního pohybu vytváří výtah, se také pohybuje ve vztahu ke vzduchu. Přístroj proto může zůstat ve vzduchu pouze v případě, že je určitá rychlost letu.

Jak jsou části letadla

Tělo se skládá z následujících hlavních částí:

• Trup je hlavním tělesem letadla, který spojuje křídla (křídla), peří, energetický systém, podvozek a další součásti do jednoho celku. V trupu jsou posádka, cestující (v civilním letectví), vybavení, užitečné zatížení. Palivo, podvozek, motory atd. Mohou být také umístěny (ne vždy)
• Motory se používají k řízení letadla.
• Křídlo je pracovní plocha určená k vytvoření zdvihací síly.
• Vertikální ocas je určen pro ovladatelnost, vyvažování a stabilitu letadla vzhledem ke svislé ose.
• Horizontální ocas je určen pro ovladatelnost, vyvažování a stabilitu letadla vzhledem k vodorovné ose.

Křídla a trup

Hlavní částí letadla je křídlo. Vytváří podmínky pro splnění hlavního požadavku na možnost letu - přítomnost výtahu. Křídlo je připevněno k tělu (trupu), které může mít jeden nebo jiný tvar, ale pokud je to možné, má minimální aerodynamický odpor. K tomu je pohodlně opatřena zjednodušeným tvarem kapky.

Přední část letadla slouží k uložení pilotního prostoru a radarových systémů. V zadní části je tzv. Tail empennage. Slouží k zajištění ovladatelnosti během letu.

Konstrukce ocasní jednotky

Zvažte průměrné letadlo, jehož ocasní část je vyrobena podle klasického schématu, typického pro většinu vojenských a civilních modelů. V tomto případě bude horizontální peří obsahovat pevnou část - stabilizátor (z latiny Stabilis, stabilní) a pohyblivý - výtah.

Stabilizátor slouží k zajištění stability letadla vzhledem k příčné ose. Pokud nos letadla klesne, pak ocas trupu spolu s peřím povstane nahoru. V tomto případě se zvýší tlak vzduchu na horní ploše stabilizátoru. Vytvořený tlak vrátí stabilizátor (resp. Trup) do původní polohy. Při zvedání nosu trupu směrem vzhůru se tlak na vzduchu zvýší na spodní ploše stabilizátoru a vrátí se do původní polohy. Proto je pro stabilitu letadla v jeho podélné rovině vzhledem k příčné ose zajištěna automatická (bez pilotního zásahu).

Zadní část letadla zahrnuje také svislý ocas. Stejně jako na vodorovné rovině se skládá z pevné části - kýlu a pohyblivého - kormidla. Kýl zajišťuje stabilitu letadla ve vztahu k jeho svislé ose v horizontální rovině. Zásada působení kýlu je podobná působení stabilizátoru - když je luk otočen doleva, kýl se odchyluje doprava, tlak ve své pravé rovině se zvětšuje a vrací kýl (a celý trup) do své předchozí polohy.

Vzhledem k těmto dvěma osám je tedy stabilita letů zajištěna opeřením. Ale ještě jedna osa byla podélná. Aby se zajistila automatická stabilita pohybu vzhledem k této ose (v příčné rovině), blatníky křídla kluzáku nejsou umístěny vodorovně, ale v určitém úhlu vůči sobě, takže konce konzolí jsou vychýleny směrem nahoru. Toto uspořádání se podobá písmenu "V".

Řídící systémy

Povrchy řízení - důležité části letadla, určené pro ovládání letadla. Patří sem křidélka, kormidla a výšky. Řízení je poskytováno s ohledem na stejné tři osy ve stejných třech rovinách.

Výtahem je pohyblivý zadní konec stabilizátoru. Pokud je stabilizátor tvořen dvěma konzolami, existují také dvě výklopná kola, která jsou vychýlena směrem dolů nebo nahoru, obě synchronně. S jeho pomocí může pilot měnit výšku letu letadla.

Kormidlo je pohyblivou zadní částí kýlu. Když se točí v jednom nebo druhém směru, objeví se na něm aerodynamická síla, která rotuje letadlo ve vztahu ke svislé ose procházející středem hmotnosti v opačném směru od směru vychýlení kormidla. Otáčení nastane, dokud pilot nenastaví volant do neutrální pozice (bez vychýlení) a letadlo se bude pohybovat novým směrem.

Křidélka (z francouzského Aile, křídla) jsou hlavními částmi letadla, představující pohyblivé části křižáckých konzolí. Slouží k řízení letadla vzhledem k podélné ose (v příčné rovině). Jelikož jsou dvě křídla, jsou zde také dvě křidélka. Pracují synchronně, ale na rozdíl od výtahových kol se neodchylují v jednom směru, ale v různých směrech. Pokud je jeden křidélko nakloněn, druhý klesá. Na křídlové konzole, kde je křidélko vychýleno nahoru, se zdvihací síla snižuje a tam, kde se zvětšuje - směrem dolů. A trup letadla se otáčí ve směru vyvýšeného křidélka.

Motory

Všechna letadla jsou vybavena elektrárnou umožňující rozvíjet rychlost a proto zajišťovat výtah. Motory mohou být umístěny v zadní části letadla (typické pro proudové letadlo), vpředu (lehké motory) a na křídlech (civilní letadla, dopravní prostředky, bombardéry).

Jsou rozděleny do:

• Reaktivní - turbodmychadlo, pulzující, dvoukruhové, přímý průtok.
• Šroub - píst (šroubový motor), turbovrtulový.
• Raketa - kapalina, tuhá paliva.

Jiné systémy

Samozřejmě jsou důležité i jiné části letadla. Podvozek dovolí letadla vzlétnout a přistát z vybavených letišť. Existují obojživelné letadla, kde se místo šasi používají speciální plováky - umožňují vzlet a přistání na jakémkoli místě, kde je rybník (moře, řeka, jezero). Známé modely letadel lehkých motorů, vybavené lyžemi, pro provoz v oblastech se stabilním sněhem.

Moderní letadla jsou plněné elektronickými zařízeními, komunikací a zařízeními pro přenos informací. Vojenské letectví používá sofistikované zbrojní systémy, detekci cílů a potlačení signálů.

Klasifikace

Po jmenování jsou letadla rozdělena do dvou velkých skupin: civilní a vojenští. Hlavní části osobního letadla se vyznačují přítomností vybavené kabiny pro cestující, kteří zabírají většinu trupu. Charakteristickým rysem jsou okenní otvory po stranách trupu.

Civilní letadla jsou rozdělena na:

• Cestující - místní letecké společnosti, hlavní v blízkosti (vzdálenost menší než 2000 km), střední (vzdálenost menší než 4000 km), vzdálené (rozsah menší než 9000 km) a mezikontinentální (dosah více než 11 000 km).
• Nákladní - lehké (hmotnost nákladu až 10 tun), střední (hmotnost nákladu až 40 tun) a těžké (hmotnost nákladu více než 40 tun).
• Speciální účel - hygienické, zemědělské, průzkumné (lední průzkum, chov ryb), hasičské, letecké fotografování.
• Vzdělávací.

Na rozdíl od civilních modelů vojenské letadla nemají pohodlnou kabinu s otvory. Hlavní část trupu zaujímá zbrojní systémy, průzkumné zařízení, komunikace, motory a další jednotky.

Na základě jmenování mohou být moderní vojenské letadla rozděleny do následujících typů: stíhací letouny, pozemní útočné letadla, bombardéry (rakety), skauti, vojenská doprava, speciální a pomocné účely.

Uspořádání letadla

Zařízení letadla závisí na aerodynamickém schématu, na kterém jsou prováděny. Aerodynamická schéma je charakterizována počtem základních prvků a polohou nosných ploch. Pokud je vzorek letadla ve většině modelů podobný, pak se umístění a geometrie křídel a ocasu mohou značně lišit.

Existují následující diagramy zařízení LA:

• "Klasický".
• "Letící křídlo."
• "Kachna."
• "Bez ohně."
• Tandem.
• Konvertibilní schéma.
• Kombinovaný obvod.

Letadla vyrobená v souladu s klasickou schématem

Zvažte hlavní části letadla a jejich účel. Klasické (normální) uspořádání uzlů a kameniva je typické pro většinu světových aparátů, ať už vojenských nebo civilních. Hlavní prvek - křídlo - pracuje v čistě nerušeném toku, který hladce proudí kolem křídla a vytváří určitou zvedací sílu.

Nosná část letadla je zkrácena, což vede ke snížení požadované oblasti (a následně hmotnosti) svislého ocasu. Důvodem je to, že přední část trupu způsobuje destabilizující dobu jízdy vzhledem ke svislé ose letadla. Snížení přední části trupu zlepšuje pohled na přední polokouli.

Nevýhody normálního schématu jsou:

• Provoz horizontálního ocasu (GO) ve svažujícím se a přerušovaném toku výrazně snižuje jeho účinnost, což vyžaduje použití opeření větší plochy (a v důsledku toho hmoty).
• Pro zajištění stability vertikálního ocasu (BO) letu by měl vzniknout negativní zdvih, tj. Směrem dolů. Tím se snižuje celková účinnost letadla: od velikosti zdvihací síly, která vytváří křídlo, je nutné odstranit sílu vytvořenou na GO. K neutralizaci tohoto jevu by mělo být použito křídlo rozšířené oblasti (a tedy i hmoty).

Uspořádání letounu podle schématu "kachna"

S tímto designem jsou hlavní části letadla umístěny odlišně než v "klasických" modelech. Nejprve změny ovlivnily uspořádání horizontálního ocasu. Je umístěn před křídlem. Podle tohoto plánu první bratři Wrightové stavěli své první letadlo.

Výhody:

• Vertikální ocas běží v nerušeném toku, což zvyšuje jeho účinnost.
• Aby byla zajištěna stabilita letu, ocas vytváří pozitivní zvedací sílu, tj. Přidává se ke zvedací síle křídla. To vám umožní snížit plochu a tím i hmotnost.
• Přírodní ochrana "protivoshtornaya": možnost přenosu křídel na superkritické úhly útoku na "kachny" je vyloučena. Stabilizátor je nastaven tak, aby přijímal větší úhel útoku než křídlo.
• Přesunutí zaostření letadla zpět se zvyšující se rychlostí v režimu "kachna" se vyskytuje v menší míře než u klasického uspořádání. To vede k menším změnám ve stupni podélné statické stability letadla, což zase zjednodušuje vlastnosti jeho ovládání.

Nevýhody režimu "kachna":

• Přerušením toku na prolnutí se vyskytuje nejen v místě výjezdu rovině menší úhly útoku, ale i jeho „pokleslé“ v důsledku snížení jeho celkové vztlakové síly. Toto je obzvláště nebezpečné v režimech vzletu a přistání v důsledku blízkosti Země.
• Přítomnost trupu mechanismu ostružinění v nosu zhoršuje pohled na dolní polokouli.
• Pro snížení plochy předního GO je délka přední části trupu značná. To zvyšuje destabilizační stáčení moment, a v důsledku toho pro zvýšení plochy a hmotnosti konstrukce.

Letouny vyrobené v souladu se schématem "bez konce"

U modelů tohoto typu není důležitá a známá část letadla. Fotografie létajících ocasů ("Concord", "Mirage", "Vulcan") ukazují, že nemají horizontální opeření. Hlavní výhody takového systému jsou:

• Snížení čelní aerodynamické tažnosti, která je obzvláště důležitá u letounů s vysokou rychlostí, zejména při jízdě na křižovatce. Současně dochází ke snížení nákladů na pohonné hmoty.
• Vysoká tuhost křídla při torusi, která zlepšuje jeho aeroelasticitu, dosahuje vysokých vlastností manévrovatelnosti.

Nevýhody:

• Pro vyvažování v některých letových režimech je součástí mechanizace zadní hrany křídlo (klapky) a povrchy řízení musí být odkloněny směrem vzhůru, což snižuje celkový zdvih letadla.
• Kombinace ovládacích prvků letadla s ohledem na vodorovné a podélné osy (kvůli nedostatku výtahu) odbourává charakteristiky jeho ovladatelnosti. Absence speciálního ocasu způsobuje, že plochy řízení jsou na zadní hraně křídla, provádějí (pokud je to nutné) povinnosti obou křidélek a ovládacích prvků výtahu. Tyto plochy řízení se nazývají Elevons.
• Použití části mechanizačních prostředků k rovnováze letounu zhoršuje vlastnosti vzletu a přistání.

"Létající křídlo"

V tomto schématu ve skutečnosti neexistuje taková část letadla jako trup. Veškeré objemy potřebné pro umístění posádky, užitečné zatížení, motory, palivo, vybavení jsou uprostřed křídla. Takový systém má následující výhody:

• Nejmenší aerodynamický odpor.
• Nejmenší hmotnost konstrukce. V tomto případě celá hmota padá na křídlo.
• Vzhledem k tomu, že podélné rozměry letadla jsou malé (kvůli nedostatku trupu), destabilizační moment vzhledem k jeho svislé ose je nevýznamný. To umožňuje návrhářům buď výrazně snížit plochu VO, nebo dokonce zcela opustit (u ptáků, jak je známo, chybí vertikální opeření).

Nevýhody zahrnují složitost zajištění stability letounu.

"Tandem"

Tandemová schéma, kdy se nacházejí dvě křídla jedna za druhou, je neobvyklá. Toto řešení se používá k zvětšení oblasti křídel při stejných hodnotách jeho rozpětí a délce trupu. To snižuje specifické zatížení křídla. Nevýhodou takového schématu je velká aerodynamická odolnost, zvýšení momentu setrvačnosti, zejména vzhledem k příčné ose letadla. Navíc, jak se zvyšuje rychlost letu, změní se podélné vyrovnávací charakteristiky letadla. Plochy řízení na takovém letadle mohou být umístěny buď přímo na křídlech nebo na ocase.

Kombinovaný obvod

V tomto případě mohou být součásti letadla kombinovány pomocí různých konstrukčních schémat. Například horizontální opeření je zajištěno jak v nosu, tak v ocasu trupu. Mohou být použity tzv. Přímé ovládání zdvihové síly.

V tomto případě horizontální opeření nosu spolu s klapkami vytvářejí další zdvihací sílu. Moment stoupání, který nastane v tomto případě, bude směřován ke zvýšení úhlu náběhu (náběh roviny stoupá). Chcete-li parry tento bod, ocasní žebra by měla vytvořit okamžik ke snížení úhlu útoku (nos letadla je snížena). Za tímto účelem musí být síla na ocasní části také směrována nahoru. To znamená, že se zvýšila zdvihací síla na nosu GO, na křídle a na ocasu GO (a následně na celé letadlo), aniž by se to otáčelo v podélné rovině. V tomto případě letadlo jednoduše stoupá bez jakéhokoli vývoje vzhledem k jeho středu hmoty. Naopak, když jako aerodynamické konfiguraci letadla může provádět vývoj těžiště v podélné rovině bez změny trajektorie jeho letu.

Schopnost provádět takové manévry významně zlepšuje taktické a technické vlastnosti manévrovatelných letadel. Zvláště v kombinaci s přímým ovládáním bočních sil, jejichž provedení musí mít letadlo nejen ocas, ale také podélné opeření nosu.

Převodový okruh

Konstrukce letadla postavená na konvertibilním schématu se vyznačuje přítomností destabilizátoru v přední části trupu. Destabilizátory funkce je snížit do určité míry, a dokonce úplné odstranění zpětném pohybu letadla aerodynamického zaměřením na nadzvukových letových režimech. To zvyšuje manévrovatelnost letadla (což je důležité pro stíhače) a zvyšuje rozsah nebo snižuje spotřebu paliva (to je důležité pro nadzvukové osobní letadlo).

Destabilizer mohou být také použity při vzletu / přistání bodů kompenzovat režim skok, který je způsoben odchylkou vstupní mechanizace (klapky, klapky), nebo přední části trupu. Podzvukovou letových režimech destabilizer leží ve střední části trupu nebo po instalaci v provozu větrné lopatky (volně orientované po proudu).