Асноўныя часткі самалёта. прылада самалёта

Вынаходніцтва самалёта дазволіла не толькі ажыццявіць найстаражытную мару чалавецтва - скарыць неба, але і стварыць самы хуткі від транспарту. У адрозненне ад паветраных шароў і дырыжабляў, самалёты мала залежаць ад капрызаў надвор'я, здольныя пераадольваць вялікія адлегласці на высокай хуткасці. Складовыя часткі самалёта складаюцца з наступных канструктыўных груп: крыла, фюзеляжа, апярэння, узлётна-пасадачных прылад, сілавы ўстаноўкі, кіраўнікоў сістэм, рознага абсталявання.

прынцып дзеяння

Самалёт - лятальны апарат (ЛА) цяжэй паветра, абсталяваны сілавы устаноўкай. Пры дапамозе гэтай найважнейшай часткі самалёта ствараецца неабходная для ажыццяўлення палёту цяга - дзеючая (рухаючая) сіла, якую развівае на зямлі або ў палёце матор (паветраны вінт ці рэактыўны рухавік). Калі шруба размешчаны перад рухавіком, ён называецца цягне, а калі ззаду - Толкай. Такім чынам, рухавік стварае паступальны рух самалёта адносна навакольнага асяроддзя (паветра). Адпаведна, адносна паветра рухаецца і крыло, якое стварае пад'ёмную сілу ў выніку гэтага паступальнага руху. Таму апарат можа трымацца ў паветры толькі пры наяўнасці пэўнай хуткасці палёту.

Як называюцца часткі самалёта

Корпус складаецца з наступных асноўных частак:

• Фюзеляж - гэта галоўны корпус самалёта, які злучае ў адзінае цэлае крылы (крыло), апярэння, сілавую сістэму, шасі і іншыя складнікі. У фюзеляжы размяшчаюцца экіпаж, пасажыры (у грамадзянскай авіяцыі), абсталяванне, карысная нагрузка. Таксама можа размяшчацца (не заўсёды) палiва, шасі, маторы і т. Д.
• Рухавікі выкарыстоўваюцца для прывядзення ў рух ЛА.
• Крыло - рабочая паверхню, закліканая ствараць пад'ёмную сілу.
• Вертыкальнае апярэнне прызначана для кіравальнасці, балансавання і шляхавы ўстойлівасці самалёта адносна вертыкальнай восі.
• Гарызантальнае апярэнне прызначана для кіравальнасці, балансавання і шляхавы ўстойлівасці самалёта адносна гарызантальнай восі.

Крылы і фюзеляж

Асноўная частка канструкцыі самалёта - крыло. Яно стварае ўмовы для выканання галоўнага патрабавання для магчымасці палёту - наяўнасць пад'ёмнай сілы. Крыло мацуецца да корпуса (фюзеляжу), які можа мець тую ці іншую форму, але па магчымасці з мінімальным аэрадынамічным супрацівам. Для гэтага яму прадастаўляюць зручна абцякальную кропляпадобнай форму.

Пярэдняя частка самалёта служыць для размяшчэння кабіны пілотаў і радыёлакацыйных сістэм. У задняй частцы знаходзіцца так званае хваставое апярэнне. Яно служыць для забеспячэння кіравальнасці падчас палёту.

канструкцыя апярэння

Разгледзім сярэднестатыстычны самалёт, хваставая частка якога выканана па класічнай схеме, характэрнай для большасці ваенных і грамадзянскіх мадэляў. У гэтым выпадку гарызантальнае апярэнне будзе ўключаць нерухомую частку - стабілізатар (ад лацінскага Stabilis, ўстойлівы) і рухомую - руль вышыні.

Стабілізатар служыць для надання ўстойлівасці ЛА адносна папярочнай восі. Калі нос лятальнага апарата апусціцца, то, адпаведна, хваставая частка фюзеляжа разам з апярэннем падымецца ўверх. У гэтым выпадку ціск паветра на верхняй паверхні стабілізатара павялічыцца. Стваранае ціск верне стабілізатар (адпаведна, і фюзеляж) у зыходнае становішча. Пры ўздыме носа фюзеляжа уверх ціск патоку паветра павялічыцца на ніжняй паверхні стабілізатара, і ён зноў вернецца ў зыходнае становішча. Такім чынам, забяспечваецца аўтаматычная (без ўмяшання пілота) ўстойлівасць ЛА ў яго падоўжнай плоскасці адносна папярочнай восі.

Задняя частка самалёта таксама ўключае вертыкальнае апярэнне. Аналагічна гарызантальнаму, яно складаецца з нерухомай часткі - кіля, і рухомай - руля кірункі. Кіль надае ўстойлівасць руху самалёту адносна яго вертыкальнай восі ў гарызантальнай плоскасці. Прынцып дзеяння кіля падобны дзеяння стабілізатара - пры адхіленні носа налева кіль адхіляецца направа, ціск на яго правай плоскасці павялічваецца і вяртае кіль (і ўвесь фюзеляж) у ранейшае становішча.

Такім чынам, адносна двух восяў ўстойлівасць палёту забяспечваецца апярэннем. Але засталася яшчэ адна вось - падоўжная. Для прадастаўлення аўтаматычнай ўстойлівасці руху адносна гэтай восі (у папярочнай плоскасці) кансолі крыла планёра размяшчаюць не гарызантальна, а пад некаторым вуглом адносна адзін аднаго так, што канцы кансоляў адхіленыя ўверх. Такое размяшчэнне нагадвае літару "V".

сістэмы кіравання

Рулявыя паверхні - важныя часткі самалёта, прызначаныя для кіравання паветраным суднам. Да іх ставяцца элероны, рулі напрамкі і вышыні. Кіраванне забяспечваецца адносна тых жа трох восяў ў тых жа трох плоскасцях.

Руль вышыні - гэта рухомая задняя частка стабілізатара. Калі стабілізатар складаецца з двух кансоляў, то адпаведна ёсць і два руля вышыні, якія адхіляюцца ўніз або ўверх, абодва сінхронна. З яго дапамогай пілот можа змяняць вышыню палёту лятальнага апарата.

Руль кірунку - гэта рухомая задняя частка кіля. Пры яго адхіленыя ў той ці іншы бок на ім узнікае аэрадынамічная сіла, якая круціць самалёт адносна вертыкальнай восі, якая праходзіць праз цэнтр мас, у процілеглы бок ад кірунку адхіленні руля. Кручэнне адбываецца да таго часу, пакуль пілот не верне руль у нейтральнае (не адхіленне становішча), і ЛА будзе ажыццяўляць рух ужо ў новым напрамку.

Элероны (ад франц. Aile, крыло) - асноўныя часткі самалёта, якія ўяўляюць сабой рухомыя часткі кансоляў крыла. Служаць для кіравання самалётам адносна падоўжнай восі (у папярочнай плоскасці). Бо кансоляў крыла дзве, то і элеронов таксама два. Яны працуюць сінхронна, але, у адрозненне ад рулёў вышыні, адхіляюцца не ў адзін бок, а ў розныя. Калі адзін элерон асобай ўверх, то іншы ўніз. На кансолі крыла, дзе элерон адхілены ўверх, пад'ёмная сіла памяншаецца, а дзе ўніз - павялічваецца. І фюзеляж ЛА круціцца ў бок паднятага элероны.

рухавікі

Усе самалёты абсталёўваюцца сілавы устаноўкай, якая дазваляе развіць хуткасць, і, такім чынам, забяспечыць ўзнікненне пад'ёмнай сілы. Рухавікі могуць размяшчацца ў задняй частцы самалёта (характэрна для рэактыўных ЛА), спераду (лёгкаматорныя апараты) і на крылах (грамадзянскія самалёты, транспартнікі, бамбавікі).

Яны падзяляюцца на:

• Рэактыўныя - турбарэактыўныя, пульсавалыя, двухконтурные, прямоточные.
• Шрубавыя - поршневыя (вінтаматорную), турбавінтавыя.
• Ракетныя - вадкасныя, цвёрдапаліўныя.

Іншыя сістэмы

Безумоўна, іншыя часткі самалёта таксама важныя. Шасі дазваляюць лятальным апаратам ўзлятаць і садзіцца з абсталяваных аэрадромаў. Існуюць самалёты-амфібіі, дзе замест шасі выкарыстоўваюцца спецыяльныя паплаўкі - яны дазваляюць ажыццяўляць ўзлёт і пасадку ў любым месцы, дзе ёсць вадаём (мора, рака, возера). Вядомыя мадэлі лёгкаматорным самалётам, аснашчаных лыжамі, для эксплуатацыі ў раёнах з устойлівым снежным покрывам.

Сучасныя самалёты нашпігаваныя электронным абсталяваннем, прыладамі сувязі і перадачы інфармацыі. У ваеннай авіяцыі выкарыстоўваюцца складаныя сістэмы ўзбраення, выяўлення мэтаў і падаўлення сігналаў.

класіфікацыя

Па прызначэнні самалёты падзяляюцца на дзве вялікія групы: грамадзянскія і ваенныя. Асноўныя часткі пасажырскага самалёта адрозніваюцца наяўнасцю абсталяванага салона для пасажыраў, які займае большую частку фюзеляжа. Адметнай рысай з'яўляюцца ілюмінатары па баках корпуса.

Грамадзянскія самалёты падпадзяляюцца на:

• Пасажырскія - мясцовых авіяліній, магістральныя блізкія (далёкасць менш за 2000 км), сярэднія (далёкасць менш 4000 км), далёкія (далёкасць менш 9000 км) і міжкантынентальныя (далёкасць больш за 11 000 км).
• Грузавыя - лёгкія (маса грузу да 10 т), сярэднія (маса грузу да 40 т) і цяжкія (маса грузу больш за 40 т).
• Спецыяльнага прызначэння - санітарныя, сельскагаспадарчыя, выведвальныя (лядовая разведка, рыборазведка), супрацьпажарныя, для аэрафотаздымкі.
• Навучальныя.

У адрозненне ад грамадзянскіх мадэляў, часткі ваеннага самалёта не маюць камфартабельнага салона з ілюмінатарамі. Асноўную частку фюзеляжа займаюць сістэмы ўзбраення, абсталяванне для разведкі, сувязі, рухавікі і іншыя агрэгаты.

Па прызначэнні сучасныя ваенныя самалёты (улічваючы баявыя задачы, якія яны выконваюць), можна падзяліць на наступныя тыпы: знішчальнікі, штурмавікі, бамбавікі (Ракетаносцы), разведчыкі, ваенна-транспартныя, спецыяльныя і дапаможнага прызначэння.

прылада самалётаў

Прылада лятальных апаратаў залежыць ад аэрадынамічнай схемы, па якой яны выкананы. Аэрадынамічная схема характарызуецца колькасцю асноўных элементаў і размяшчэннем апорных паверхняў. Калі насавая частка самалёта ў большасці мадэляў падобная, то размяшчэнне і геаметрыя крылаў і хваставой часткі могуць моцна адрознівацца.

Адрозніваюць наступныя схемы прылады ЛА:

• «Класічная».
• «Лётаць крыло».
• «Качка».
• «Бесхвостка».
• «Тандэм».
• Канвертоўная схема.
• Камбінаваная схема.

Самалёты, выкананыя па класічнай схеме

Разгледзім асноўныя часткі самалёта і іх прызначэнне. Класічная (нармальная) кампаноўка вузлоў і агрэгатаў характэрная для большасці апаратаў свету, будзь-то ваенных альбо грамадзянскіх. Галоўны элемент - крыло - працуе ў чыстым невозмущенном патоку, які плаўна абцякае крыло і стварае пэўную пад'ёмную сілу.

Насавая частка самалёта з'яўляецца скарочанай, што прыводзіць да памяншэння патрабаванай плошчы (а такім чынам, і масы) вертыкальнага апярэння. Гэта таму, што насавая частка фюзеляжа выклікае дэстабілізуючы шляхавы момант адносна вертыкальнай восі самалёта. Скарачэнне насавой частцы фюзеляжа паляпшае агляд пярэдняй паўсферы.

Недахопамі нармальнай схемы з'яўляюцца:

• Праца гарызантальнага апярэння (ГА) у скошаным і абурэнне крылом патоку значна зніжае яго эфектыўнасць, што выклікае неабходнасць прымянення апярэння большай плошчы (а, такім чынам, і масы).
• Для забеспячэння ўстойлівасці палёту вертыкальнае апярэнне (ВА) павінна ствараць негатыўную пад'ёмную сілу, то ёсць накіраваную ўніз. Гэта зніжае сумарны ККД самалёта: з велічыні пад'ёмнай сілы, якую стварае крыло, трэба адняць сілу, якая ствараецца на ГА. Для нейтралізацыі гэтай з'явы варта ўжываць крыло павялічанай плошчы (а, такім чынам, і масы).

Прылада самалёта па схеме «качка»

Пры дадзенай канструкцыі асноўныя часткі самалёта размяшчаюцца інакш, чым у «класічных» мадэлях. Перш за ўсё, змены закранулі кампаноўкі гарызантальнага апярэння. Яно размяшчаецца перад крылом. Па гэтай схеме пабудавалі свой першы самалёт браты Райт.

перавагі:

• Вертыкальнае апярэнне працуе ў невозмущенном струмені, што павышае яго эфектыўнасць.
• Для забеспячэння ўстойлівасці палёту апярэнне стварае добрую пад'ёмную сілу, гэта значыць яна дадаецца да пад'ёмнай сіле крыла. Гэта дазваляе паменшыць яго плошчу і, адпаведна, масу.
• Натуральная «противоштопорная» абарона: магчымасць перакладу крылаў на закритические куты нападу для «качак» выключаная. Стабілізатар усталёўваецца так, што ён атрымлівае большы кут нападу ў параўнанні з крылом.
• Перасоўванне фокусу самалёта назад пры павелічэнні хуткасці пры схеме «качка» адбываецца ў меншай ступені, чым пры класічнай кампаноўцы. Гэта прыводзіць да меншым зменаў ступені падоўжнай статычнай ўстойлівасці самалёта, у сваю чаргу, спрашчае характарыстыкі яго кіравання.

Недахопы схемы «качка»:

• Пры зрыве патоку на апярэнне адбываецца не толькі выхад самалёта на меншыя куты атакі, але і яго «прасядання» з прычыны памяншэння яго агульнай пад'ёмнай сілы. Гэта асабліва небяспечна ў рэжымах ўзлёту і пасадкі з-за блізкасці зямлі.
• Наяўнасць у насавой частцы фюзеляжа механізмаў апярэння пагаршае агляд ніжняй паўсферы.
• Для памяншэння плошчы пярэдняга ГА даўжыня насавой частцы фюзеляжа робіцца значнай. Гэта прыводзіць да павелічэння дэстабілізуючы моманту адносна вертыкальнай восі, і, адпаведна, да павелічэння плошчы і масы канструкцыі.

Самалёты, выкананыя па схеме «бесхвостка»

У мадэлях дадзенага тыпу няма важнай, звыклай часткі самалёта. Фота лятальных апаратаў «бесхвосток» ( «Канкорд», «Міраж», «Вулкан») паказвае, што ў іх адсутнічае гарызантальнае апярэнне. Асноўнымі перавагамі такой схемы з'яўляюцца:

• Памяншэнне лабавога аэрадынамічнага супраціву, што асабліва важна для самалётаў з вялікай хуткасцю, у прыватнасці, крэйсерскай. Пры гэтым памяншаюцца выдаткі паліва.
• Вялікая калянасць крыла на скрут, што паляпшае яго характарыстыкі аэроупругости, дасягаюцца высокія характарыстыкі манеўранасці.

недахопы:

• Для балансавання на некаторых рэжымах палёту частка сродкаў механізацыі задняй абзы крыла (закрылкі) і рулявых паверхняў трэба адхіляць ўверх, што памяншае агульную пад'ёмную сілу самалёта.
• Сумяшчэнне органаў кіравання ЛА адносна гарызантальнай і падоўжнай восяў (з прычыны адсутнасці руля вышыні) пагаршае характарыстыкі яго кіравальнасці. Адсутнасць спецыялізаванага апярэння прымушае рулявыя паверхні знаходзяцца на задняй абзе крыла, выконваць (пры неабходнасці) абавязкі і элеронов, і рулёў вышыні. Гэтыя рулявыя паверхні называюцца элевоны.
• Выкарыстанне часткі сродкаў механізацыі для балансавання самалёта пагаршае яго узлётна-пасадкавыя характарыстыкі.

«Лётаць крыло»

Пры дадзенай схеме фактычна няма такой часткі самалёта, як фюзеляж. Усе аб'ёмы, неабходныя для размяшчэння экіпажа, карыснай нагрузкі, рухавікоў, паліва, абсталявання знаходзяцца ў сярэдзіне крыла. Такая схема мае наступныя перавагі:

• Найменшую аэрадынамічны супраціў.
• Найменшая маса канструкцыі. У гэтым выпадку ўся маса прыпадае на крыло.
• Так як падоўжныя памеры самалёта невялікія (з-за адсутнасці фюзеляжа), дэстабілізуючы момант адносна яго вертыкальнай восі з'яўляецца нязначным. Гэта дазваляе канструктарам альбо істотна паменшыць плошчу ВО, альбо наогул адмовіцца ад яго (у птушак, як вядома, вертыкальнае апярэнне адсутнічае).

Да недахопаў адносіцца складанасць забеспячэння ўстойлівасці палёту ЛА.

«Тандэм»

Схема «тандэм», калі два крылы размяшчаюцца адзін за адным, ўжываецца нячаста. Такое рашэнне выкарыстоўваецца для павелічэння плошчы крыла пры тых жа значэннях яго размаху і даўжыні фюзеляжа. Гэта памяншае ўдзельную нагрузку на крыло. Недахопамі такой схемы з'яўляецца вялікая аэрадынамічны супраціў, павелічэнне моманту інэрцыі, асабліва ў дачыненні да папярочнай восі самалёта. Акрамя таго, пры павелічэнні хуткасці палёту змяняюцца характарыстыкі падоўжнай балансавання самалёта. Рулявыя паверхні на такіх самалётах могуць размяшчацца як непасрэдна на крылах, так і на апярэнні.

камбінаваная схема

У гэтым выпадку складовыя часткі самалёта могуць камбінавацца з выкарыстаннем розных канструкцыйных схем. Напрыклад, гарызантальнае апярэнне прадугледжана і ў насавой, і ў хваставой часткі фюзеляжа. На іх можа быць выкарыстана так званае непасрэднае кіраванне пад'ёмнай сілай.

Пры гэтым насавое гарызантальнае апярэнне сумесна з закрылкі ствараюць дадатковую пад'ёмную сілу. Момант тангажу, які ўзнікае ў гэтым выпадку, будзе накіраваны на павелічэнне кута нападу (нос самалёта падымаецца). Для парыраванне гэтага моманту хваставое апярэнне павінна стварыць момант на памяншэнне кута нападу (нос самалёта апускаецца). Для гэтага сіла на хваставую частка павінна быць накіравана таксама ўверх. Гэта значыць адбываецца прырашчэнне пад'ёмнай сілы на насавым ГА, на крыле і на хваставым ГА (а такім чынам, і на ўсім самалёце) без павароту яго ў падоўжнай плоскасці. У гэтым выпадку самалёт проста падымаецца без усялякай эвалюцыі адносна свайго цэнтра цяжару. І наадварот, пры такой аэрадынамічнай кампаноўцы самалёта ён можа ажыццяўляць эвалюцыі адносна цэнтра мас у падоўжнай плоскасці без змены траекторыі свайго палёту.

Магчымасць ажыццяўляць такія манеўры значна паляпшаюць тактыка-тэхнічныя характарыстыкі манеўраных самалётаў. Асабліва ў спалучэнні з сістэмай непасрэднага кіравання бакавой сілай, для ажыццяўлення якой самалёт павінен мець не толькі хваставое, а яшчэ і насавое падоўжнае апярэнне.

канвертоўная схема

Прылада самалёта, пабудаванага па канверсоўнай схеме, адрозніваецца наяўнасцю дэстабілізатар ў насавой частцы фюзеляжа. Функцыяй дэстабілізатар з'яўляецца памяншэнне ў пэўных межах, а то і поўнае выключэнне зрушэння таму аэрадынамічнага фокусу самалёта на звышгукавых рэжымах палёту. Гэта павялічвае манеўраныя характарыстыкі ЛА (што важна для знішчальніка) і павялічвае далёкасць або памяншае расход паліва (гэта важна для звышгукавога пасажырскага самалёта).

Дэстабілізатар могуць таксама выкарыстоўвацца на рэжымах ўзлёту / пасадкі для кампенсацыі моманту пікіравання, які выклікаецца адхіленнем узлётна-пасадачнай механізацыі (закрылкі, шчыткоў) або насавой частцы фюзеляжа. На дозвуковой рэжымах палёту дэстабілізатар хаваецца ў сярэдзіне фюзеляжа або усталёўваецца ў рэжым працы флюгера (свабодна арыентуецца па струмені).