Основните части на самолета. Устройство на самолета

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Изобретението на самолета направи възможно не само реализирането на най-древната мечта на човечеството - да завладее небето, но и да създаде най-бързия вид транспорт. За разлика от балони с горещ въздух и дирижабли, самолетите са малко зависими от капризите на времето, способни да покриват дълги разстояния с висока скорост. Компонентите на самолета се състоят от следните структурни групи: крило, фюзелаж, палуба, устройства за излитане и кацане, електроцентрала, системи за управление, различно оборудване.

Принцип на действие

Самолет - самолет (LA), по-тежък от въздуха, оборудван с електроцентрала. С помощта на тази най-важна част от самолета се създава необходимата за полета тяга – действащата (задвижващата) сила, която двигателят (витлото или реактивният двигател) развива на земята или по време на полет. Ако винтът е разположен отпред на двигателя, това се нарича дърпане, а ако е отзад, се нарича бутане. По този начин двигателят създава транслационното движение на самолета спрямо околната среда (въздуха). Съответно, крилото също се движи спрямо въздуха, което създава подемна сила в резултат на това движение напред. Следователно устройството може да остане във въздуха само ако има определена скорост.полет.

Какви са имената на части от самолета

Кейса се състои от следните основни части:

• Фюзелажът е основното тяло на самолета, свързващо крилата (крилото), оперението, захранващата система, колесника и други компоненти в едно цяло. Фюзелажът побира екипаж, пътници (в гражданската авиация), оборудване, полезен товар. Може също да побере (не винаги) гориво, шасита, двигатели и др.
• Двигателите се използват за задвижване на самолета.
• Wing - работна повърхност, предназначена да създава повдигане.
• Вертикалната опашка е проектирана за управляемост, балансиране и стабилност на посоката на самолета спрямо вертикалната ос.
• Хоризонталната опашка е проектирана за управляемост, балансиране и стабилност на посоката на самолета спрямо хоризонталната ос.

Крила и фюзелаж

Основната част от конструкцията на самолета е крилото. Създава условия за изпълнение на основното изискване за възможност за полет – наличието на асансьор. Крилото е прикрепено към тялото (фюзелажа), което може да има една или друга форма, но по възможност с минимално аеродинамично съпротивление. За да направите това, той е снабден с удобно опростена форма на сълза.

Предната част на самолета служи за настаняване на пилотската кабина и радарните системи. Отзад е така наречената опашка. Той служи за осигуряване на контрол по време на полет.

Дизайн на оперение

Помислете за среден самолет,опашната част на която е направена по класическата схема, характерна за повечето военни и граждански модели. В този случай хоризонталната опашка ще включва неподвижна част - стабилизатор (от латински Stabilis, стабилен) и подвижна част - асансьор.

Стабилизаторът служи за стабилизиране на самолета спрямо напречната ос. Ако носът на самолета се спусне, тогава, съответно, опашната част на фюзелажа, заедно с оперението, ще се издигне нагоре. В този случай налягането на въздуха върху горната повърхност на стабилизатора ще се увеличи. Генерираното налягане ще върне стабилизатора (съответно фюзелажа) в първоначалното му положение. Когато носът на фюзелажа се повдигне нагоре, налягането на въздушния поток ще се увеличи върху долната повърхност на стабилизатора и той отново ще се върне в първоначалното си положение. По този начин се осигурява автоматична (без намеса на пилота) стабилност на самолета в надлъжната му равнина спрямо напречната ос.

Задната част на самолета също включва вертикална опашка. Подобно на хоризонталната, тя се състои от неподвижна част - кила и подвижна част - кормилото. Килът придава стабилност на движението на самолета спрямо неговата вертикална ос в хоризонтална равнина. Принципът на действие на кила е подобен на този на стабилизатора - когато носът се отклонява наляво, килът се отклонява надясно, натискът върху дясната му равнина се увеличава и връща кила (и целия фюзелаж) към предишния му позиция.

По този начин, по отношение на две оси, стабилността на полета се осигурява от оперението. Но имаше още една ос - надлъжната. За осигуряване на автоматичностабилност на движение спрямо тази ос (в напречната равнина) на конзолите на крилата на планера са разположени не хоризонтално, а под определен ъгъл една спрямо друга, така че краищата на конзолите да са отклонени нагоре. Това разположение наподобява буквата "V".

Системи за управление

Повърхностите за управление са важни части на самолет, предназначен да управлява самолета. Те включват елерони, кормила и елеватори. Осигурява се управление по отношение на същите три оси в същите три равнини.

Асансьора е подвижната задна част на стабилизатора. Ако стабилизаторът се състои от две конзоли, тогава, съответно, има два асансьора, които се отклоняват нагоре или надолу, и двата синхронно. С него пилотът може да промени височината на самолета.

Кормилото е подвижната задна част на кила. Когато се отклони в една или друга посока, върху него възниква аеродинамична сила, която завърта самолета около вертикална ос, минаваща през центъра на масата, в обратна посока от посоката на отклонение на руля. Ротацията продължава, докато пилотът върне руля в неутрално положение (не е отклонен) и самолетът се движи в новата посока.

Елероните (от френски Aile, крило) са основните части на самолета, които са движещи се части на конзолите на крилото. Служи за управление на самолета спрямо надлъжната ос (в напречната равнина). Тъй като има две конзоли на крилата, има и два елерона. Те работят синхронно, но за разлика от асансьорите се отклоняватне в една посока, а в различни посоки. Ако единият елерон се отклони нагоре, а след това другият надолу. На конзолата на крилото, където елеронът е отклонен нагоре, подемната сила намалява, а там, където е надолу, се увеличава. И фюзелажът на самолета се върти към повдигнатия елерон.

Двигатели

Всички самолети са оборудвани с електроцентрала, която им позволява да развиват скорост и следователно да гарантират възникването на повдигане. Двигателите могат да бъдат разположени в задната част на самолета (типично за реактивни самолети), отпред (леки превозни средства) и на крилата (граждански самолети, транспортни самолети, бомбардировачи).

Те са разделени на:

• Jet - турбореактивен, пулсиращ, двуконтурен, директен поток.
• Витло - бутало (витло), турбовитло.
• Ракета - течно, твърдо гориво.

Други системи

Разбира се, други части на самолета също са важни. Шаситата позволяват на самолетите да излитат и кацат от оборудвани летища. Има самолети-амфибии, където вместо колесници се използват специални плувки - те ви позволяват да излитате и кацате навсякъде, където има воден обект (море, река, езеро). Моделите на леки самолети, оборудвани със ски, са известни за работа в райони със стабилна снежна покривка.

Съвременните самолети са пълни с електронно оборудване, устройства за комуникация и пренос на информация. Военната авиация използва сложни оръжейни системи, откриване на цели и потискане на сигнали.

Класификация

Както е предвиденоСамолетите са разделени на две големи групи: граждански и военни. Основните части на пътническия самолет се отличават с наличието на оборудвана кабина за пътници, която заема по-голямата част от фюзелажа. Отличителна черта са илюминаторите отстрани на корпуса.

Гражданските самолети са разделени на:

• Пътнически - местни авиокомпании, къси разстояния на дълги разстояния (обхват по-малко от 2000 km), средни (обхват по-малко от 4000 km), дълги разстояния (обхват по-малко от 9000 km) и междуконтинентални (обхват над 11 000 km).
• Карго - лек (тегло на товара до 10 тона), среден (тегло на товара до 40 тона) и тежък (тегло на товара над 40 тона).
• Специално предназначение - санитарно, селскостопанско, разузнавателно (ледено разузнаване, разузнаване на риба), пожарогасене, за въздушна фотография.
• Образователна.

За разлика от цивилните модели, части от военни самолети нямат удобна кабина с прозорци. Основната част от фюзелажа е заета от оръжейни системи, разузнавателно оборудване, комуникации, двигатели и други единици.

По предназначение съвременните военни самолети (като се имат предвид бойните мисии, които изпълняват) могат да бъдат разделени на следните типове: изтребители, щурмови самолети, бомбардировачи (ракетоносачи), разузнавателни, военнотранспортни, специални и спомагателни цели.

Устройство на самолета

Дизайнът на самолетите зависи от аеродинамичния дизайн, според който са направени. Аеродинамичната схема се характеризира с броя на основните елементи и разположението на носещите повърхности. Ако носътсамолетът е подобен за повечето модели, местоположението и геометрията на крилата и опашката могат да варират значително.

Разграничават се следните схеми на самолетни устройства:

• "Classic".
• Летящо крило.
• "Duck".
• "без опашка".
• "Тандем".
• Конвертируема схема.
• Комбинирана схема.

Класически самолет

Нека разгледаме основните части на самолета и тяхното предназначение. Класическото (нормално) оформление на компоненти и възли е типично за повечето устройства в света, независимо дали са военни или граждански. Основният елемент - крилото - работи в чист ненарушен поток, който плавно обтича крилото и създава определено повдигане.

Носът на самолета е намален, което води до намаляване на необходимата площ (а оттам и масата) на вертикалната опашка. Това е така, защото предната част на фюзелажа предизвиква дестабилизиращ момент на отклонение около вертикалната ос на самолета. Намаляването на предната част на фюзелажа подобрява видимостта на предното полукълбо.

Недостатъците на нормалната схема са:

• Работата на хоризонталната опашка (HA) в наклонена и нарушена струя на крилата значително намалява нейната ефективност, което налага използването на оперение с по-голяма площ (и следователно маса).
• За да се осигури стабилност на полета, вертикалната опашка (VO) трябва да създаде отрицателно повдигане, тоест насочена надолу. Това намалява общата ефективност на самолета: отвеличината на подемната сила, която създава крилото, е необходимо да се извади силата, която се създава върху GO. За да се неутрализира това явление, трябва да се използва крило с увеличена площ (и следователно маса).

Устройството на самолета по схемата "патица"

С този дизайн основните части на самолета са разположени по различен начин, отколкото при "класическите" модели. На първо място, промените засегнаха оформлението на хоризонталната опашка. Намира се в предната част на крилото. Според тази схема братя Райт построили първия си самолет.

Предимства:

• Вертикалната опашка работи в необезпокояван поток, което повишава нейната ефективност.
• За да се осигури стабилност на полета, оперението генерира положително повдигане, тоест се добавя към повдигането на крилото. Това позволява да се намали неговата площ и съответно масата му.
• Естествена защита срещу завъртане: възможността за прехвърляне на крилата към свръхкритични ъгли на атака за "патици" е изключена. Стабилизаторът е монтиран така, че да получава по-висок ъгъл на атака в сравнение с крилото.
• Преместването на фокуса на самолета назад с нарастваща скорост в схемата "патица" се случва в по-малка степен, отколкото при класическото оформление. Това води до по-малко промени в степента на надлъжна статична стабилност на самолета, от своя страна, опростява характеристиките на неговото управление.

Недостатъци на схемата "патица":

• При спиране на оперението, самолетът не само достига по-ниски ъгли на атака, но и „провисва“поради намаляване на общото му повдигане. Това е особено опасно прирежими на излитане и кацане поради близостта на земята.
• Наличието на механизми за оперение в предната част на фюзелажа влошава видимостта на долното полукълбо.
• За да се намали площта на предния HE, дължината на предния фюзелаж се прави значителна. Това води до увеличаване на дестабилизиращия момент спрямо вертикалната ос и съответно до увеличаване на площта и масата на конструкцията.

Безопашен самолет

В моделите от този тип няма важна, позната част от самолета. Снимка на самолети без опашка (Concorde, Mirage, Vulcan) показва, че те нямат хоризонтална опашка. Основните предимства на тази схема са:

• Намаляване на предното аеродинамично съпротивление, което е особено важно за самолети с висока скорост, по-специално крейсерски. Това намалява разходите за гориво.
• По-висока твърдост на усукване на крилото, което подобрява неговите аероеластични характеристики и се постигат високи характеристики на маневреност.

Недостатъци:

• За балансиране в някои режими на полет, част от средствата за механизация на задния ръб на крилото (клапите) и контролните повърхности трябва да бъдат отклонени нагоре, което намалява общото повдигане на самолета.
• Комбинацията от управление на самолета спрямо хоризонталната и надлъжната ос (поради липсата на асансьор) влошава характеристиките на управлението му. Липсата на специализирано оперение прави управляващите повърхности, разположени на задния ръб на крилото, да работят (снеобходими) задължения и елерони, и елеватори. Тези контролни повърхности се наричат елевони.
• Използването на част от оборудването за механизация за балансиране на самолета влошава характеристиките му при излитане и кацане.

Летящо крило

При тази схема всъщност няма такава част от самолета като фюзелажа. Всички необходими обеми за настаняване на екипажа, полезен товар, двигатели, гориво, оборудване са разположени в средата на крилото. Тази схема има следните предимства:

• Най-малко плъзгане.
• Най-малката маса на конструкцията. В този случай цялата маса пада върху крилото.
• Тъй като надлъжните размери на самолета са малки (поради липса на фюзелаж), дестабилизиращият момент около вертикалната му ос е незначителен. Това позволява на дизайнерите или значително да намалят площта на VO, или дори да я изоставят напълно (птиците, както знаете, нямат вертикално оперение).

Недостатъците включват трудността да се гарантира стабилността на полета на самолета.

Тандем

Схемата "тандем", когато две крила са разположени едно след друго, се използва рядко. Това решение се използва за увеличаване на площта на крилото със същите стойности на неговия размах и дължината на фюзелажа. Това намалява специфичното натоварване на крилото. Недостатъците на тази схема е голямо аеродинамично съпротивление, увеличаване на момента на инерция, особено по отношение на напречната ос на самолета. Освен това с увеличаване на скоростта на полета характеристиките на надлъжното балансиране на самолета се променят. Контролни повърхности на такивасамолетът може да бъде разположен както директно върху крилата, така и върху оперението.

Комбинирана верига

В този случай компонентите на самолета могат да се комбинират с помощта на различни дизайнерски схеми. Например, хоризонтална опашка е предвидена както в носа, така и в опашката на фюзелажа. При тях може да се използва т. нар. директно управление на повдигането.

В този случай хоризонталният нос заедно с клапите създават допълнително повдигане. Моментът на накланяне, който възниква в този случай, ще бъде насочен към увеличаване на ъгъла на атака (носът на самолета се издига). За да парира този момент, опашното устройство трябва да създаде момент за намаляване на ъгъла на атака (носът на самолета се спуска надолу). За да направите това, силата върху опашката също трябва да бъде насочена нагоре. Тоест има увеличение на подемната сила на носа HE, на крилото и на опашката HE (и следователно на целия самолет), без да го завърта в надлъжната равнина. В този случай самолетът просто се издига без никаква еволюция спрямо неговия център на маса. И обратно, с такова аеродинамично разположение на самолета, той може да извършва еволюции спрямо центъра на масата в надлъжната равнина, без да променя траекторията на полета си.

Възможността за извършване на такива маневри значително подобрява експлоатационните характеристики на маневрените самолети. Особено в комбинация със система за директен контрол на страничната сила, за изпълнението на която самолетът трябва да има не само опашката, но и носа надлъжно оперение.

Конвертируема схема

Устройството на самолет, построен по конвертируема схема, се отличава с наличието на дестабилизатор в предната част на фюзелажа. Функцията на дестабилизаторите е да намалят в определени граници или дори напълно да премахнат изместването на аеродинамичния фокус на самолета в свръхзвукови режими на полет. Това увеличава маневреността на самолета (което е важно за изтребителя) и увеличава обхвата или намалява разхода на гориво (това е важно за свръхзвуков пътнически самолет).

Дестабилизаторите могат да се използват и в режими на излитане/кацане за компенсиране на момента на гмуркане, който е причинен от отклонението на механизацията за излитане и кацане (клапи, клапи) или предната част на фюзелажа. При дозвукови режими на полет дестабилизаторът е скрит в средата на фюзелажа или е настроен на режим на флюгер (свободно ориентиран по течението).