Hlavní části letadla. Zařízení letadla

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Vynález letadla umožnil nejen realizovat nejstarší sen lidstva - dobýt oblohu, ale také vytvořit nejrychlejší způsob dopravy. Na rozdíl od horkovzdušných balonů a vzducholodí jsou letadla málo závislá na rozmarech počasí, schopná překonat velké vzdálenosti vysokou rychlostí. Součásti letadla se skládají z následujících konstrukčních skupin: křídlo, trup, ocasní plocha, vzletová a přistávací zařízení, pohonná jednotka, řídicí systémy, různé vybavení.

Princip fungování

Letadlo - letadlo (LA) těžší než vzduch, vybavené elektrárnou. Pomocí této nejdůležitější části letadla se vytváří tah nezbytný pro let - působící (hnací) síla, kterou motor (vrtulový nebo proudový motor) vyvíjí na zemi nebo za letu. Pokud je šroub umístěn před motorem, nazývá se to tahání, a pokud je vzadu, nazývá se to tlačení. Motor tedy vytváří translační pohyb letadla vůči okolí (vzduchu). V souladu s tím se křídlo také pohybuje vzhledem ke vzduchu, což vytváří vztlak jako výsledek tohoto pohybu vpřed. Zařízení se tedy může udržet ve vzduchu pouze při určité rychlosti.let.

Jak se jmenují části letadla

Pouzdro se skládá z následujících hlavních částí:

• Trup je hlavní těleso letadla, spojující křídla (křídlo), peří, energetický systém, podvozek a další součásti do jednoho celku. Do trupu se vejde posádka, cestující (v civilním letectví), vybavení, užitečné zatížení. Může také pojmout (ne vždy) palivo, podvozek, motory atd.
• Motory se používají k pohonu letadla.
• Křídlo – pracovní plocha určená k vytvoření zdvihu.
• Svislá ocasní plocha je navržena pro ovladatelnost, vyvážení a směrovou stabilitu letadla vzhledem k vertikální ose.
• Horizontální ocas je navržen pro ovladatelnost, vyvážení a směrovou stabilitu letadla vzhledem k horizontální ose.

Křídla a trup

Hlavní částí konstrukce letadla je křídlo. Vytváří podmínky pro splnění hlavního požadavku na možnost letu – přítomnost vztlaku. Křídlo je připevněno k tělu (trupu), které může mít tu či onu podobu, ale pokud možno s minimálním aerodynamickým odporem. Za tímto účelem je opatřena pohodlně aerodynamickým tvarem slzy.

Přední část letadla slouží k umístění kokpitu a radarových systémů. Vzadu je tzv. ocasní jednotka. Slouží k ovládání během letu.

Design peří

Zvažte průměrné letadlo,jehož ocasní část je vyrobena podle klasického schématu, charakteristickém pro většinu vojenských a civilních modelů. V tomto případě bude horizontální ocas obsahovat pevnou část - stabilizátor (z latinského Stabilis, stáj) a pohyblivou část - výškovku.

Stabilizátor slouží ke stabilizaci letadla vzhledem k příčné ose. Pokud se nos letadla sníží, ocasní část trupu spolu s peřím se zvedne. V tomto případě se zvýší tlak vzduchu na horním povrchu stabilizátoru. Vytvořený tlak vrátí stabilizátor (respektive trup) do původní polohy. Při zvednutí přídě trupu se zvýší tlak proudu vzduchu na spodní plochu stabilizátoru a ten se opět vrátí do původní polohy. Je tak zajištěna automatická (bez zásahu pilota) stabilita letadla v jeho podélné rovině vzhledem k příčné ose.

Na zadní části letadla je také svislá ocasní plocha. Podobně jako u horizontálního se skládá z pevné části - kýlu, a části pohyblivé - kormidla. Kýl poskytuje stabilitu pohybu letadla vzhledem k jeho svislé ose ve vodorovné rovině. Princip činnosti kýlu je podobný jako u stabilizátoru - při vychýlení nosu doleva se kýl vychýlí doprava, tlak na jeho pravou rovinu se zvýší a vrátí kýl (a celý trup) do předchozího stavu. pozice.

S ohledem na dvě osy je tedy stabilita letu zajištěna opeřením. Ale byla tu ještě jedna osa – podélná. Poskytovat automatickéstabilita pohybu vzhledem k této ose (v příčné rovině) konzoly křídla kluzáku jsou umístěny nikoli vodorovně, ale pod určitým úhlem vůči sobě tak, aby konce konzol byly vychýleny nahoru. Toto umístění připomíná písmeno „V“.

Řídicí systémy

Řídící plochy jsou důležité části letadla určené k ovládání letadla. Patří sem křidélka, směrovky a výškovky. Řízení je zajištěno s ohledem na stejné tři osy ve stejných třech rovinách.

Výškovka je pohyblivá zadní část stabilizátoru. Pokud se stabilizátor skládá ze dvou konzol, pak jsou zde dva výtahy, které se vychylují nahoru nebo dolů, oba synchronně. S ním může pilot měnit výšku letadla.

Směrovka je pohyblivá zadní část kýlu. Při jeho vychýlení tím či oním směrem na něj vzniká aerodynamická síla, která letoun otáčí kolem svislé osy procházející těžištěm v opačném směru než je směr vychýlení kormidla. Rotace pokračuje, dokud pilot nevrátí kormidlo do neutrálu (nevychýlené) a letadlo se nepohne novým směrem.

Křidélka (z francouzského Aile, křídlo) jsou hlavní části letadla, které jsou pohyblivými částmi konzol křídel. Slouží k ovládání letadla vzhledem k podélné ose (v příčné rovině). Protože jsou dvě křídlové konzoly, jsou zde i dvě křidélka. Pracují synchronně, ale na rozdíl od výtahů se odchylujíne jedním směrem, ale různými směry. Pokud se jedno křidélko vychýlí nahoru, tak druhé dolů. Na konzole křídla, kde je křidélko vychýleno nahoru, se vztlak zmenšuje a kde je dole, se zvyšuje. A trup letadla se otáčí směrem ke zvednutým křidélkům.

Engines

Všechna letadla jsou vybavena pohonnou jednotkou, která jim umožňuje vyvinout rychlost a následně zajistit výskyt vztlaku. Motory mohou být umístěny v zadní části letadla (typické pro proudová letadla), vpředu (lehká vozidla) a na křídlech (civilní letadla, transportéry, bombardéry).

Rozdělují se na:

• Proudový - proudový, pulzující, dvouokruhový, přímoproudý.
• Vrtule - píst (vrtule), turbovrtule.
• Raketa – kapalné, tuhé palivo.

Jiné systémy

Důležité jsou samozřejmě i další části letadla. Podvozky umožňují letadlům vzlétnout a přistát z vybavených letišť. Existují obojživelná letadla, kde se místo podvozku používají speciální plováky – umožňují startovat a přistávat kdekoli, kde je vodní plocha (moře, řeka, jezero). Modely lehkých letadel vybavených lyžemi jsou známé provozem v oblastech se stabilní sněhovou pokrývkou.

Moderní letadla jsou přecpaná elektronickým vybavením, komunikačními zařízeními a zařízeními pro přenos informací. Vojenské letectví používá sofistikované zbraňové systémy, detekci cílů a potlačení signálu.

Klasifikace

Jak bylo zamýšlenoletadla se dělí na dvě velké skupiny: civilní a vojenská. Hlavní části osobního letadla se vyznačují přítomností vybavené kabiny pro cestující, která zabírá většinu trupu. Charakteristickým rysem jsou průzory po stranách trupu.

Civilní letadla se dělí na:

• Cestující – místní letecké společnosti, dálkové krátké (dolet méně než 2000 km), střední (dolet méně než 4000 km), dálkové (dolet méně než 9000 km) a mezikontinentální (dolet více než 11 000 km).
• Náklad – lehký (hmotnost nákladu do 10 tun), střední (hmotnost nákladu do 40 tun) a těžký (hmotnost nákladu více než 40 tun).
• Speciální účel - sanitární, zemědělské, průzkumné (ledový průzkum, průzkum ryb), hašení požárů, pro letecké snímkování.
• Vzdělávací.

Na rozdíl od civilních modelů nemají části vojenského letadla pohodlnou kabinu s okny. Hlavní část trupu zabírají zbraňové systémy, zpravodajské vybavení, komunikace, motory a další jednotky.

Podle účelu lze moderní vojenská letadla (s ohledem na bojové úkoly, které plní) rozdělit do následujících typů: stíhačky, útočné letouny, bombardéry (nosiče raket), průzkumné, vojenské transportní, speciální a pomocné účely.

Zařízení letadla

Design letadel závisí na aerodynamickém designu, podle kterého jsou vyrobeny. Aerodynamické schéma je charakterizováno počtem základních prvků a umístěním nosných ploch. Pokud nosletadlo je podobné pro většinu modelů, umístění a geometrie křídel a ocasních ploch se mohou značně lišit.

Rozlišují se následující schémata zařízení letadla:

• "Klasické".
• Létající křídlo.
• "Kachna".
• "bezocasý".
• "Tandem".
• Konvertibilní schéma.
• Schéma kombinací.

Klasické letadlo

Uvažujme o hlavních částech letadla a jejich účelu. Klasické (normální) rozložení komponent a sestav je typické pro většinu zařízení na světě, ať už vojenských nebo civilních. Hlavní prvek - křídlo - funguje v čistém nerušeném proudění, které plynule obtéká křídlo a vytváří určitý vztlak.

Příď letadla je zmenšena, což vede ke zmenšení požadované plochy (a tím i hmotnosti) svislé ocasní plochy. Je tomu tak proto, že přední trup vyvolává destabilizující moment stáčení kolem svislé osy letadla. Zmenšení přední části trupu zlepšuje viditelnost přední polokoule.

Nevýhody normálního schématu jsou:

• Fungování horizontálního ocasu (HA) v nakloněném a narušeném proudu křídel výrazně snižuje jeho účinnost, což vyžaduje použití větší plochy opeření (a následně i hmotnosti).
• Aby byla zajištěna stabilita letu, musí vertikální ocas (VO) vytvářet záporný vztlak, to znamená směřovat dolů. To snižuje celkovou účinnost letadla: odvelikost vztlakové síly, kterou křídlo vytváří, je nutné odečíst sílu, která vzniká na GO. K neutralizaci tohoto jevu by mělo být použito křídlo se zvětšenou plochou (a následně i hmotností).

Zařízení letadla podle schématu „kachna“

U této konstrukce jsou hlavní části letadla umístěny jinak než u "klasických" modelů. Především se změny dotkly rozložení vodorovného ocasu. Nachází se v přední části křídla. Podle tohoto schématu postavili bratři Wrightové své první letadlo.

Výhody:

• Vertikální ocas funguje v nerušeném proudění, což zvyšuje jeho účinnost.
• Pro zajištění stability letu generuje ocasní plocha kladný vztlak, to znamená, že se přidává ke vztlaku křídla. To umožňuje zmenšit jeho plochu a tím i hmotnost.
• Přirozená "anti-spin" ochrana: možnost přenesení křídel do superkritických úhlů náběhu pro "kachny" je vyloučena. Stabilizátor je instalován tak, aby získal větší úhel náběhu ve srovnání s křídlem.
• Posouvání ohniska letadla vzad s rostoucí rychlostí ve schématu "kachna" se vyskytuje v menší míře než v klasickém uspořádání. To má za následek méně změn ve stupni podélné statické stability letadla, což zase zjednodušuje vlastnosti jeho ovládání.

Nevýhody „kachního“schématu:

• Když se letadlo zastaví na ocasní ploše, nejenže dosáhne nižších úhlů náběhu, ale také se „propadne“kvůli snížení jeho celkového vztlaku. To je zvláště nebezpečné vrežimy vzletu a přistání kvůli blízkosti země.
• Přítomnost peřících mechanismů v přední části trupu zhoršuje viditelnost spodní polokoule.
• Aby se zmenšila plocha předního HE, je významná délka přední části trupu. To vede ke zvýšení destabilizačního momentu vzhledem k vertikální ose, a tedy ke zvětšení plochy a hmotnosti konstrukce.

Letadlo bez ocasu

U modelů tohoto typu není žádná důležitá, známá část letadla. Fotografie bezocasých letadel (Concorde, Mirage, Vulcan) ukazuje, že nemají vodorovnou ocasní plochu. Hlavní výhody tohoto schématu jsou:

• Snížení čelního aerodynamického odporu, což je zvláště důležité pro letadla s vysokou rychlostí, zejména cestovní. To snižuje náklady na palivo.
• Je dosaženo vyšší torzní tuhosti křídla, která zlepšuje jeho aeroelastické vlastnosti, a vysoké manévrovací schopnosti.

Vady:

• Pro balancování v některých režimech letu musí být část prostředků mechanizace odtokové hrany křídla (klapky) a řídicích ploch vychýlena nahoru, což snižuje celkový vztlak letadla.
• Kombinace ovládání letadla vzhledem k horizontální a podélné ose (kvůli absenci výškovky) zhoršuje vlastnosti jeho ovládání. Absence specializovaného peří způsobuje, že ovládací plochy umístěné na odtokové hraně křídla fungují (snezbytné) povinnosti a křidélka a výškovky. Tyto ovládací plochy se nazývají elevony.
• Použití části mechanizačního vybavení k vyvážení letadla zhoršuje jeho výkon při vzletu a přistání.

Létající křídlo

U tohoto schématu ve skutečnosti neexistuje žádná taková část letadla jako trup. Všechny objemy potřebné pro umístění posádky, užitečného zatížení, motorů, paliva, vybavení jsou umístěny uprostřed křídla. Toto schéma má následující výhody:

• Nejmenší tah.
• Nejmenší hmotnost konstrukce. V tomto případě veškerá hmota padá na křídlo.
• Vzhledem k tomu, že podélné rozměry letadla jsou malé (kvůli chybějícímu trupu), destabilizační moment kolem jeho svislé osy je zanedbatelný. To umožňuje návrhářům buď výrazně zmenšit plochu VO, nebo ji dokonce úplně opustit (ptáci, jak víte, nemají vertikální opeření).

Nevýhody zahrnují obtížnost zajištění stability letu letadla.

Tandem

Schéma „tandem“, kdy jsou dvě křídla umístěna za sebou, se používá zřídka. Toto řešení slouží ke zvětšení plochy křídla při stejných hodnotách jeho rozpětí a délky trupu. Tím se snižuje specifické zatížení křídla. Nevýhodou tohoto schématu je velký aerodynamický odpor, zvýšení momentu setrvačnosti, zejména ve vztahu k příčné ose letadla. S nárůstem rychlosti letu se navíc mění charakteristiky podélného vyvažování letadla. Ovládací plochy na takovýchletadlo může být umístěno jak přímo na křídlech, tak na opeření.

Kombinovaný obvod

V tomto případě lze komponenty letadla kombinovat pomocí různých konstrukčních schémat. Například horizontální ocasní plochy jsou jak v přídi, tak v ocasní části trupu. Lze na nich použít tzv. přímé ovládání zdvihu.

V tomto případě vytváří horizontální nos spolu s klapkami další zdvih. Pitch moment, který v tomto případě nastane, bude zaměřen na zvýšení úhlu náběhu (příď letadla se zvedne). Pro odražení tohoto momentu musí ocasní jednotka vytvořit moment pro snížení úhlu náběhu (příď letadla klesá). K tomu musí síla na ocas směřovat také nahoru. To znamená, že na přídi HE, na křídle a na ocasu HE (a následně na celém letadle) dochází ke zvýšení vztlakové síly, aniž by došlo k jeho otočení v podélné rovině. V tomto případě letadlo jednoduše stoupá bez jakéhokoli vývoje vzhledem k jeho těžišti. A naopak, s takovým aerodynamickým uspořádáním letadla může provádět evoluce vzhledem ke středu hmoty v podélné rovině, aniž by měnila svou dráhu letu.

Schopnost provádět takové manévry výrazně zlepšuje výkonnostní charakteristiky manévrovatelných letadel. Zejména v kombinaci se systémem přímého řízení příčné síly, pro jehož realizaci musí mít letoun nejen ocasní, ale i příďové podélné opeření.

Konvertibilní schéma

Zařízení letadla postaveného podle konvertibilního schématu se vyznačuje přítomností destabilizátoru v přední části trupu. Funkcí destabilizátorů je v určitých mezích snížit, nebo dokonce zcela eliminovat posunutí aerodynamického zaměření letounu dozadu v režimech nadzvukového letu. To zvyšuje manévrovatelnost letadla (což je důležité pro stíhačku) a zvyšuje dolet nebo snižuje spotřebu paliva (to je důležité u nadzvukových osobních letadel).

Destabilizátory lze také použít v režimech vzlet/přistání pro kompenzaci střemhlavého momentu, který je způsoben odchylkou vzletové a přistávací mechanizace (klapky, klapky) nebo přední části trupu. V podzvukových režimech letu je destabilizátor skryt uprostřed trupu nebo nastaven na režim korouhvičky (volně orientovaný podél proudění).