Deli letala: konstrukcijski pomen in operativne značilnosti. Ptičji let Zgradba ptičjega krila

V splošnem je krilo letala sestavljeno iz sredinskega dela, konzol (leva in desna) in krilne mehanizacije. Prav tako lahko krilo razdelimo na dva dela, levo in desno polkrilo. Izraz "krila" se pogosto uporablja, vendar je zavajajoč, ko se uporablja za enokrilna letala.

Princip delovanja

Dim prikazuje gibanje zraka, ki ga povzroča interakcija krila z zrakom.

Vzgon krila nastane zaradi razlike v zračnem tlaku na spodnji in zgornji površini. Zračni tlak je odvisen od hitrosti pretoka zraka. Na spodnji površini krila je pretok zraka manjši kot na zgornji površini, zato je dvižna sila krila usmerjena od spodaj navzgor.

Ena izmed priljubljenih razlag principa delovanja krila je Newtonov udarni model: delci zraka, ki trčijo ob spodnjo površino krila, ki stojijo pod kotom proti toku, se elastično odbijajo navzdol ("poševnina toka"), po Newtonovem tretjem zakona, potiska krilo navzgor. Ta model upošteva zakon o ohranitvi gibalne količine, vendar popolnoma zanemarja tok okoli zgornje površine krila, zaradi česar daje podcenjeno vrednost vzgonske sile.

V drugem priljubljenem modelu je pojav vzgona razložen z razliko v tlaku na zgornji in spodnji strani krila, ki nastane v skladu z Bernoullijevim zakonom. Običajno se upošteva krilo s plankonveksnim profilom: spodnja površina je ravna, zgornja površina je konveksna. Prihajajoči tok je s krilom razdeljen na dva dela - zgornji in spodnji - in zaradi konveksnosti krila mora zgornji del toka preteči daljša pot kot spodnji. Za zagotovitev kontinuitete pretoka mora biti hitrost zraka nad krilom večja kot pod njim, kar pomeni, da je tlak na zgornji strani profila krila manjši kot na spodnji strani; Ta tlačna razlika določa dvižno silo. Vendar ta model ne pojasni pojava dviga na bikonveksnih simetričnih ali konkavno-konveksnih profilih, ko tokovi od zgoraj in od spodaj potujejo na enaki razdalji.

Za odpravo teh pomanjkljivosti je N. E. Žukovski uvedel koncept kroženja hitrosti toka; leta 1904 je oblikoval izrek Žukovskega. Kroženje hitrosti vam omogoča, da upoštevate naklon toka in pridobite bistveno natančnejše rezultate pri izračunu.

Prav tako zgornje razlage ne razkrivajo podrobnega mehanizma prenosa energije s krila na tok, torej dela, ki ga opravi krilo samo. Čeprav ima zgornji del zračnega toka povečano hitrost, geometrijska dolžina poti nima nič skupnega - to je posledica interakcije plasti mirujočega in gibajočega se zraka ter zgornje površine krila. Zračni tok, ki sledi vzdolž zgornje ploskve krila, se nanj »prilepi« in skuša slediti tej ploskvi tudi po prevojni točki profila - Coanda efekt. Zahvaljujoč translacijskemu gibanju krilo deluje tako, da pospeši ta del toka.

V resnici je tok okoli krila zelo kompleksen tridimenzionalni nelinearen in pogosto nestalen proces. Vzgon krila je odvisen od njegove površine, profila, tlorisa, pa tudi od vpadnega kota, hitrosti in gostote toka, Machovega števila in številnih drugih dejavnikov.

Oblika krila

Ena glavnih težav pri načrtovanju novih letal je izbira optimalna oblika krilo in njegovi parametri (geometrični, aerodinamični, trdnost itd.).

Ravno krilo

Prelivno krilo (ogive)

Različica zamahnjeno krilo. Delovanje ogivalnega krila je mogoče opisati kot spiralni tok vrtincev, ki se odcepijo od ostrega, močno zamaknjenega vodilnega roba v delu trupa krila. Vrtinski film povzroči tudi nastanek velikih območij nizkega tlaka in poveča energijo mejne plasti zraka, s čimer poveča koeficient vzgona. Manevriranje omejujeta predvsem statična in dinamična trdnost strukturnih materialov ter aerodinamične lastnosti letala.

Superkritično krilo

Zanimiv primer modifikacije zamahnjeno krilo. Uporaba sploščenih profilov z ukrivljenim zadnjim delom omogoča enakomerno porazdelitev tlaka vzdolž tetive profila in s tem vodi do premika središča tlaka nazaj, poleg tega pa poveča kritično Machovo število za 10-15%.

Zamah naprej

delta krilo

Trapezoidno krilo

Elipsasto krilo

Eliptično krilo ima največjo aerodinamično učinkovitost med vsemi znanimi tipi kril.

Debelina krila

Za krilo je značilna tudi njegova relativna debelina (razmerje med debelino in širino), pri korenu in na konicah, izražena v odstotkih.

debelo krilo

Debelo krilo omogoča, da se trenutek zastoja odloži, pilot pa lahko manevrira pod večjimi koti in preobremenitvijo. Glavna stvar je, da se ta stojnica na takšnem krilu razvija postopoma in ohranja gladek tok okoli večine krila. Pilot dobi hkrati možnost, da prepozna nevarnost zaradi nastalega tresenja letala in pravočasno ukrepa. Letalo s tankim krilom močno in nenadoma izgubi vzgon nad skoraj celotno površino krila, pilotu pa ne pusti nobene možnosti.

Krilna mehanizacija

• 2 - končno krilo
• 3 - korensko krilo
• 4 - obloge pogonskega mehanizma lopute
• 7 - koreninska loputa s tremi režami
• 8 - zunanja loputa s tremi režami
• 10 - prestreznik/spojler

Zložljivo krilo

Strukturni in močnostni diagrami kril

Glede na strukturno in močnostno shemo so krila razdeljena na rešetkasta, bočna in kesonska krila.

Nosilno krilo

Zasnova takšnega krila vključuje prostorski nosilec, ki absorbira faktorje sile, rebra in kožo, ki prenaša aerodinamično obremenitev na rebra. Nosilne konstrukcijsko-močne strukture krila ne smemo zamenjevati s konstrukcijo pasu, ki vključuje rebra in (ali) rebra paličaste strukture. Trenutno se nosilna krila praktično ne uporabljajo.

Spar krilo

Spar krilo vključuje enega ali več vzdolžnih nosilnih elementov - spars, ki zaznavajo upogibni moment. Takšno krilo lahko poleg opornikov vsebuje vzdolžne stene. Od šparov se razlikujejo po skoraj popolni odsotnosti pasov. Preostali napajalni elementi (rebra, kožne plošče s kompletom tetiv) so pritrjeni na nosilce. Sporniki prenašajo obremenitev na okvirje trupa letala z uporabo momentnih enot.

Kesonsko krilo

Kesonsko krilo absorbira vse glavne dejavnike sile s pomočjo kesona, ki vključuje lopute in nosilne obloge. V meji se stranski elementi degenerirajo na stene, upogibni moment pa popolnoma absorbirajo kožne plošče. V tem primeru se konstrukcija imenuje monoblok. Trdnostne plošče vključujejo oblogo in ojačitveni komplet v obliki vrvic ali valov. Ojačitveni set služi za to, da ne pride do izgube stabilnosti kože zaradi stiskanja in deluje natezno-kompresijsko skupaj s kožo. Kesonska zasnova krila zahteva sredinski del, na katerega so pritrjene konzole krila. Konzole kril so povezane s sredinskim delom s konturnim spojem, ki zagotavlja prenos faktorjev sile po celotni širini panela.

Zgodovina študija

Prve teoretične študije in pomembne rezultate so na prehodu iz 19. v 20. stoletje izvedli ruski znanstveniki N. Žukovski, S. Čapligin in Nemec M. Kutta.

Med rezultati, ki so jih dosegli, so:

Sposoben ne samo lebdenja v zraku, ampak pravega letenja. Njihova struktura je za ta namen dobro prilagojena. Ker so gospodarji v zraku, se odlično počutijo tako na kopnem kot v vodi, nekatere pa, na primer race, uspevajo v vseh treh okoljih. Pri tem ne igra samo okostje ptice, ampak tudi perje. Glavni dogodek, ki je zagotovil blaginjo teh bitij, je bil razvoj njihovega perja. Zato ne bomo upoštevali samo ptičjega okostja, ampak tudi na kratko spregovorili o njem.

Tako kot krzno sesalcev se je tudi perje najprej pojavilo kot izolacijski ovoj. Šele malo kasneje so jih predelali v nosilna letala. Ptice so bile očitno oblečene v perje milijone let, preden so pridobile sposobnost letenja.

Evolucijske spremembe v strukturi ptic

Prilagajanje na letenje je povzročilo prestrukturiranje vseh organskih sistemov in vedenja. Spremenilo se je tudi okostje ptice. Zgornja fotografija je slika notranja struktura golob Strukturne spremembe so se kazale predvsem v povečanju mišične moči ob zmanjšanju telesne teže. Kosti okostja so postale votle ali celičaste ali pa so se spremenile v tanke ukrivljene plošče, ki so ohranile zadostno moč za opravljanje predvidenih funkcij. Težke zobe je nadomestil lahek kljun, pernati pokrov pa je vzor lahkotnosti, čeprav lahko tehta več kot okostje. Med notranji organi Zračni mešički, ki sodelujejo pri dihanju, se nahajajo.

Značilnosti okostja goloba

Ponujamo podroben pogled na okostje goloba. Sestavljen je iz medeničnih kosti, krilnih kosti, repnih vretenc, trupa, vratnega dela in lobanje. Lobanjo odlikujejo zadnji del glave, teme, čelo, kljun in zelo velike očesne votline. Kljun je razdeljen na 2 dela - zgornji in spodnji. Gibljejo se ločeno drug od drugega. Cervikalni del vključuje dno vratu, žrelo in vrat. Hrbtno okostje goloba je sestavljeno iz sakralnih, ledvenih in prsnih vretenc. Prsni koš je sestavljen iz prsnice in 7 parov reber, pritrjenih na prsna vretenca. Repna vretenca so sploščena in pritrjena z diski iz vezivnega tkiva. Na splošno je to okostje ptice. Njegov diagram je bil predstavljen zgoraj.

Skeletna transformacija

Preobrazba kostnega skeleta, povezana s hojo ptic po zadnjih okončinah in uporabo sprednjih okončin za let, je še posebej jasno izražena v ramenskem in medeničnem obroču. Ramenski pas je togo povezan s prsnico, zato se med letom zdi, da telo visi na krilih. To dosežemo zaradi močno zaraščenih korakoidnih kosti, ki jih pri sesalcih ni.

Ptičji skelet ima opazno okrepljen medenični pas. Zadnje okončine te živali dobro držijo na tleh (na vejah pri plezanju ali na vodi pri plavanju) in, kar je najpomembneje, uspešno absorbirajo udarce v trenutku pristanka. Ko so kosti postale tanjše, se je njihova moč povečala, ko so se zlile skupaj, ko se je struktura ptičjega skeleta spremenila. Tako kot pri sesalcih so tri parne medenične kosti zraščene s hrbtenico in med seboj. Prišlo je do zlitja vretenc trupa, začenši od zadnjega prsnega in končanega s prvim repnim. Vsi so postali del kompleksne križnice, ki je okrepila medenični pas in omogočila ptičjim okončinam, da opravljajo svoje funkcije, ne da bi pri tem motili delo drugih sistemov.

Ptičji udi

Upoštevati je treba tudi okončine, ki označujejo strukturo ptičjega okostja. So zelo spremenjene glede na tipične značilnosti, ki jih najdemo pri vretenčarjih. Tako so se kosti metatarzusa in tarzusa podaljšale in združile med seboj ter tvorile dodaten segment okončine. Stegno je običajno skrito pod perjem. Zadnje okončine so razvile mehanizem, ki pticam omogoča, da ostanejo na vejah. Mišice upogibalke prstov ležijo nad kolenom. Njihove dolge kite potekajo vzdolž sprednjega dela kolena, nato vzdolž zadnjega dela tarzusa in spodnje površine prstov. Ko ptica upogne prste in prime vejo, jih tetivni mehanizem zaklene, tako da prijem ne oslabi niti med spanjem. Ptičja zadnja okončina je po svoji strukturi zelo podobna človeški nogi, vendar so številne kosti spodnjega dela noge in stopala zraščene.

Čopič

Če označujemo značilnosti ptičjega okostja, ugotavljamo, da so se v strukturi roke zgodile še posebej dramatične spremembe v povezavi s prilagajanjem na let. Preostale kosti prednjih okončin so zraščene in tvorijo oporo za primarna letalna peresa. Ohranjeni prvi prst je nosilec za vestigialno krilo, ki deluje kot poseben regulator, ki zmanjšuje zaviranje krila pri nizkih hitrostih leta. Sekundarna letalna peresa so pritrjena na ulno. Skupaj z izjemno zgradbo samega perja vse to tvori krilo - prepoznavni organ visoka učinkovitost in prilagodljiva plastičnost. Spodaj je okostje živali, ki je izumrla v 17. stoletju.

Krila

Letalna in repna peresa zagotavljajo vzgon in nadzor med letom, vendar njihove aerodinamične lastnosti še niso povsem razumljene. Med običajnim mahajočim letom se krila premikajo navzdol in naprej, nato pa strmo navzgor in nazaj. Med udarcem navzdol ima krilo tako strm vpadni kot, da bi zmanjšalo hitrost, če primarna letalna peresa v tem trenutku ne bi delovala kot samostojna nosilna ravnina, ki preprečuje zaviranje. Vsako pero se vrti navzgor in navzdol vzdolž gredi, tako da se ustvari potisk naprej, kar je olajšano tudi s širjenjem njihovih koncev. Poleg tega se krilo pri določenem vpadnem kotu potegne naprej s sprednje strani krila. To ustvari rez, ki zmanjša turbulenco nad nosilno ravnino in s tem ublaži zaviranje. Pri pristanku ptica najprej zmanjša hitrost tako, da postavi telo v navpično ravnino, pomakne rep nazaj in zavira s krili.

Značilnosti strukture kril različnih ptic

Ptice, ki lahko letijo počasi, imajo posebej vidne vrzeli med primarnimi letalnimi peresi. Na primer pri zlatem orlu (Aquilachysaetos, slika zgoraj) so razmiki med peresi do 40 % skupna površina krilo Jastrebi imajo zelo širok rep, ki ustvarja dodaten vzgon pri dvigovanju. Na drugi skrajnosti v primerjavi s krili orlov in jastrebov se oblikujejo dolga in ozka krila morskih ptic.

Na primer, albatrosi (fotografija enega od njih je predstavljena zgoraj) komaj mahajo s krili, se dvigajo v vetru in se potapljajo ali strmo dvigajo navzgor. Njihova metoda letenja je tako specializirana, da so v mirnem vremenu dobesedno omejeni na tla. Krila kolibrija imajo samo primarna letalna peresa in lahko naredijo več kot 50 udarcev na sekundo, ko ptica visi v zraku; hkrati se premikajo naprej in nazaj v vodoravni ravnini.

Prevleka iz perja

Prevleka iz perja je prilagojena za opravljanje različnih funkcij. Tako trda letalna in repna peresa tvorijo krila in rep. Prevleke in obrisi dajejo ptičjem telesu poenostavljeno obliko, puh pa je toplotni izolator. Položena eno na drugo kot ploščice, perje ustvarja neprekinjen, gladek pokrov. Fina struktura perja, bolj kot katera koli druga anatomska značilnost, zagotavlja, da ptice uspevajo v zračno okolje. Pahljača vsakega od njih je sestavljena iz več sto bodic, ki se nahajajo v isti ravnini na obeh straneh palice, od njih pa v obe smeri segajo tudi bodice, ki nosijo trnke na strani, ki je oddaljena od telesa ptice. Ti kavlji se oprimejo gladkih bodic prejšnje vrste bodic, kar vam omogoča, da ohranite obliko pahljače nespremenjeno. Na vsakem letalnem peru velike ptice je do 1,5 milijona bradavic.

Kljun in njegov pomen

Kljun pticam služi kot manipulativni organ. Na primeru sloka (Scolopaxrusticola, eden od njih je prikazan na zgornji fotografiji) lahko vidite, kako zapletena so lahko dejanja kljuna, ko ga ptica potopi v zemljo in lovi črva. Ko je ptica naletela na plen, s krčenjem ustreznih mišic premakne naprej kvadratne kosti, ki sestavljajo čeljustni lok. Ti pa se potisnejo naprej, zaradi česar se konica kljuna upogne navzgor; obstaja ovalna luknja, skozi katero poteka tetiva subklavialne mišice, ki se pritrdi na zgornjo stran rame. Tako se pri krčenju krilo dvigne, pri krčenju pektoralisa pa spusti.

Tako smo opisali glavne značilnosti strukture ptičjega okostja. Upamo, da ste odkrili kaj novega o teh neverjetnih bitjih.

Izraz “wing mechanization” v angleščini zveni kot “high lift devices”, kar dobesedno pomeni naprave za povečanje vzgona. Prav to je glavni namen mehanizacije kril in kje se nahajajo letala, povezana z mehanizacijo kril, in kako povečujejo vzgonsko silo ter zakaj je to potrebno, vam bo povedal ta članek.

Mehanizacija kril je seznam naprav, ki so nameščene na krilo letala za spreminjanje njegovih lastnosti v različnih fazah leta. Glavni namen letalskega krila je ustvarjanje vzgona. Ta proces je odvisen od več parametrov - hitrosti letala, gostote zraka, površine krila in njegovega koeficienta vzgona.

Mehanizacija krila neposredno vpliva na površino krila in njegov vzgonski koeficient, posredno pa tudi na njegovo hitrost. Koeficient vzgona je odvisen od ukrivljenosti krila in njegove debeline. Skladno s tem lahko sklepamo, da se z mehanizacijo krila poleg površine krila poveča tudi njegova ukrivljenost in debelina profila.

Pravzaprav to ni povsem res, saj je povečanje debeline profila povezano z večjimi tehnološkimi težavami, ni tako učinkovito in vodi bolj k povečanju upora, zato je treba to točko zavreči; ustrezno mehanizacija krila poveča svojo površino in ukrivljenost. To se naredi s pomočjo gibljivih delov (ravnin), ki se nahajajo na določenih točkah krila. Glede na lokacijo in funkcijo delimo mehanizacijo krila na zakrilca, letvice in spojlerje (interceptorje).

Zakrilca letala. Glavne vrste.

Zakrilca so prva izumljena vrsta mehanizacije kril in so tudi najučinkovitejša. Široko so jih uporabljali že pred drugo svetovno vojno, med in po njej pa so izpopolnjevali njihovo zasnovo in izumljali tudi nove vrste loput. Glavne značilnosti, ki nakazujejo, da gre res za zavihek, so njegova lokacija in manipulacije, ki se z njim dogajajo. Zavihki so vedno nameščeni na zadnjem robu krila in se vedno spustijo navzdol, poleg tega pa se lahko podaljšajo nazaj. Ko je loputa spuščena, se ukrivljenost krila poveča, ko se razširi, pa se površina poveča. In ker je vzgon krila neposredno sorazmeren z njegovo površino in koeficientom vzgona, potem če se obe količini povečata, loputa najbolj učinkovito opravlja svojo funkcijo. Glede na zasnovo in način uporabe se zavihki delijo na:

• enostavne lopute (prva in najpreprostejša vrsta loput)
• zavihki ščita
• zavihki z režami
• Fowlerjevi zakrilca (najučinkovitejša in najbolj razširjena vrsta zakrilc v civilnem letalstvu)

Kako delujejo vse zgornje lopute, je prikazano na diagramu. Preprosta loputa, kot je razvidno iz diagrama, je preprosto zadnji rob krila, ki je odklonjen navzdol. Tako se ukrivljenost krila poveča, zmanjša pa se območje nizkega tlaka nad krilom, zato so enostavni zavihki manj učinkoviti od ščitnih zavihkov, katerih zgornji rob ne odstopa in območje nizkega tlaka ne izgubi velikosti.

Loputa z režami je dobila ime po vrzeli, ki nastane po odklonu. Ta reža omogoča prehod zračnega toka v območje nizkega tlaka in je usmerjena tako, da preprečuje zastoj (proces, med katerim količina dviga močno pade), kar mu daje dodatno energijo.

Fowlerjeva loputa se razteza nazaj in navzdol ter s tem poveča površino in ukrivljenost krila. Praviloma je zasnovana tako, da ob izvleku nastane tudi špranja, dve ali celo tri. Skladno s tem najučinkoviteje opravlja svojo funkcijo in lahko zagotovi povečanje dvižne sile do 100%.

Lamele. Osnovne funkcije.

Lamele so upogljive površine na prednjem robu krila. Po svoji strukturi in funkcijah so podobni Fowlerjevim loputam - odklanjajo se naprej in navzdol, povečujejo ukrivljenost in rahlo površino, tvorijo režo za prehod zračnega toka na zgornji rob krila in s tem povečajo vzgonsko silo. Lamele, ki so preprosto upognjene navzdol in ne ustvarjajo vrzeli, se imenujejo upognjeni sprednji robovi in ​​samo povečajo ukrivljenost krila.

Spojlerji in njihove naloge.

Spojlerji. Preden razmislimo o spojlerjih, je treba opozoriti, da pri ustvarjanju dodatnega dviga vse zgoraj navedene naprave ustvarjajo dodaten upor, kar vodi do zmanjšanja hitrosti. A to se zgodi kot posledica povečanja vzgona, medtem ko je naloga spojlerjev predvsem to, da občutno povečajo upor in pritisnejo letalo po dotiku k tlom. V skladu s tem je to edina naprava za mehanizacijo krila, ki se nahaja na njegovi zgornji površini in se odkloni navzgor, kar ustvarja tlačno silo.

Letalo je letalo, brez katerega si danes ni mogoče predstavljati gibanja ljudi in tovora na dolge razdalje. Razvoj zasnove sodobnega letala, pa tudi izdelava njegovih posameznih elementov, se zdi pomembna in odgovorna naloga. To delo lahko opravljajo le visokokvalificirani inženirji in specializirani strokovnjaki, saj bo majhna napaka v izračunih ali proizvodna napaka povzročila usodne posledice za pilote in potnike. Ni skrivnost, da ima vsako letalo trup, nosilna krila, pogonsko enoto, večsmerni krmilni sistem ter vzletne in pristajalne naprave.

Spodnje informacije o konstrukcijskih značilnostih sestavnih delov letala bodo zanimive za odrasle in otroke, ki sodelujejo pri tem razvoj oblikovanja modeli letalo, kot tudi posamezne elemente.

Trup letala

Glavni del letala je trup. Nanj so pritrjeni preostali strukturni elementi: krila, rep s plavutmi, podvozje, v notranjosti pa je krmilna kabina, tehnične komunikacije, potniki, tovor in posadka letala. Ohišje letala je sestavljeno iz vzdolžnih in prečnih nosilnih elementov, ki jim sledi kovinski plašč (v različicah z lahkimi motorji - vezan les ali plastika).

Pri načrtovanju trupa letala so zahteve glede teže konstrukcije in največjih trdnostnih lastnosti. To je mogoče doseči z uporabo naslednjih načel:

1. Trup letala je izdelan v obliki, ki zmanjšuje upor zračnih mas in spodbuja ustvarjanje vzgona. Prostornino in mere letala je treba sorazmerno stehtati;
2. Pri načrtovanju je zagotovljena najbolj gosta razporeditev kože in trdnostnih elementov telesa za povečanje uporabne prostornine trupa;
3. Osredotočajo se na enostavnost in zanesljivost pritrdilnih segmentov kril, opreme za vzletanje in pristajanje ter elektrarn;
4. Mesta za pritrditev tovora, namestitev potnikov in potrošnega materiala morajo zagotavljati zanesljivo pritrditev in ravnotežje letala v različnih pogojih delovanja;

1. Lokacija posadke mora zagotavljati pogoje za udobno upravljanje letala, dostop do osnovnih navigacijskih in kontrolnih instrumentov v ekstremnih situacijah;
2. V času vzdrževanja letala je možno prosto diagnosticirati in popraviti okvarjene komponente in sklope.

Trdnost trupa zrakoplova mora biti sposobna prenesti obremenitve v različnih pogojih letenja, vključno z:

• obremenitve na pritrdilnih točkah glavnih elementov (krila, rep, podvozje) med načini vzleta in pristanka;
• med letom vzdržati aerodinamično obremenitev ob upoštevanju vztrajnostnih sil teže zrakoplova, delovanja enot in delovanja opreme;
• padci tlaka v hermetično zaprtih delih letala, ki se nenehno pojavljajo med preobremenitvami leta.

Glavne vrste konstrukcij karoserije letala vključujejo raven, eno- in dvonadstropni, širok in ozek trup. Trupi tipa žarkov so se izkazali in se uporabljajo, vključno z možnostmi postavitve, imenovanimi:

1. Obloga - zasnova izključuje vzdolžno nameščene segmente, ojačitev se pojavi zaradi okvirjev;
2. Spar - element ima velike dimenzije in nanj pade neposredna obremenitev;
3. Tetive - imajo izvirno obliko, površina in prerez sta manjša kot pri različici spar.

Pomembno! Enakomerna porazdelitev obremenitve na vse dele letala se izvaja zaradi notranjega okvirja trupa, ki ga predstavlja povezava različnih močnostnih elementov vzdolž celotne dolžine konstrukcije.

Dizajn kril

Krilo je eden glavnih konstrukcijskih elementov letala, ki zagotavlja vzgon za let in manevriranje v zračnih masah. Krila se uporabljajo za namestitev vzletnih in pristajalnih naprav, pogonske enote, goriva in priključkov. Delovne in letalne lastnosti letala so odvisne od pravilne kombinacije teže, trdnosti, strukturne togosti, aerodinamike in izdelave.

Glavni deli krila so naslednji seznam elementov:

1. Trup, sestavljen iz opornikov, tetiv, reber, oplaščenja;
2. Lamele in zakrilca, ki zagotavljajo gladko vzletanje in pristajanje;
3. Prestrezniki in krilca - preko njih se nadzoruje letalo v zračnem prostoru;
4. Zavorne lopute, zasnovane za zmanjšanje hitrosti gibanja med pristajanjem;
5. Piloni, potrebni za pritrditev pogonskih enot.

Strukturno-silni diagram krila (prisotnost in lokacija delov pod obremenitvijo) mora zagotavljati stabilno odpornost na torzijsko, strižno in upogibno silo izdelka. To vključuje vzdolžne in prečne elemente ter zunanje obloge.

1. Prečni elementi vključujejo rebra;
2. Vzdolžni element predstavljajo lopute, ki so lahko v obliki monolitnega nosilca in predstavljajo palico. Nahajajo se po celotnem volumnu notranjega dela krila. Sodelovati pri zagotavljanju togosti konstrukcije, kadar je izpostavljena upogibnim in bočnim silam na vseh stopnjah leta;
3. Vrvico uvrščamo tudi med vzdolžne elemente. Njegova postavitev je vzdolž krila vzdolž celotnega razpona. Deluje kot kompenzator aksialne napetosti za upogibne obremenitve krila;
4. Rebra so element prečne postavitve. Struktura je sestavljena iz tramov in tankih nosilcev. Daje profil krilu. Zagotavlja površinsko togost ob enakomerni porazdelitvi obremenitve med ustvarjanjem zračne blazine za letenje, kot tudi pritrditev napajalne enote;
5. Koža oblikuje krilo in zagotavlja največji aerodinamični vzgon. Skupaj z drugimi konstrukcijskimi elementi poveča togost krila in kompenzira zunanje obremenitve.

Klasifikacija letalskih kril se izvaja glede na oblikovne značilnosti in stopnjo delovanja zunanje obloge, vključno z:

1. Tip Spar. Zanje je značilna rahla debelina kože, ki tvori zaprto konturo s površino stranskih elementov.
2. Monoblok tip. Glavna zunanja obremenitev je porazdeljena po površini debele kože, zavarovane z masivnim nizom vrvic. Obloga je lahko monolitna ali sestavljena iz več plasti.

Pomembno! Spajanje delov krila in njihovo kasnejše pritrjevanje mora zagotoviti prenos in porazdelitev upogibnih in navornih momentov, ki nastanejo v različnih delovnih pogojih.

Letalski motorji

Zahvaljujoč nenehnim izboljšavam letalskih pogonskih enot se nadaljuje razvoj sodobne konstrukcije letal. Prvi leti niso mogli biti dolgi in so bili izvedeni izključno z enim pilotom prav zato, ker ni bilo močnih motorjev, ki bi lahko razvili potrebno vlečno silo. Letalstvo je v celotnem preteklem obdobju uporabljalo naslednje vrste letalskih motorjev:

1. Steam. Načelo delovanja je bilo pretvorba energije pare v gibanje naprej, ki se prenaša na propeler letala. Zaradi nizke učinkovitosti so ga kratek čas uporabljali na prvih modelih letal;
2. Batni motorji so standardni motorji z notranjim izgorevanjem goriva in prenosom navora na propelerje. Razpoložljivost izdelave iz sodobnih materialov omogoča njihovo uporabo še danes na določenih modelih letal. Učinkovitost ni večja od 55,0%, vendar visoka zanesljivost in enostavnost vzdrževanja naredita motor privlačen;

1. Reaktivno. Načelo delovanja temelji na pretvarjanju energije intenzivnega zgorevanja letalskega goriva v potisk, potreben za let. Danes je ta vrsta motorja najbolj iskana v letalstvu;
2. Plinska turbina. Delujejo na principu mejnega ogrevanja in kompresije zgorevalnega plina, ki je namenjen vrtenju turbinske enote. Široko se uporabljajo v vojaškem letalstvu. Uporablja se v letalih, kot so Su-27, MiG-29, F-22, F-35;
3. Turbopropelerski. Ena od možnosti plinskoturbinski motorji. Toda energija, pridobljena med delovanjem, se pretvori v pogonsko energijo za propeler letala. Majhen del se porabi za oblikovanje potisnega curka. Uporablja se predvsem v civilnem letalstvu;
4. Turbofan. Odlikuje ga visoka učinkovitost. Tehnologija vpihovanja dodatnega zraka za popolno zgorevanje goriva zagotavlja maksimalno učinkovitost delovanja in visoko okoljsko varnost. Takšni motorji so našli svojo uporabo pri ustvarjanju velikih letal.

Pomembno! Seznam motorjev, ki so jih razvili oblikovalci letal, ni omejen na zgornji seznam. V različnih časih so poskušali ustvariti različne različice pogonskih enot. V prejšnjem stoletju se je celo delalo na načrtovanju jedrskih motorjev v korist letalstva. Prototipe so testirali v ZSSR (TU-95, AN-22) in ZDA (Convair NB-36H), vendar so bili umaknjeni iz testiranja zaradi velike nevarnosti za okolje v letalskih nesrečah.

Kontrole in signalizacija

Kompleks vgrajene opreme, ukaznih in aktuatorskih naprav letala se imenuje krmiljenje. Ukazi se dajejo iz pilotske kabine in se izvajajo z elementi letala krila in repnega perja. Različni tipi letal uporabljajo različne vrste krmilnih sistemov: ročne, polavtomatske in popolnoma avtomatizirane.

Krmilniki so ne glede na vrsto krmilnega sistema razdeljeni na naslednji način:

1. Osnovno krmiljenje, ki vključuje ukrepe, odgovorne za prilagoditev pogojev letenja, ponovno vzpostavitev vzdolžnega ravnotežja letala v vnaprej določenih parametrih, vključujejo:

• ročice, ki jih neposredno upravlja pilot (kolo, dvigalo, horizont, komandne plošče);
• komunikacije za povezavo krmilnih ročic z elementi aktuatorjev;
• naprave za direktno izvedbo (krilca, stabilizatorji, sistemi spojlerjev, zakrilca, letvice).

1. Dodaten nadzor, ki se uporablja med načinom vzleta ali pristanka.

Pri uporabi ročnega ali polavtomatskega krmiljenja letala lahko pilota štejemo za sestavni del sistema. Samo on lahko zbira in analizira podatke o položaju letala, indikatorjih obremenitve, skladnosti smeri leta z načrtovanimi podatki in sprejema odločitve, ki ustrezajo situaciji.

Prejeti objektivne informacije o letalski situaciji in stanju komponent letala pilot uporablja skupine instrumentov, naštejmo glavne:

1. Akrobatsko in se uporablja za navigacijske namene. Določite koordinate, vodoravni in navpični položaj, hitrost, linearna odstopanja. Nadzorujejo vpadni kot glede na prihajajoči zračni tok, delovanje žiroskopskih naprav in številne enako pomembne parametre leta. Na sodobnih modelih letal so združeni v en sam sistem letenja in navigacije;
2. Za nadzor delovanja napajalne enote. Pilotu zagotavljajo informacije o temperaturi in tlaku olja in letalskega goriva, pretoku delovne mešanice, številu vrtljajev ročične gredi, indikatorju vibracij (tahometri, senzorji, termometri itd.);
3. Za spremljanje delovanja dodatne opreme in letalskih sistemov. Vključujejo nabor merilnih instrumentov, katerih elementi so nameščeni v skoraj vseh konstrukcijskih delih letala (manometri, indikator porabe zraka, padec tlaka v zaprtih zaprtih kabinah, položaji loput, stabilizacijske naprave itd.);
4. Za oceno stanja okoliškega ozračja. Glavni merjeni parametri so zunanja temperatura zraka, atmosferski tlak, vlažnost in kazalci hitrosti gibanja zračnih mas. Uporabljajo se posebni barometri in drugi prilagojeni merilni instrumenti.

Pomembno! Merilni instrumenti, ki se uporablja za spremljanje stanja stroja in zunanje okolje, posebej zasnovan in prilagojen za težke pogoje delovanja.

Sistemi za vzlet in pristanek 2280

Vzlet in pristanek veljata za kritična obdobja med delovanjem letala. V tem obdobju se na celotni konstrukciji pojavijo največje obremenitve. Samo zanesljivo oblikovano podvozje lahko zagotovi sprejemljiv pospešek za dviganje v nebo in mehak dotik površine pristajalne steze. Med letom služijo kot dodaten element za ojačitev kril.

Zasnova najpogostejših modelov podvozja je predstavljena z naslednjimi elementi:

• zložljiva opornica, ki kompenzira obremenitve parcele;
• amortizer (skupina), zagotavlja nemoteno delovanje letala med premikanjem vzdolž vzletno-pristajalne steze, kompenzira udarce med stikom s tlemi, lahko se namesti v povezavi z blažilniki stabilizatorja;
• naramnice, ki delujejo kot ojačevalci strukturne togosti, lahko imenujemo palice, se nahajajo diagonalno glede na stojalo;
• traverze, pritrjene na strukturo trupa in krila podvozja;
• orientacijski mehanizem - za nadzor smeri gibanja na voznem pasu;
• sistemi zaklepanja, ki zagotavljajo, da je stojalo pritrjeno v želenem položaju;
• valji, namenjeni iztegovanju in uvlačevanju podvozja.

Koliko koles ima letalo? Število koles se določi glede na model, težo in namen letala. Najpogostejša je postavitev dveh glavnih regalov z dvema kolesoma. Težji modeli so tristebrni (nahajajo se pod premcem in krili), štiristebrni - dva glavna in dva dodatna podporna.

Video

Opisana zasnova letala daje le splošno predstavo o glavnih strukturnih komponentah in nam omogoča, da določimo stopnjo pomembnosti vsakega elementa med delovanjem letala. Nadaljnji študij zahteva poglobljeno inženirsko usposabljanje, razpoložljivost posebna znanja aerodinamika, odpornost materialov, hidravlika in električna oprema. Vklopljeno proizvodna podjetja letalski industriji, se s temi vprašanji ukvarjajo ljudje, ki so bili usposobljeni in posebno usposabljanje. Lahko samostojno preučite vse faze ustvarjanja letala, a za to morate biti potrpežljivi in ​​pripravljeni na pridobivanje novega znanja.