De viktigaste delarna av flygplanet. Flygplansanordning

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Uppfinnandet av flygplanet gjorde det möjligt att inte bara förverkliga mänsklighetens äldsta dröm - att erövra himlen, utan också att skapa det snabbaste transportsättet. Till skillnad från luftballonger och luftskepp är flygplan lite beroende av vädrets nycker och kan tillryggalägga långa avstånd med hög hastighet. Flygplanets komponenter består av följande strukturella grupper: vinge, flygkropp, empennage, start- och landningsanordningar, kraftverk, styrsystem, olika utrustning.

Driftsprincip

Flygplan - ett flygplan (LA) tyngre än luft, utrustat med ett kraftverk. Med hjälp av denna viktigaste del av flygplanet skapas den drivkraft som är nödvändig för flygningen - den verkande (drivande) kraften som motorn (propeller eller jetmotor) utvecklar på marken eller under flygning. Om skruven sitter framför motorn kallas det att dra, och är det bakom kallas det att trycka. Således skapar motorn den translationella rörelsen hos flygplanet i förhållande till omgivningen (luft). Följaktligen rör sig vingen också i förhållande till luften, vilket skapar lyft som ett resultat av denna framåtrörelse. Därför kan enheten bara stanna i luften om det finns en viss hastighet.flyg.

Vad heter delar av flygplanet

Följet består av följande huvuddelar:

• Flygplanskroppen är huvuddelen av flygplanet och förbinder vingarna (vingen), fjäderdräkten, kraftsystemet, landningsstället och andra komponenter till en enda helhet. Flygkroppen rymmer besättningen, passagerare (inom civil luftfart), utrustning, nyttolast. Kan även rymma (inte alltid) bränsle, chassi, motorer etc.
• Motorerna används för att driva flygplanet.
• Wing - en arbetsyta designad för att skapa lyft.
• Vertical tail är designad för styrbarhet, balansering och riktningsstabilitet hos flygplanet i förhållande till den vertikala axeln.
• Horizontal tail är designad för styrbarhet, balansering och riktningsstabilitet hos flygplanet i förhållande till den horisontella axeln.

Vingar och flygkropp

Huvuddelen av flygplanets struktur är vingen. Det skapar förutsättningar för att uppfylla huvudkravet för möjligheten till flygning - närvaron av hiss. Vingen är fäst vid kroppen (flygkroppen), som kan ha en eller annan form, men om möjligt med minim alt aerodynamiskt motstånd. För att göra detta är den försedd med en bekvämt strömlinjeformad droppform.

Framsidan av flygplanet tjänar till att rymma cockpit och radarsystem. På baksidan finns den så kallade tail unit. Den tjänar till att ge kontroll under flygningen.

Plumage design

Tänk på ett genomsnittligt flygplan,vars svanssektion är gjord enligt det klassiska schemat, karakteristiskt för de flesta militära och civila modeller. I det här fallet kommer den horisontella svansen att inkludera en fast del - stabilisatorn (från latin Stabilis, stabil) och en rörlig del - hissen.

Stabilisatorn tjänar till att stabilisera flygplanet i förhållande till den tvärgående axeln. Om flygplanets nos sänks, kommer därför flygkroppens svansparti, tillsammans med fjäderdräkten, att stiga upp. I detta fall kommer lufttrycket på den övre ytan av stabilisatorn att öka. Det tryck som genereras kommer att återföra stabilisatorn (respektive flygkroppen) till sitt ursprungliga läge. När nosen på flygkroppen lyfts upp kommer luftflödets tryck att öka på stabilisatorns nedre yta, och det kommer att återgå till sitt ursprungliga läge igen. Således tillhandahålls automatisk (utan pilotingripande) stabilitet för flygplanet i dess längsgående plan relativt den tvärgående axeln.

På baksidan av flygplanet finns också en vertikal svans. I likhet med den horisontella består den av en fast del - kölen och en rörlig del - rodret. Kölen ger stabilitet åt flygplanets rörelse i förhållande till dess vertikala axel i ett horisontellt plan. Funktionsprincipen för kölen liknar den för en stabilisator - när nosen avviker åt vänster avviker kölen åt höger, trycket på dess högra plan ökar och återställer kölen (och hela flygkroppen) till dess tidigare position.

För två axlar säkerställs alltså flygstabilitet av fjäderdräkten. Men det fanns ytterligare en axel - den längsgående. För att ge automatiskrörelsestabilitet i förhållande till denna axel (i tvärplanet) av glidvingarnas konsoler placeras inte horisontellt, utan i en viss vinkel relativt varandra så att konsolernas ändar böjs uppåt. Denna placering liknar bokstaven "V".

Kontrollsystem

Kontrollytor är viktiga delar av ett flygplan som är utformat för att styra flygplanet. Dessa inkluderar skevroder, roder och hissar. Styrning tillhandahålls med avseende på samma tre axlar i samma tre plan.

Hissen är den rörliga bakre delen av stabilisatorn. Om stabilisatorn består av två konsoler, finns det följaktligen två hissar som böjer sig upp eller ner, båda synkront. Med den kan piloten ändra flygplanets höjd.

Rodret är den rörliga bakre delen av kölen. När den avböjs i en eller annan riktning uppstår en aerodynamisk kraft på den, som roterar flygplanet runt en vertikal axel som passerar genom massans centrum, i motsatt riktning från rodrets avböjningsriktning. Rotationen fortsätter tills piloten återställer rodret till neutralläge (ej avböjt) och flygplanet rör sig i den nya riktningen.

Skevrider (från franska Aile, vinge) är huvuddelarna i flygplanet, som är de rörliga delarna av vingkonsolerna. Tjänst för att styra flygplanet i förhållande till den längsgående axeln (i det tvärgående planet). Eftersom det finns två vingkonsoler finns det även två skevroder. De arbetar synkront, men till skillnad från hissarna avviker deinte åt ett håll, utan åt olika håll. Om det ena skevroderet böjer sig uppåt, då det andra nedåt. På vingkonsolen, där skevroden böjs uppåt, minskar lyftet och där det är nere ökar det. Och flygplanets flygkropp roterar mot det upphöjda skevrolet.

Engines

Alla flygplan är utrustade med ett kraftverk som gör det möjligt för dem att utveckla hastigheten och följaktligen säkerställa att det uppstår lyft. Motorer kan placeras baktill på flygplanet (typiskt för jetflygplan), framför (lätta fordon) och på vingarna (civila flygplan, transporter, bombplan).

De är indelade i:

• Jet - turbojet, pulserande, dubbelkrets, direktflöde.
• Propeller - kolv (propeller), turbopropeller.
• Rocket - flytande, fast bränsle.

Andra system

Naturligtvis är andra delar av flygplanet också viktiga. Chassin tillåter flygplan att lyfta och landa från utrustade flygfält. Det finns amfibieflygplan, där speciella flottörer används istället för landningsställ - de låter dig lyfta och landa var som helst där det finns en vattenmassa (hav, flod, sjö). Modeller av lätta flygplan utrustade med skidor är kända för drift i områden med stabilt snötäcke.

Moderna flygplan är fyllda med elektronisk utrustning, kommunikations- och informationsöverföringsenheter. Militärflyget använder sofistikerade vapensystem, måldetektering och signalundertryckning.

Klassificering

Som tänktflygplan är indelade i två stora grupper: civila och militära. Huvuddelarna av ett passagerarflygplan kännetecknas av närvaron av en utrustad kabin för passagerare, som upptar det mesta av flygkroppen. Ett utmärkande drag är hyttventilerna på sidorna av skrovet.

Civila flygplan är indelade i:

• Passagerare – lokala flygbolag, långdistans kort (räckvidd mindre än 2 000 km), medium (räckvidd mindre än 4 000 km), lång räckvidd (räckvidd mindre än 9 000 km) och interkontinental (räckvidd över 11 000 km).
• Cargo - lätt (lastvikt upp till 10 ton), medium (lastvikt upp till 40 ton) och tung (lastvikt mer än 40 ton).
• Specialändamål - sanitet, jordbruk, spaning (isspaning, fiskspaning), brandbekämpning, för flygfotografering.
• Educational.

Till skillnad från civila modeller har delar av ett militärflygplan inte en bekväm kabin med fönster. Huvuddelen av flygkroppen är upptagen av vapensystem, underrättelseutrustning, kommunikationer, motorer och andra enheter.

Med tanke på syfte kan moderna militärflygplan (med tanke på de stridsuppdrag de utför) delas in i följande typer: jaktplan, attackflygplan, bombplan (missilbärare), spaning, militärtransport, special- och hjälpändamål.

Flygplansenhet

Utformningen av flygplan beror på den aerodynamiska design som de är gjorda enligt. Det aerodynamiska schemat kännetecknas av antalet grundläggande element och placeringen av lagerytorna. Om näsanflygplan är liknande för de flesta modeller, placeringen och geometrin för vingarna och svansen kan variera mycket.

Följande anordningar för flygplan skiljer sig åt:

• "Klassisk".
• Flying Wing.
• "Anka".
• "Svanslös".
• "Tandem".
• Konvertibelt schema.
• Kombinationsschema.

Klassiskt flygplan

Låt oss överväga de viktigaste delarna av flygplanet och deras syfte. Den klassiska (normala) layouten av komponenter och sammansättningar är typiska för de flesta enheter i världen, vare sig de är militära eller civila. Huvudelementet - vingen - verkar i ett rent ostört flöde, som smidigt flyter runt vingen och skapar ett visst lyft.

Flygplanets nos reduceras, vilket leder till en minskning av den erforderliga ytan (och därmed massan) av den vertikala svansen. Detta beror på att det främre flygkroppen inducerar ett destabiliserande girmoment kring flygplanets vertikala axel. Genom att minska den främre flygkroppen förbättras sikten av den främre halvklotet.

Nackdelarna med det normala systemet är:

• Funktionen av den horisontella svansen (HA) i en snedställd och störd vingström minskar dess effektivitet avsevärt, vilket kräver användning av en fjäderdräkt med större yta (och följaktligen massa).
• För att säkerställa flygningens stabilitet måste den vertikala svansen (VO) skapa ett negativt lyft, det vill säga riktat nedåt. Detta minskar flygplanets totala effektivitet: frånstorleken på lyftkraften som vingen skapar, är det nödvändigt att subtrahera kraften som skapas på GO. För att neutralisera detta fenomen bör en vinge med ökad yta (och följaktligen massa) användas.

Flygplanets enhet enligt "anka"-schemat

Med denna design är huvuddelarna av flygplanet placerade annorlunda än i de "klassiska" modellerna. Först och främst påverkade ändringarna layouten av den horisontella svansen. Den ligger framför vingen. Enligt detta schema byggde bröderna Wright sina första flygplan.

Förmåner:

• Vertikal svans arbetar i ett ostört flöde, vilket ökar dess effektivitet.
• För att säkerställa flygstabilitet genererar empennaget positivt lyft, det vill säga det läggs till vingens lyft. Detta gör det möjligt att minska dess yta och följaktligen dess massa.
• Naturligt "anti-spin"-skydd: möjligheten att överföra vingarna till superkritiska anfallsvinklar för "ankor" är utesluten. Stabilisatorn är installerad så att den får en högre anfallsvinkel jämfört med vingen.
• Att flytta tillbaka flygplanets fokus med ökande hastighet i "anka"-schemat sker i mindre utsträckning än i den klassiska layouten. Detta resulterar i färre förändringar i graden av longitudinell statisk stabilitet hos flygplanet, vilket i sin tur förenklar egenskaperna för dess kontroll.

Nackdelar med "anka"-schemat:

• När det stannar på empennaget når inte bara flygplanet lägre anfallsvinklar, utan det "saknar" också på grund av en minskning av dess totala lyft. Detta är särskilt farligt istart- och landningslägen på grund av närhet till marken.
• Närvaron av fjäderdräktsmekanismer i den främre flygkroppen försämrar sikten av den nedre halvklotet.
• För att minska arean av den främre HE, görs längden på den främre flygkroppen betydande. Detta leder till en ökning av det destabiliserande momentet i förhållande till den vertikala axeln, och följaktligen till en ökning av konstruktionens yta och massa.

Svanslöst flygplan

I modeller av denna typ finns det ingen viktig, välbekant del av flygplanet. Ett foto av svanslösa flygplan (Concorde, Mirage, Vulcan) visar att de inte har horisontell svans. De främsta fördelarna med detta schema är:

• Reducera det frontala aerodynamiska motståndet, vilket är särskilt viktigt för flygplan med hög hastighet, i synnerhet vid cruising. Detta minskar bränslekostnaderna.
• Högre vridstyvhet hos vingen, vilket förbättrar dess aeroelastiska egenskaper, och höga manövrerbarhetsegenskaper uppnås.

Flaws:

• För balansering i vissa flyglägen måste en del av mekaniseringsmedlen för vingens bakkant (klaffar) och kontrollytor böjas uppåt, vilket minskar flygplanets totala lyftkraft.
• Kombination av flygplanskontroller i förhållande till de horisontella och längsgående axlarna (på grund av frånvaron av hissen) försämrar egenskaperna för dess hantering. Frånvaron av specialiserad fjäderdräkt gör att kontrollytorna på vingens bakkant presterar (mednödvändiga) arbetsuppgifter och skevroder och hissar. Dessa kontrollytor kallas elevoner.
• Att använda en del av mekaniseringsutrustningen för att balansera flygplanet försämrar dess start- och landningsprestanda.

Flying Wing

Med det här systemet finns det faktiskt ingen sådan del av flygplanet som flygkroppen. Alla volymer som behövs för att rymma besättningen, nyttolasten, motorerna, bränslet, utrustningen finns i mitten av vingen. Detta schema har följande fördelar:

• Minst drag.
• Den minsta massan av strukturen. I det här fallet faller all massa på vingen.
• Eftersom flygplanets längdmått är små (på grund av avsaknaden av ett flygkropp), är det destabiliserande momentet kring dess vertikala axel försumbart. Detta gör det möjligt för designers att antingen minska VO:s yta avsevärt eller till och med överge den helt (fåglar har, som ni vet, ingen vertikal fjäderdräkt).

Nackdelarna inkluderar svårigheten att säkerställa stabiliteten i flygplanets flygning.

Tandem

Tandemschemat, när två vingar är placerade efter varandra, används sällan. Denna lösning används för att öka vingarean med samma värden på dess spännvidd och flygkroppslängd. Detta minskar den specifika belastningen på vingen. Nackdelarna med detta schema är ett stort aerodynamiskt motstånd, en ökning av tröghetsmomentet, särskilt i förhållande till flygplanets tväraxel. Dessutom, med en ökning av flyghastigheten, förändras egenskaperna för den longitudinella balanseringen av flygplanet. Styrytor på sådanaflygplan kan placeras både direkt på vingarna och på fjäderdräkten.

kombinationskrets

I det här fallet kan komponenterna i flygplanet kombineras med olika designscheman. Till exempel finns horisontell svans både i nosen och i svansen av flygkroppen. Den så kallade direktlyftskontrollen kan användas på dem.

I det här fallet skapar den horisontella nosen tillsammans med flikarna ytterligare lyft. Pitching-momentet som inträffar i detta fall kommer att syfta till att öka attackvinkeln (nosen på flygplanet stiger). För att parera detta ögonblick måste svansenheten skapa ett ögonblick för att minska attackvinkeln (flygplanets nos går ner). För att göra detta måste kraften på svansen också riktas uppåt. Det vill säga, det finns en ökning av lyftkraften på nosen HE, på vingen och på svansen HE (och följaktligen på hela flygplanet) utan att vrida den i det längsgående planet. I det här fallet stiger flygplanet helt enkelt utan någon evolution i förhållande till dess masscentrum. Och vice versa, med en sådan aerodynamisk utformning av flygplanet, kan det utföra evolutioner i förhållande till masscentrum i det longitudinella planet utan att ändra sin flygbana.

Förmågan att utföra sådana manövrar förbättrar avsevärt prestandaegenskaperna hos manövrerbara flygplan. Speciellt i kombination med ett system för direkt kontroll av sidokraften, för vars genomförande flygplanet måste ha inte bara svansen utan även näsans längsgående fjäderdräkt.

Konvertibelschema

Enheten i ett flygplan byggt enligt ett konvertibelschema kännetecknas av närvaron av en destabilisator i den främre flygkroppen. Destabilisatorernas funktion är att inom vissa gränser minska, eller till och med helt eliminera förskjutningen bakåt av flygplanets aerodynamiska fokus i överljudsflyglägen. Detta ökar flygplanets manövrerbarhet (vilket är viktigt för ett stridsflygplan) och ökar räckvidden eller minskar bränsleförbrukningen (detta är viktigt för ett överljudspassagerarflygplan).

Destabilisatorer kan också användas i start-/landningslägen för att kompensera för dykmomentet, som orsakas av avvikelsen i start- och landningsmekaniseringen (klaffar, klaffar) eller den främre flygkroppen. I subsoniska flyglägen är destabilisatorn gömd i mitten av flygkroppen eller inställd på väderflöjelläge (fritt orienterad längs flödet).