Pagrindinės orlaivio dalys. Lėktuvo įrenginys

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Orlaivio išradimas leido ne tik įgyvendinti seniausią žmonijos svajonę – užkariauti dangų, bet ir sukurti greičiausią transporto priemonę. Skirtingai nuo oro balionų ir dirižablių, lėktuvai mažai priklauso nuo oro keistenybių, gali dideliu greičiu įveikti didelius atstumus. Lėktuvo komponentai susideda iš šių konstrukcinių grupių: sparnas, fiuzeliažas, išmetimas, kilimo ir tūpimo įrenginiai, elektrinė, valdymo sistemos, įvairi įranga.

Veikimo principas

Lėktuvas – už orą sunkesnis orlaivis (LA), aprūpintas jėgaine. Šios svarbiausios orlaivio dalies pagalba sukuriama skrydžiui reikalinga trauka - veikianti (varomoji) jėga, kurią variklis (sraigtas arba reaktyvinis variklis) išvysto ant žemės arba skrendant. Jei varžtas yra priešais variklį, tai vadinama traukimu, o jei yra už nugaros, tai vadinama stūmimu. Taigi variklis sukuria orlaivio transliacinį judėjimą aplinkos (oro) atžvilgiu. Atitinkamai, sparnas taip pat juda oro atžvilgiu, o tai sukuria pakėlimą dėl šio judėjimo į priekį. Todėl prietaisas gali likti ore tik esant tam tikram greičiui.skrydis.

Kokie yra orlaivio dalių pavadinimai

Dėlą sudaro šios pagrindinės dalys:

• Fiuzeliažas yra pagrindinis orlaivio korpusas, jungiantis sparnus (sparną), plunksną, maitinimo sistemą, važiuoklę ir kitus komponentus į vieną visumą. Fiuzeliaže telpa įgula, keleiviai (civilinėje aviacijoje), įranga, krovinys. Taip pat gali tilpti (ne visada) kuras, važiuoklė, varikliai ir kt.
• Varikliai naudojami orlaiviui varyti.
• Sparnas – darbinis paviršius, sukurtas kelimui sukurti.
• Vertikali uodega skirta orlaivio valdymui, balansavimui ir krypties stabilumui vertikalios ašies atžvilgiu.
• Horizontali uodega skirta orlaivio valdymui, balansavimui ir krypties stabilumui horizontalios ašies atžvilgiu.

Sparnai ir fiuzeliažas

Pagrindinė orlaivio konstrukcijos dalis yra sparnas. Tai sudaro sąlygas įvykdyti pagrindinį skrydžio galimybės reikalavimą - lifto buvimą. Sparnas tvirtinamas prie korpuso (fiuzeliažo), kuris gali turėti vienokią ar kitokią formą, bet jei įmanoma su minimaliu aerodinaminiu pasipriešinimu. Norėdami tai padaryti, jis turi patogiai supaprastintą ašaros formą.

Lėktuvo priekinė dalis skirta kabinos ir radarų sistemoms pritaikyti. Gale yra vadinamasis uodegos blokas. Jis skirtas valdyti skrydžio metu.

Plūsvų dizainas

Apsvarstykite vidutinį orlaivį,kurios uodegos dalis pagaminta pagal klasikinę schemą, būdingą daugumai karinių ir civilinių modelių. Šiuo atveju horizontalioje uodegoje bus fiksuota dalis - stabilizatorius (iš lot. Stabilis, stabilus) ir judama dalis - liftas.

Stabilizatorius skirtas stabilizuoti orlaivį skersinės ašies atžvilgiu. Jei orlaivio nosis nuleista, atitinkamai, fiuzeliažo uodegos dalis kartu su plunksna pakils į viršų. Tokiu atveju padidės oro slėgis viršutiniame stabilizatoriaus paviršiuje. Sukurtas slėgis grąžins stabilizatorių (atitinkamai fiuzeliažą) į pradinę padėtį. Pakėlus fiuzeliažo nosį į viršų padidės oro srauto slėgis apatiniame stabilizatoriaus paviršiuje ir jis vėl grįš į pradinę padėtį. Taigi užtikrinamas automatinis (be piloto įsikišimo) orlaivio stabilumas išilginėje plokštumoje skersinės ašies atžvilgiu.

Orlaivio gale taip pat yra vertikali uodega. Panašiai kaip ir horizontalioji, jis susideda iš fiksuotos dalies – kilio ir judamosios dalies – vairo. Kilis suteikia stabilumo orlaivio judėjimui jo vertikalios ašies atžvilgiu horizontalioje plokštumoje. Kilio veikimo principas panašus į stabilizatoriaus – kai nosis nukrypsta į kairę, kilis nukrypsta į dešinę, padidėja slėgis jo dešinėje plokštumoje ir grąžinamas kilis (ir visas fiuzeliažas) į buvusį. pozicija.

Taigi, dviejų ašių atžvilgiu skrydžio stabilumą užtikrina plunksna. Tačiau buvo dar viena ašis – išilginė. Norėdami suteikti automatinįjudėjimo stabilumas šios ašies atžvilgiu (skersinėje plokštumoje) sklandytuvo sparnų pultai dedami ne horizontaliai, o tam tikru kampu vienas kito atžvilgiu taip, kad konsolių galai būtų nukreipti į viršų. Ši vieta primena raidę „V“.

Valdymo sistemos

Valdymo paviršiai yra svarbios orlaivio dalys, skirtos orlaiviui valdyti. Tai eleronai, vairai ir liftai. Valdymas suteikiamas tų pačių trijų ašių atžvilgiu tose pačiose trijose plokštumose.

Liftas yra kilnojama galinė stabilizatoriaus dalis. Jei stabilizatorius susideda iš dviejų konsolių, atitinkamai yra du liftai, kurie sinchroniškai nukrypsta aukštyn arba žemyn. Su juo pilotas gali keisti orlaivio aukštį.

Vairas yra kilnojama galinė kilio dalis. Kai jis nukreipiamas viena ar kita kryptimi, ant jo atsiranda aerodinaminė jėga, kuri sukasi orlaivį apie vertikalią ašį, einantį per masės centrą, priešinga kryptimi nei vairo nukrypimo kryptis. Sukasi tol, kol pilotas grąžina vairą į neutralią padėtį (nenukrypsta) ir orlaivis pajuda nauja kryptimi.

Eileronai (iš prancūzų kalbos Aile, sparnas) yra pagrindinės orlaivio dalys, kurios yra judančios sparnų konsolių dalys. Naudojamas orlaiviui valdyti išilginės ašies atžvilgiu (skersinėje plokštumoje). Kadangi yra dvi sparninės konsolės, taip pat yra du eleronai. Jie veikia sinchroniškai, tačiau, skirtingai nei liftai, nukrypstane viena kryptimi, o skirtingomis kryptimis. Jei vienas eleonas pasisuka aukštyn, kitas žemyn. Sparninėje konsolėje, kur eleronas nukreiptas į viršų, pakėlimas mažėja, o kur žemyn – didėja. O orlaivio fiuzeliažas sukasi link pakelto elero.

Varikliai

Visuose orlaiviuose sumontuota jėgainė, kuri leidžia jiems išvystyti greitį ir, atitinkamai, užtikrinti pakilimą. Varikliai gali būti orlaivio gale (būdinga reaktyviniams lėktuvams), priekyje (lengvosiose transporto priemonėse) ir sparnuose (civiliniuose orlaiviuose, transporto priemonėse, bombonešiuose).

Jie skirstomi į:

• Jet – turboreaktyvinis, pulsuojantis, dvigubos grandinės, tiesioginio srauto.
• Propeleris – stūmoklis (sraigtas), turbosraigtas.
• Raketa – skystas, kietas kuras.

Kitos sistemos

Žinoma, svarbios ir kitos orlaivio dalys. Važiuoklė leidžia orlaiviams pakilti ir leistis iš įrengtų aerodromų. Yra amfibinių lėktuvų, kur vietoj važiuoklės naudojamos specialios plūdės – leidžia pakilti ir leistis bet kur, kur yra vandens telkinys (jūra, upė, ežeras). Lengvų orlaivių modeliai su slidėmis yra žinomi kaip naudojami vietovėse, kuriose yra stabili sniego danga.

Šiuolaikiniai orlaiviai užpildyti elektronine įranga, ryšio ir informacijos perdavimo įrenginiais. Karinėje aviacijoje naudojamos sudėtingos ginklų sistemos, taikinio aptikimas ir signalo slopinimas.

Klasifikacija

Kaip numatytaorlaiviai skirstomi į dvi dideles grupes: civilinius ir karinius. Pagrindinės keleivinio orlaivio dalys išsiskiria tuo, kad yra įrengta keleivių kabina, kuri užima didžiąją dalį fiuzeliažo. Išskirtinis bruožas yra iliuminatoriai korpuso šonuose.

Civiliniai orlaiviai skirstomi į:

• Keleiviai – vietinės oro linijos, tolimojo trumpojo nuotolio (atstumas mažesnis nei 2000 km), vidutinių (atstumas mažesnis nei 4000 km), ilgų (atstumas mažesnis nei 9000 km) ir tarpžemyninių (atstumas didesnis nei 11 000 km).
• Krovinys – lengvas (krovinio svoris iki 10 tonų), vidutinis (krovinio svoris iki 40 tonų) ir sunkus (krovinio svoris didesnis nei 40 tonų).
• Specialios paskirties – sanitarinė, žemės ūkio, žvalgyba (ledo žvalgyba, žuvų žvalgyba), gaisrų gesinimas, fotografavimui iš oro.
• Švietimo.

Skirtingai nuo civilių modelių, karinių orlaivių dalyse nėra patogios kabinos su langais. Didžiąją fiuzeliažo dalį užima ginklų sistemos, žvalgybos įranga, ryšiai, varikliai ir kiti agregatai.

Pagal paskirtį šiuolaikinius karinius orlaivius (atsižvelgiant į jų vykdomas kovines užduotis) galima suskirstyti į šiuos tipus: naikintuvus, atakos lėktuvus, bombonešius (raketnešius), žvalgybinius, karinio transporto, specialiosios ir pagalbinės paskirties.

Orlaivio įrenginys

Orlaivių konstrukcija priklauso nuo aerodinaminės konstrukcijos, pagal kurią jie pagaminti. Aerodinaminė schema apibūdinama pagrindinių elementų skaičiumi ir guolių paviršių vieta. Jei nosisdauguma lėktuvų modelių yra panašūs, sparnų ir uodegos vieta ir geometrija gali labai skirtis.

Išskiriamos šios orlaivio įrenginių schemos:

• „Klasika“.
• Skraidantis sparnas.
• "Antis".
• „Be uodegos“.
• "Tandemas".
• Kvertuojama schema.
• Derinių schema.

Klasikinis lėktuvas

Panagrinėkime pagrindines orlaivio dalis ir jų paskirtį. Klasikinis (įprastas) komponentų ir mazgų išdėstymas būdingas daugumai pasaulio įrenginių, nesvarbu, ar tai būtų kariniai, ar civiliniai. Pagrindinis elementas – sparnas – veikia grynu netrukdomu srautu, kuris sklandžiai teka aplink sparną ir sukuria tam tikrą pakėlimą.

Sumažėja orlaivio nosis, todėl sumažėja reikiamas vertikalios uodegos plotas (taigi ir masė). Taip yra todėl, kad priekinis fiuzeliažas sukelia destabilizuojantį posūkio momentą apie orlaivio vertikalią ašį. Sumažinus priekinį fiuzeliažą, pagerėja priekinio pusrutulio matomumas.

Įprastos schemos trūkumai yra šie:

• Horizontalios uodegos (HA) veikimas nukrypusiame ir sutrikdytame sparnų sraute žymiai sumažina jos efektyvumą, todėl reikia naudoti didesnio ploto plunksną (taigi ir masę).
• Siekiant užtikrinti skrydžio stabilumą, vertikali uodega (VO) turi sukurti neigiamą pakėlimą, tai yra, nukreiptą žemyn. Tai sumažina bendrą orlaivio efektyvumą: nuoiš sparno sukuriamos kėlimo jėgos dydžio reikia atimti jėgą, kuri sukuriama GO. Norint neutralizuoti šį reiškinį, reikia naudoti sparną su padidintu plotu (taigi ir mase).

Orlaivio įtaisas pagal „ančių“schemą

Su šiuo dizainu pagrindinės orlaivio dalys išdėstytos kitaip nei „klasikiniuose“modeliuose. Visų pirma, pakeitimai paveikė horizontalios uodegos išdėstymą. Jis yra priešais sparną. Pagal šią schemą broliai Wrightai pastatė savo pirmąjį lėktuvą.

Privalumai:

• Vertikali uodega veikia netrukdomu srautu, todėl padidėja jos efektyvumas.
• Siekiant užtikrinti skrydžio stabilumą, emennažas sukuria teigiamą kėlimą, tai yra, jis pridedamas prie sparno pakėlimo. Tai leidžia sumažinti jo plotą ir atitinkamai masę.
• Natūrali apsauga nuo sukimosi: galimybė perkelti sparnus į superkritinius „ančių“atakos kampus yra atmesta. Stabilizatorius sumontuotas taip, kad jis gautų didesnį atakos kampą, palyginti su sparnu.
• Lėktuvo židinio judėjimas atgal didėjant greičiui „antis“schemoje vyksta mažiau nei klasikinio išdėstymo atveju. Dėl to orlaivio išilginio statinio stabilumo laipsnis keičiasi mažiau, o tai savo ruožtu supaprastina jo valdymo charakteristikas.

„Anties“schemos trūkumai:

• Stingdamas slėnyje orlaivis ne tik pasiekia žemesnius atakos kampus, bet ir „nukrenta“dėl sumažėjusio bendrojo keltuvo. Tai ypač pavojingakilimo ir tūpimo režimai dėl žemės artumo.
• Priekinio korpuso plunksnų mechanizmų buvimas blogina apatinio pusrutulio matomumą.
• Siekiant sumažinti priekinio HE plotą, priekinio fiuzeliažo ilgis padidinamas. Dėl to padidėja destabilizavimo momentas, palyginti su vertikalia ašimi, ir atitinkamai padidėja konstrukcijos plotas ir masė.

Lėktuvas be uodegos

Šio tipo modeliuose nėra svarbios, pažįstamos orlaivio dalies. Beuodegių lėktuvų (Concorde, Mirage, Vulcan) nuotrauka rodo, kad jie neturi horizontalios uodegos. Pagrindiniai šios schemos pranašumai:

• Priekinio aerodinaminio pasipriešinimo mažinimas, o tai ypač svarbu dideliu greičiu skriejantiems orlaiviams, ypač kreiseriniams. Tai sumažina degalų sąnaudas.
• Pasiekiamas didesnis sparno sukimo standumas, dėl kurio pagerėja jo aeroelastinės charakteristikos ir didelės manevringumo charakteristikos.

Trūkumai:

• Norint balansuoti kai kuriais skrydžio režimais, dalis sparno užpakalinio krašto (atvartų) ir valdymo paviršių mechanizavimo priemonių turi būti nukreipta į viršų, o tai sumažina bendrą orlaivio pakilimą.
• Orlaivio valdymo įtaisų derinimas horizontalios ir išilginės ašių atžvilgiu (dėl to, kad nėra lifto), pablogina jo valdymo savybes. Jei nėra specializuotų plunksnų, valdymo paviršiai, esantys ant užpakalinio sparno krašto, veikia (subūtini) pareigos ir eleronai bei liftai. Šie valdymo paviršiai vadinami elevonais.
• Naudojant dalį mechanizacijos įrangos orlaiviui subalansuoti pablogėja jo kilimo ir tūpimo charakteristikos.

Skraidantis sparnas

Taikant šią schemą, iš tikrųjų nėra tokios orlaivio dalies kaip fiuzeliažas. Sparno viduryje yra visi tūriai, reikalingi įgulai, naudingoji apkrova, varikliai, kuras, įranga. Ši schema turi šiuos privalumus:

• Mažiausiai tempkite.
• Mažiausia konstrukcijos masė. Tokiu atveju visa masė krenta ant sparno.
• Kadangi orlaivio išilginiai matmenys yra maži (dėl fiuzeliažo trūkumo), destabilizavimo momentas apie jo vertikalią ašį yra nereikšmingas. Tai leidžia dizaineriams žymiai sumažinti VO plotą arba net visiškai jo atsisakyti (paukščiai, kaip žinote, neturi vertikalios plunksnos).

Trūkumai yra tai, kad sunku užtikrinti orlaivio skrydžio stabilumą.

Tandemas

„Tandemo“schema, kai du sparnai yra vienas po kito, retai naudojama. Šis sprendimas naudojamas sparno plotui padidinti su tokiomis pačiomis jo tarpatramio ir fiuzeliažo ilgio reikšmėmis. Tai sumažina specifinę sparno apkrovą. Šios schemos trūkumai – didelis aerodinaminis pasipriešinimas, inercijos momento padidėjimas, ypač skersinės orlaivio ašies atžvilgiu. Be to, didėjant skrydžio greičiui, keičiasi orlaivio išilginio balansavimo charakteristikos. Valdykite paviršius ant tokiųorlaivis gali būti tiek tiesiai ant sparnų, tiek ant plunksnos.

Kombinuota grandinė

Šiuo atveju orlaivio komponentus galima derinti naudojant įvairias dizaino schemas. Pavyzdžiui, horizontali uodega yra tiek nosyje, tiek fiuzeliažo uodegoje. Juose galima naudoti vadinamąjį tiesioginį kėlimo valdymą.

Šiuo atveju horizontali nosis kartu su atvartais sukuria papildomą pakėlimą. Tokiu atveju įvykstančiu smūgio momentu bus siekiama padidinti atakos kampą (orlaivio nosis pakyla). Norėdami atlaikyti šį momentą, uodegos blokas turi sukurti momentą, kad sumažintų atakos kampą (lėktuvo nosis nusileidžia). Norėdami tai padaryti, uodegos jėga taip pat turi būti nukreipta į viršų. Tai reiškia, kad nosies HE, sparno ir uodegos HE (taigi ir visame orlaivyje) kėlimo jėga didėja, nepasukus jo išilgine plokštuma. Tokiu atveju orlaivis tiesiog pakyla be jokios evoliucijos, palyginti su jo masės centru. Ir atvirkščiai, naudojant tokį aerodinaminį orlaivio išdėstymą, jis gali atlikti pokyčius, palyginti su masės centru išilginėje plokštumoje, nekeisdamas savo skrydžio trajektorijos.

Galimybė atlikti tokius manevrus žymiai pagerina manevringų orlaivių eksploatacines charakteristikas. Ypač kartu su tiesioginio šoninės jėgos valdymo sistema, kuriai įgyvendinti orlaivis turi turėti ne tik uodegą, bet ir nosies išilginę plunksną.

Kabrioleto schema

Lėktuvo, pagaminto pagal konvertuojamą schemą, įtaisas išsiskiria tuo, kad priekiniame fiuzeliaže yra destabilizatorius. Destabilizatorių funkcija yra tam tikrose ribose sumažinti ar net visiškai panaikinti orlaivio aerodinaminio židinio poslinkį atgal viršgarsinio skrydžio režimais. Tai padidina orlaivio manevringumą (tai svarbu naikintuvui) ir padidina atstumą arba sumažina degalų sąnaudas (tai svarbu viršgarsiniam keleiviniam lėktuvui).

Destabilizatoriai taip pat gali būti naudojami kilimo/nusileidimo režimais, siekiant kompensuoti nardymo momentą, kurį sukelia kilimo ir tūpimo mechanizacijos (atvartų, atvartų) ar priekinio fiuzeliažo nukrypimas. Skrydžio ikigarsiniais režimais destabilizatorius yra paslėptas fiuzeliažo viduryje arba nustatytas į vėtrungės režimą (laisvai orientuotas išilgai srauto).