Die Hauptteile des Flugzeugs. Flugzeuggerät

Die Erfindung des Flugzeugs erlaubte nicht nurden ältesten Traum der Menschheit zu erfüllen - den Himmel zu erobern, aber auch das schnellste Transportmittel zu schaffen. Im Gegensatz zu Ballons und Luftschiffen sind Flugzeuge kaum von den Wetterbedingungen abhängig und können lange Strecken mit hoher Geschwindigkeit zurücklegen. Die Komponenten des Flugzeugs bestehen aus folgenden Strukturgruppen: Tragflächen, Rumpf, Leitwerk, Start- und Landevorrichtungen, Kraftwerk, Steuerungssysteme und verschiedene Ausrüstungen.

Funktionsprinzip

Flugzeuge - das Flugzeug ist schwererLuft, ausgestattet mit einem Kraftwerk. Mit Hilfe dieses wichtigsten Teils des Flugzeugs wird der für den Flug notwendige Schub erzeugt - die wirkende (treibende) Kraft, die am Boden oder im Flug von einem Motor (Propeller oder Düsentriebwerk) entwickelt wird. Befindet sich der Propeller vor dem Motor, spricht man von Ziehen, und wenn er sich hinten befindet, spricht man von Schieben. Somit erzeugt der Motor eine Translationsbewegung des Flugzeugs relativ zur Umgebung (Luft). Dementsprechend bewegt sich der Flügel relativ zur Luft, was infolge dieser Translationsbewegung einen Auftrieb erzeugt. Daher kann das Gerät nur bei einer bestimmten Fluggeschwindigkeit in der Luft bleiben.

Wie heißen die Teile des Flugzeugs?

Der Körper besteht aus folgenden Hauptteilen:

• Der Rumpf ist der Hauptkörper des Flugzeugs,Verbinden der Flügel (Flügel), des Leitwerks, des Antriebssystems, des Fahrwerks und anderer Komponenten zu einem Ganzen. Der Rumpf bietet Platz für Besatzung, Passagiere (in der Zivilluftfahrt), Ausrüstung und Nutzlast. Es kann auch (nicht immer) Kraftstoff, Fahrgestell, Motoren usw. aufnehmen.
• Motoren werden verwendet, um Flugzeuge anzutreiben.
• Der Flügel ist eine Arbeitsfläche, die für Auftrieb ausgelegt ist.
• Das vertikale Heck dient zur Steuerbarkeit, zum Ausgleich und zur Richtungsstabilität des Flugzeugs relativ zur vertikalen Achse.
• Das horizontale Heck ist auf Steuerbarkeit, Ausgleich und Richtungsstabilität des Flugzeugs relativ zur horizontalen Achse ausgelegt.

Flügel und Rumpf

Der Hauptteil der Flugzeugstruktur ist der Flügel.Es schafft die Voraussetzungen für die Erfüllung der Hauptanforderung an die Flugfähigkeit - das Vorhandensein eines Auftriebs. Der Flügel ist am Körper (Rumpf) befestigt, der die eine oder andere Form haben kann, aber mit so wenig Luftwiderstand wie möglich. Dafür erhält er eine bequem stromlinienförmige Tropfenform.

Die Vorderseite des Flugzeugs dient zur UnterbringungCockpits und Radarsysteme. Am Heck befindet sich der sogenannte Schwanz. Es dient dazu, die Steuerbarkeit während des Fluges zu gewährleisten.

Gefieder Design

Betrachten Sie ein durchschnittliches FlugzeugDer Heckteil wird nach dem klassischen Schema hergestellt, das für die meisten militärischen und zivilen Modelle typisch ist. In diesem Fall umfasst das horizontale Heck den festen Teil - den Stabilisator (vom Latin Stabilis, Stall) und den beweglichen Teil - den Aufzug.

Der Stabilisator dient zur Stabilisierung des Flugzeugsrelativ zur Querachse. Wenn die Nase des Flugzeugs nach unten fällt, steigt dementsprechend der Heckabschnitt des Rumpfes zusammen mit dem Leitwerk an. In diesem Fall steigt der Luftdruck auf der Oberseite des Stabilisators an. Der erzeugte Druck bringt den Stabilisator (bzw. den Rumpf) in seine ursprüngliche Position zurück. Wenn die Rumpfnase angehoben wird, steigt der Luftdruck auf der Unterseite des Stabilisators an und kehrt in seine ursprüngliche Position zurück. Somit ist eine automatische (ohne Eingreifen des Piloten) Stabilität des Flugzeugs in seiner Längsebene relativ zur Querachse gewährleistet.

Das Heck des Flugzeugs enthält auch eine VertikaleGefieder. Ähnlich wie beim horizontalen Teil besteht es aus einem festen Teil - dem Kiel - und einem beweglichen Teil - dem Ruder. Der Kiel verleiht der Bewegung des Flugzeugs relativ zu seiner vertikalen Achse in der horizontalen Ebene Stabilität. Das Funktionsprinzip des Kiels ähnelt der Wirkung des Stabilisators: Wenn der Bug nach links abgelenkt wird, wird der Kiel nach rechts abgelenkt, der Druck auf seine rechte Ebene steigt und der Kiel (und der gesamte Rumpf) werden zurückgeführt. zu seiner vorherigen Position.

Also relativ zu zwei AchsenDie Flugstabilität wird durch das Gefieder gewährleistet. Es ist aber noch eine Achse übrig - die Längsachse. Um eine automatische Bewegungsstabilität relativ zu dieser Achse (in der Querebene) zu gewährleisten, sind die Flügelkonsolen des Segelflugzeugs nicht horizontal, sondern in einem Winkel relativ zueinander angeordnet, so dass die Enden der Konsolen nach oben gebogen sind. Diese Platzierung ähnelt dem Buchstaben "V".

Steuersysteme

Lenkflächen sind wichtige Teile eines FlugzeugsEntwickelt für die Flugzeugsteuerung. Dazu gehören Querruder, Seitenruder und Aufzüge. Die Steuerung erfolgt relativ zu denselben drei Achsen in denselben drei Ebenen.

Der Aufzug ist ein bewegliches hinteres EndeStabilisator. Wenn der Stabilisator aus zwei Konsolen besteht, gibt es jeweils zwei Aufzüge, die beide synchron nach oben oder unten kippen. Mit seiner Hilfe kann der Pilot die Flughöhe des Flugzeugs ändern.

Das Ruder ist ein bewegliches HeckKiel. Wenn es in die eine oder andere Richtung abgelenkt wird, entsteht eine aerodynamische Kraft, die das Flugzeug um die vertikale Achse dreht, die durch den Schwerpunkt verläuft, und zwar entgegen der Richtung der Ruderauslenkung. Die Drehung wird fortgesetzt, bis der Pilot das Ruder in die neutrale Position (nicht ausgelenkte Position) zurückbringt und sich das Flugzeug in eine neue Richtung bewegt.

Querruder (aus dem Französischen.Aile, Flügel) - die Hauptteile des Flugzeugs, die die beweglichen Teile der Flügelkonsolen sind. Dienen Sie zur Steuerung des Flugzeugs relativ zur Längsachse (in der Querebene). Da es zwei Flügelkonsolen gibt, gibt es auch zwei Querruder. Sie arbeiten synchron, aber im Gegensatz zu Aufzügen weichen sie nicht in eine Richtung, sondern in verschiedene Richtungen ab. Wenn ein Querruder nach oben abgelenkt wird, dann das andere nach unten. Auf der Flügelkonsole, wo das Querruder nach oben ausgelenkt wird, nimmt der Hub ab und wo nach unten, nimmt er zu. Und der Flugzeugrumpf dreht sich in Richtung des angehobenen Querruders.

Motoren

Alle Flugzeuge sind mit einem Kraftwerk ausgestattet,Ermöglichen, Geschwindigkeit zu entwickeln und daher das Auftreten von Auftrieb sicherzustellen. Die Triebwerke können sich hinten im Flugzeug (typisch für Düsenflugzeuge), vorne (Fahrzeuge mit leichten Motoren) und an den Tragflächen (Zivilflugzeuge, Transportflugzeuge, Bomber) befinden.

Sie sind unterteilt in:

• Jet - Turbostrahl, pulsierend, Zweikreislauf, Direktstrom.
• Schraubkolben (Propeller), Turboprop.
• Rakete - flüssiges, festes Treibmittel.

Andere Systeme

Natürlich sind auch andere Teile des Flugzeugs wichtig.Das Fahrwerk ermöglicht das Starten und Landen von Flugzeugen von ausgerüsteten Flugplätzen. Es gibt Amphibienflugzeuge, bei denen anstelle des Fahrwerks spezielle Schwimmer verwendet werden. Sie ermöglichen das Starten und Landen an jedem Ort, an dem sich ein Gewässer befindet (Meer, Fluss, See). Bekannte Modelle von mit Skiern ausgestatteten Leichtmotorenflugzeugen für den Einsatz in Gebieten mit stabiler Schneedecke.

Moderne Flugzeuge sind mit elektronischen Geräten, Kommunikationsgeräten und Informationsübertragung vollgestopft. Die militärische Luftfahrt verwendet ausgeklügelte Waffensysteme, Zielerfassung und Signalunterdrückung.

Klassifizierung

Durch die Bezeichnung werden die Ebenen in zwei große geteiltGruppen: zivil und militärisch. Die Hauptteile eines Passagierflugzeugs zeichnen sich durch das Vorhandensein einer ausgestatteten Kabine für Passagiere aus, die den größten Teil des Rumpfes einnimmt. Eine Besonderheit sind die Bullaugen an den Seiten des Rumpfes.

Zivilflugzeuge werden klassifiziert in:

• Passagier - lokale Fluggesellschaften, HauptstreckeKurzstrecken (Reichweite weniger als 2.000 km), Mittelstrecken (Reichweite weniger als 4.000 km), Langstrecken (Reichweite weniger als 9.000 km) und Interkontinental (Reichweite mehr als 11.000 km).
• Fracht - leicht (Frachtgewicht bis 10 Tonnen), mittel (Frachtgewicht bis 40 Tonnen) und schwer (Frachtgewicht über 40 Tonnen).
• Besondere Zwecke - Hygiene, Landwirtschaft, Aufklärung (Eisaufklärung, Fischaufklärung), Brandbekämpfung, für Luftaufnahmen.
• Lehrreich.

Im Gegensatz zu zivilen Modellen Teile des MilitärsFlugzeuge haben keine komfortable Kabine mit Bullaugen. Der Hauptteil des Rumpfes besteht aus Waffensystemen, Aufklärungsausrüstung, Kommunikation, Motoren und anderen Einheiten.

Moderne Militärflugzeuge für ihren beabsichtigten Zweck(unter Berücksichtigung der von ihnen durchgeführten Kampfmissionen) können in folgende Typen unterteilt werden: Jäger, Angriffsflugzeuge, Bomber (Raketenträger), Aufklärungsflugzeuge, Militärtransporte, Spezial- und Hilfszwecke.

Flugzeuggerät

Das Design des Flugzeugs hängt davon abaerodynamisches Schema, nach dem sie hergestellt werden. Das aerodynamische Design ist durch die Anzahl der Grundelemente und die Lage der Lagerflächen gekennzeichnet. Während die Nase eines Flugzeugs für die meisten Modelle ähnlich ist, können Position und Geometrie der Flügel und des Hecks stark variieren.

Es gibt die folgenden Flugzeuggeräte-Schemata:

• "Klassisch".
• Fliegender Flügel.
• "Ente".
• "Schwanzlos".
• "Tandem".
• Cabrio-Schema.
• Kombiniertes Schema.

Flugzeuge nach klassischem Schema

Betrachten Sie die Hauptteile des Flugzeugs und ihregeplanter Termin. Die klassische (normale) Anordnung von Einheiten und Baugruppen ist typisch für die meisten Fahrzeuge der Welt, sei es militärisch oder zivil. Das Hauptelement - der Flügel - arbeitet in einer sauberen, ungestörten Strömung, die reibungslos um den Flügel fließt und einen bestimmten Auftrieb erzeugt.

Die Nase des Flugzeugs ist so verkürztführt zu einer Verringerung der erforderlichen Fläche (und folglich der Masse) des vertikalen Schwanzes. Dies liegt daran, dass die Nase des Rumpfes ein destabilisierendes Bodenmoment in Bezug auf die vertikale Achse des Flugzeugs induziert. Die Reduzierung der Rumpfnase verbessert die Sichtbarkeit der vorderen Hemisphäre.

Die Nachteile einer normalen Schaltung sind:

• Die Arbeit des horizontalen Schwanzes (GO) im abgeschrägtenund die durch den Flügel gestörte Strömung verringert seine Effizienz erheblich, was die Verwendung eines größeren Bereichs des Leitwerks (und folglich der Masse) erforderlich macht.
• Um die Flugstabilität zu gewährleisten, wird die VertikaleGefieder (VO) sollte einen negativen Auftrieb erzeugen, dh nach unten. Dies verringert die Gesamteffizienz des Flugzeugs: Vom Wert des vom Flügel erzeugten Auftriebs muss die auf die HE erzeugte Kraft abgezogen werden. Um dieses Phänomen zu neutralisieren, sollte ein Flügel mit einer vergrößerten Fläche (und daher Masse) verwendet werden.

Flugzeuggerät nach dem "Enten" -Schema

Bei diesem Design sind die Hauptteile des Flugzeugsanders platziert als bei den "klassischen" Modellen. Zuallererst wirkten sich die Änderungen auf die Ausrichtung des horizontalen Hecks aus. Es befindet sich vor dem Flügel. Nach diesem Schema bauten die Gebrüder Wright ihre ersten Flugzeuge.

Vorteile:

• Das vertikale Leitwerk arbeitet in einem ungestörten Fluss, was seine Effizienz erhöht.
• Um die Stabilität im Flug zu gewährleisten, erzeugt das Leitwerk einen positiven Auftrieb, dh es wird dem Auftrieb des Flügels hinzugefügt. Auf diese Weise können Sie die Fläche und entsprechend die Masse reduzieren.
• Natürlicher "Anti-Schrauben" -Schutz:Die Möglichkeit, die Flügel auf überkritische Anstellwinkel für die "Enten" zu übertragen, ist ausgeschlossen. Der Stabilisator ist so installiert, dass er im Vergleich zum Flügel einen größeren Anstellwinkel erhält.
• Bewegen Sie den Flugzeugfokus beim Vergrößern nach hintenDie Geschwindigkeit mit dem "Enten" -Schema ist geringer als mit dem klassischen Layout. Dies führt zu kleineren Änderungen des Grads der statischen Längsstabilität des Flugzeugs, was wiederum die Eigenschaften seiner Steuerung vereinfacht.

Nachteile des Entenschemas:

• Wenn der Fluss auf dem Leitwerk blockiert, gibt es keinenur das Flugzeug verlässt kleinere Anstellwinkel, aber auch sein "Absinken" aufgrund einer Abnahme seines Gesamtauftriebs. Dies ist im Start- und Landemodus aufgrund der Bodennähe besonders gefährlich.
• Das Vorhandensein von Federmechanismen in der Rumpfnase beeinträchtigt die Sicht auf die untere Hemisphäre.
• Um den Bereich des vorderen GO zu reduzieren, wird die Länge der NaseEin Teil des Rumpfes wird signifikant gemacht. Dies führt zu einer Zunahme des destabilisierenden Moments um die vertikale Achse und dementsprechend zu einer Zunahme der Fläche und Masse der Struktur.

Rückstandsloses Flugzeug

Bei Modellen dieses Typs gibt es keine wichtigen, vertrautenTeile des Flugzeugs. Ein Foto des schwanzlosen Flugzeugs (Concorde, Mirage, Vulcan) zeigt, dass ihnen das horizontale Heck fehlt. Die Hauptvorteile eines solchen Schemas sind:

• Reduzierung des frontalen Luftwiderstands, der besonders wichtig für Flugzeuge mit hoher Geschwindigkeit ist, insbesondere für Kreuzfahrten. Dies reduziert den Kraftstoffverbrauch.
• Hohe Torsionssteifigkeit des Flügels, die seine Aeroelastizitätseigenschaften verbessert, hohe Manövrierfähigkeitseigenschaften werden erreicht.

Nachteile:

• Zum Auswuchten in einigen Flugmodi müssen ein Teil der Mechanisierungsmittel (Klappen) und der Steuerflächen der Flügelhinterkante nach oben ausgelenkt werden, was den Gesamthub des Flugzeugs verringert.
• Ausrichtung der Flugzeugsteuerungen in Bezug aufHorizontal- und Längsachsen (aufgrund des Fehlens des Aufzugs) beeinträchtigen die Eigenschaften seiner Handhabung. Das Fehlen eines speziellen Leitwerks zwingt die Lenkflächen dazu, sich an der Hinterkante des Flügels zu befinden, um (falls erforderlich) die Aufgaben von Querrudern und Aufzügen zu erfüllen. Diese Lenkflächen werden Elevons genannt.
• Die Verwendung einiger Mechanisierungsmittel zum Auswuchten des Flugzeugs verschlechtert seine Start- und Landeeigenschaften.

"Fliegender Flügel"

Bei diesem Schema gibt es tatsächlich keinen solchen TeilFlugzeuge wie der Rumpf. Alle Volumina, die zur Aufnahme der Besatzung, der Nutzlast, der Motoren, des Kraftstoffs und der Ausrüstung erforderlich sind, befinden sich in der Mitte des Flügels. Dieses Schema hat die folgenden Vorteile:

• Niedrigster Luftwiderstand.
• Das kleinste Gewicht der Struktur. In diesem Fall fällt die gesamte Masse auf den Flügel.
• Da die Längsabmessungen des Flugzeugs klein sind(aufgrund des Fehlens eines Rumpfes) ist das destabilisierende Moment um seine vertikale Achse vernachlässigbar. Auf diese Weise können Designer die Fläche des AO entweder erheblich verkleinern oder ganz aufgeben (Vögel haben, wie Sie wissen, kein vertikales Gefieder).

Zu den Nachteilen gehört die Komplexität der Gewährleistung der Stabilität des Flugzeugfluges.

"Tandem"

Tandemschema, wenn sich zwei Flügel befindennacheinander wird es selten angewendet. Diese Lösung wird verwendet, um die Flügelfläche mit den gleichen Werten für Spannweite und Rumpflänge zu vergrößern. Dies reduziert die spezifische Flächenbelastung. Die Nachteile dieses Schemas sind ein hoher aerodynamischer Widerstand, eine Erhöhung des Trägheitsmoments, insbesondere in Bezug auf die Querachse des Flugzeugs. Außerdem ändern sich mit zunehmender Fluggeschwindigkeit die Eigenschaften des Längsausgleichs des Flugzeugs. Die Lenkflächen solcher Flugzeuge können sich sowohl direkt an den Tragflächen als auch am Heck befinden.

Kombiniertes Schema

In diesem Fall können die Komponenten des Flugzeugsunter Verwendung verschiedener Entwurfsschemata kombiniert werden. Beispielsweise ist ein horizontales Leitwerk sowohl in der Nase als auch im hinteren Rumpf vorgesehen. An ihnen kann die sogenannte Direkthubsteuerung verwendet werden.

In diesem Fall der horizontale Nasenschwanzzusammen mit den Klappen schaffen Sie zusätzlichen Auftrieb. Das in diesem Fall auftretende Nickmoment wird so eingestellt, dass der Anstellwinkel vergrößert wird (die Nase des Flugzeugs steigt an). Um diesen Moment zu parieren, muss die Heckeinheit einen Moment erzeugen, um den Anstellwinkel zu verringern (die Nase des Flugzeugs fällt ab). Dazu muss auch die Kraft auf den Schwanz nach oben gerichtet sein. Das heißt, der Auftrieb am Bug HE, am Flügel und am Heck HE (und folglich am gesamten Flugzeug) nimmt zu, ohne ihn in der Längsebene zu drehen. In diesem Fall steigt die Ebene einfach ohne Entwicklung relativ zu ihrem Massenschwerpunkt an. Umgekehrt kann das Flugzeug bei einer solchen aerodynamischen Anordnung Entwicklungen relativ zum Massenmittelpunkt in der Längsebene durchführen, ohne seine Flugbahn zu ändern.

Die Fähigkeit, solche Manöver durchzuführendie taktischen und technischen Eigenschaften von wendigen Flugzeugen erheblich verbessern. Insbesondere in Kombination mit einem System der direkten Seitenkraftregelung, für dessen Umsetzung das Flugzeug nicht nur ein Heck, sondern auch eine Längsnase haben muss.

Cabrio-Schema

Das Gerät eines Flugzeugs aufgebaut aufCabrio-Schema, zeichnet sich durch das Vorhandensein eines Destabilisators in der Nase des Rumpfes. Die Funktion von Destabilisatoren besteht darin, die Rückwärtsverschiebung des aerodynamischen Fokus des Flugzeugs im Überschallflugmodus innerhalb bestimmter Grenzen zu verringern oder sogar vollständig zu beseitigen. Dies erhöht die Manövriereigenschaften des Flugzeugs (was für einen Jäger wichtig ist) und erhöht die Reichweite oder verringert den Treibstoffverbrauch (dies ist wichtig für ein Überschall-Passagierflugzeug).

Destabilisatoren können auch verwendet werdenStart- / Landemodi zum Ausgleich des Tauchmoments, der durch die Abweichung der Start- und Landemechanisierung (Klappen, Klappen) oder der Rumpfnase verursacht wird. In Unterschallflugmodi ist der Destabilisator in der Mitte des Rumpfes versteckt oder befindet sich in der Betriebsart Wetterfahne (frei entlang der Strömung ausgerichtet).