Las partes principales del avión. Dispositivo de avión

La invención de la aeronave permitió no solopara cumplir el sueño más antiguo de la humanidad: conquistar el cielo, pero también para crear el modo de transporte más rápido. A diferencia de los globos y las aeronaves, los aviones dependen poco de los caprichos del clima, pueden cubrir largas distancias a alta velocidad. Los componentes de la aeronave consisten en los siguientes grupos estructurales: alas, fuselaje, empenaje, dispositivos de despegue y aterrizaje, planta de energía, sistemas de control y diversos equipos.

Principio de operación

Aeronave: la aeronave es más pesadaAire, equipado con una planta de energía. Con la ayuda de esta parte más importante de la aeronave, se crea el empuje necesario para el vuelo: la fuerza actuante (impulsora), que se desarrolla en el suelo o en vuelo por un motor (hélice o motor a reacción). Si la hélice está ubicada en frente del motor, se llama tirar, y si está en la parte trasera, se llama empujar. Por lo tanto, el motor crea un movimiento de traslación de la aeronave en relación con el medio ambiente (aire). En consecuencia, el ala también se mueve en relación con el aire, lo que crea una sustentación como resultado de este movimiento de traslación. Por lo tanto, el dispositivo puede permanecer en el aire solo si hay una cierta velocidad de vuelo.

¿Cuáles son los nombres de las partes del avión?

El cuerpo consta de las siguientes partes principales:

• El fuselaje es el cuerpo principal de la aeronave,conectando las alas (ala), empenaje, sistema de potencia, tren de aterrizaje y otros componentes en un solo todo. El fuselaje tiene capacidad para la tripulación, los pasajeros (en la aviación civil), el equipo, la carga útil. También puede acomodar (no siempre) combustible, chasis, motores, etc.
• Los motores se utilizan para propulsar aviones.
• El ala es una superficie de trabajo diseñada para crear sustentación.
• La cola vertical está destinada a la controlabilidad, el equilibrio y la estabilidad direccional de la aeronave en relación con el eje vertical.
• La cola horizontal está destinada a la controlabilidad, el equilibrio y la estabilidad direccional de la aeronave en relación con el eje horizontal.

Alas y fuselaje

La parte principal de la estructura de la aeronave es el ala.Crea las condiciones para el cumplimiento del requisito principal para la capacidad de vuelo: la presencia de sustentación. El ala está unida al cuerpo (fuselaje), que puede tener una forma u otra, pero con la menor resistencia aerodinámica posible. Para hacer esto, se le proporciona una conveniente forma de lágrima aerodinámica.

La parte delantera de la aeronave se utiliza para acomodarCabinas y sistemas de radar. En la parte trasera está la llamada cola. Sirve para proporcionar controlabilidad durante el vuelo.

Diseño de plumaje

Considere un avión promediocuya sección de cola está hecha de acuerdo con el esquema clásico típico de la mayoría de los modelos militares y civiles. En este caso, la cola horizontal incluirá la parte fija, el estabilizador (del latín Stabilis, estable) y la parte móvil, el elevador.

El estabilizador sirve para estabilizar la aeronaverelativo al eje transversal. Si el morro de la aeronave baja, entonces, en consecuencia, la parte de cola del fuselaje, junto con el empenaje, se elevará. En este caso, aumentará la presión del aire en la superficie superior del estabilizador. La presión generada devolverá el estabilizador (y el fuselaje, respectivamente) a su posición original. Cuando se levanta la punta del fuselaje, la presión del aire aumentará en la superficie inferior del estabilizador y volverá a su posición original. Por tanto, se asegura la estabilidad automática (sin intervención del piloto) de la aeronave en su plano longitudinal con respecto al eje transversal.

La parte trasera de la aeronave también incluye una verticalplumaje. Similar al horizontal, consta de una parte fija, la quilla, y una parte móvil, el timón. La quilla da estabilidad al movimiento de la aeronave alrededor de su eje vertical en el plano horizontal. El principio de funcionamiento de la quilla es similar a la acción del estabilizador: cuando la proa se desvía hacia la izquierda, la quilla se desvía hacia la derecha, la presión en su plano derecho aumenta y devuelve la quilla (y todo el fuselaje) a su posición anterior.

Por tanto, en relación con dos ejesla estabilidad de vuelo está asegurada por el plumaje. Pero queda un eje más: el longitudinal. Para proporcionar estabilidad automática de movimiento con respecto a este eje (en el plano transversal), las consolas de ala del planeador no se colocan horizontalmente, sino en un ángulo entre sí de modo que los extremos de las consolas se doblen hacia arriba. Esta ubicación se asemeja a la letra "V".

Sistemas de control

Las superficies de dirección son partes importantes de una aeronave.diseñado para el control de aeronaves. Estos incluyen alerones, timones y elevadores. El control se proporciona en relación con los mismos tres ejes en los mismos tres planos.

El ascensor es una parte trasera móvil.estabilizador. Si el estabilizador consta de dos consolas, entonces hay respectivamente dos ascensores que se inclinan hacia arriba o hacia abajo, ambos en sincronía. Con su ayuda, el piloto puede cambiar la altitud de vuelo de la aeronave.

El timón es una parte trasera móvil.quilla. Cuando se desvía en una dirección u otra, surge una fuerza aerodinámica sobre él, que hace girar la aeronave sobre el eje vertical que pasa por el centro de masa, en la dirección opuesta a la dirección de la desviación del timón. La rotación continúa hasta que el piloto devuelve el timón a neutral (posición no desviada) y la aeronave se moverá en una nueva dirección.

Alerones (del francés.Aile, wing): las partes principales del avión, que son las partes móviles de las consolas del ala. Sirven para controlar la aeronave con respecto al eje longitudinal (en el plano transversal). Como hay dos consolas de alas, también hay dos alerones. Funcionan sincrónicamente, pero, a diferencia de los ascensores, no se desvían en una dirección, sino en diferentes direcciones. Si un alerón se desvía hacia arriba, el otro hacia abajo. En la consola del ala, donde el alerón se desvía hacia arriba, la sustentación disminuye y donde hacia abajo, aumenta. Y el fuselaje del avión gira hacia el alerón elevado.

Motores

Todos los aviones están equipados con una planta de energía,permitiendo desarrollar la velocidad y, por lo tanto, asegurar la ocurrencia de la sustentación. Los motores se pueden ubicar en la parte trasera de la aeronave (típico de los aviones a reacción), en la parte delantera (vehículos de motor ligero) y en las alas (aviones civiles, aviones de transporte, bombarderos).

Se dividen en:

• Jet: turborreactor, pulsante, doble circuito, flujo directo.
• Tornillo - pistón (hélice), turbohélice.
• Cohete - Propelente líquido, sólido.

Otros sistemas

Por supuesto, otras partes del avión también son importantes.El tren de aterrizaje permite a los aviones despegar y aterrizar desde aeródromos equipados. Hay aviones anfibios, donde se utilizan flotadores especiales en lugar del tren de aterrizaje: permiten despegar y aterrizar en cualquier lugar donde haya una masa de agua (mar, río, lago). Modelos conocidos de aviones de motor ligero equipados con esquís para operar en áreas con una capa de nieve estable.

Los aviones modernos están repletos de equipos electrónicos, dispositivos de comunicación y transferencia de información. La aviación militar utiliza armas sofisticadas, detección de objetivos y sistemas de supresión de señales.

Clasificación

Por designación, los planos se dividen en dos grandesgrupos: civiles y militares. Las partes principales de un avión de pasajeros se distinguen por la presencia de una cabina equipada para pasajeros, que ocupa la mayor parte del fuselaje. Una característica distintiva son los ojos de buey a los lados del casco.

Las aeronaves civiles se clasifican en:

• Pasajero - aerolíneas locales, línea principalcorto alcance (alcance inferior a 2.000 km), medio (alcance inferior a 4.000 km), largo alcance (alcance inferior a 9.000 km) e intercontinental (alcance superior a 11.000 km).
• Flete: ligero (peso de la carga de hasta 10 toneladas), medio (peso de la carga de hasta 40 toneladas) y pesado (peso de la carga de más de 40 toneladas).
• Fines especiales: sanitarios, agrícolas, reconocimiento (reconocimiento de hielo, reconocimiento de peces), extinción de incendios, para fotografía aérea.
• Educativo.

A diferencia de los modelos civiles, partes del ejércitolos aviones no tienen una cómoda cabina con ojos de buey. La parte principal del fuselaje está ocupada por sistemas de armas, equipos de reconocimiento, comunicaciones, motores y otras unidades.

Aviones militares modernos para su propósito previsto(teniendo en cuenta las misiones de combate que realizan), se pueden dividir en los siguientes tipos: cazas, aviones de ataque, bombarderos (porta misiles), aviones de reconocimiento, transporte militar, fines especiales y auxiliares.

Dispositivo de aeronave

El diseño de la aeronave depende deesquema aerodinámico según el cual están hechos. El diseño aerodinámico se caracteriza por la cantidad de elementos básicos y la ubicación de las superficies de apoyo. Si bien la nariz de un avión es similar para la mayoría de los modelos, la posición y geometría de las alas y la cola pueden variar mucho.

Existen los siguientes esquemas de dispositivos de aviones:

• "Clásico".
• Ala voladora.
• "Pato".
• "Rabón".
• "Tándem".
• Esquema convertible.
• Esquema combinado.

Aviones fabricados según el esquema clásico.

Considere las partes principales de la aeronave y sucita. El diseño clásico (normal) de componentes y conjuntos es típico de la mayoría de los vehículos del mundo, ya sean militares o civiles. El elemento principal, el ala, opera en un flujo limpio y sin interrupciones que fluye suavemente alrededor del ala y crea una cierta sustentación.

La nariz de la aeronave se acorta para queconduce a una disminución en el área requerida (y, en consecuencia, la masa) de la cola vertical. Esto se debe a que el morro del fuselaje induce un momento de tierra desestabilizador con respecto al eje vertical de la aeronave. El acortamiento del morro del fuselaje mejora la visibilidad del hemisferio frontal.

Las desventajas de un circuito normal son:

• El trabajo de la cola horizontal (GO) en el biseladoy el flujo perturbado por el ala reduce significativamente su eficiencia, lo que requiere el uso de un área más grande del empenaje (y, en consecuencia, la masa).
• Para garantizar la estabilidad del vuelo, la verticalel plumaje (VO) debe crear una elevación negativa, es decir, hacia abajo. Esto reduce la eficiencia general de la aeronave: del valor de la sustentación generada por el ala, es necesario restar la fuerza que se crea en el HE. Para neutralizar este fenómeno, se debe usar un ala de un área aumentada (y, por lo tanto, de masa).

Dispositivo de aeronave según el esquema "pato"

Con este diseño, las partes principales de la aeronavecolocado de manera diferente que en los modelos "clásicos". En primer lugar, los cambios afectaron a la alineación de la cola horizontal. Está ubicado frente al ala. Según este esquema, los hermanos Wright construyeron su primer avión.

Ventajas:

• El empenaje vertical funciona sin perturbaciones, lo que aumenta su eficiencia.
• Para garantizar la estabilidad en vuelo, el empenaje crea una sustentación positiva, es decir, se agrega a la sustentación del ala. Esto permite reducir su área y, en consecuencia, su masa.
• Protección natural "anti-tornillos":Se excluye la posibilidad de trasladar las alas a ángulos de ataque supercríticos para los "patos". El estabilizador está instalado para que tenga un ángulo de ataque mayor en comparación con el ala.
• Mueva el enfoque de la aeronave hacia atrás mientras hace zoomla velocidad con el esquema "pato" es menor que con el diseño clásico. Esto conduce a cambios más pequeños en el grado de estabilidad estática longitudinal de la aeronave, a su vez, simplifica las características de su control.

Desventajas del esquema de pato:

• Cuando el flujo se detiene en el empenaje, no haysólo el avión sale a ángulos de ataque más pequeños, pero también su "hundimiento" debido a una disminución en su sustentación general. Esto es especialmente peligroso en los modos de despegue y aterrizaje debido a la proximidad del suelo.
• La presencia de mecanismos de desvanecimiento en la nariz del fuselaje dificulta la visión del hemisferio inferior.
• Para reducir el área del GO anterior, la longitud del nasalparte del fuselaje se hace significativa. Esto conduce a un aumento del momento desestabilizador alrededor del eje vertical y, en consecuencia, a un aumento del área y la masa de la estructura.

Avión sin cola

En modelos de este tipo, no haypartes del avión. Una foto del avión sin cola (Concorde, Mirage, Vulcan) muestra que carecen de cola horizontal. Las principales ventajas de dicho esquema son:

• Reducción de la resistencia aerodinámica frontal, que es especialmente importante para aviones con alta velocidad, en particular, de crucero. Esto reduce el consumo de combustible.
• Alta rigidez torsional del ala, que mejora sus características de aeroelasticidad, se logran características de alta maniobrabilidad.

Desventajas:

• Para el equilibrio en algunos modos de vuelo, parte de los medios de mecanización del borde de salida del ala (flaps) y las superficies de control deben desviarse hacia arriba, lo que reduce la sustentación general de la aeronave.
• Alineación de los controles de la aeronave con respecto aLos ejes horizontales y longitudinales (debido a la ausencia del ascensor) perjudican las características de su manejo. La falta de empenaje especializado obliga a las superficies de dirección a estar en el borde de fuga del ala, para realizar (si es necesario) las funciones de los alerones y los elevadores. Estas superficies de dirección se llaman elevones.
• El uso de algunos de los medios de mecanización para equilibrar la aeronave degrada sus características de despegue y aterrizaje.

"Ala voladora"

Con este esquema, de hecho, no existe tal parteaviones como el fuselaje. Todos los volúmenes necesarios para acomodar a la tripulación, la carga útil, los motores, el combustible y el equipo se encuentran en el medio del ala. Este esquema tiene las siguientes ventajas:

• Resistencia aerodinámica más baja.
• El menor peso de la estructura. En este caso, toda la masa cae sobre el ala.
• Dado que las dimensiones longitudinales de la aeronave son pequeñas(debido a la ausencia de fuselaje), el momento desestabilizador sobre su eje vertical es insignificante. Esto permite a los diseñadores reducir significativamente el área del AO o abandonarlo por completo (las aves, como saben, no tienen plumaje vertical).

Las desventajas incluyen la complejidad de garantizar la estabilidad del vuelo de la aeronave.

"Tándem"

Esquema tándem, cuando se ubican dos alas.uno tras otro, se aplica con poca frecuencia. Esta solución se utiliza para aumentar el área del ala con los mismos valores de su envergadura y longitud del fuselaje. Esto reduce la carga alar específica. Las desventajas de este esquema son la alta resistencia aerodinámica, un aumento en el momento de inercia, especialmente en relación con el eje transversal de la aeronave. Además, al aumentar la velocidad de vuelo, cambian las características del equilibrio longitudinal de la aeronave. Las superficies de dirección en tales aviones se pueden ubicar directamente en las alas y en la cola.

Esquema combinado

En este caso, los componentes de la aeronave puedencombinarse utilizando varios esquemas de diseño. Por ejemplo, se proporciona un empenaje horizontal tanto en la nariz como en la popa del fuselaje. En ellos se puede utilizar el llamado control de elevación directo.

En este caso, la cola horizontal nasaljunto con las solapas crean una elevación adicional. El momento de cabeceo, que ocurre en este caso, estará dirigido a incrementar el ángulo de ataque (el morro de la aeronave se eleva). Para detener este momento, la unidad de cola debe crear un momento para disminuir el ángulo de ataque (el morro del avión cae). Para ello, la fuerza en la cola también debe dirigirse hacia arriba. Es decir, aumenta la sustentación en la proa HE, en el ala y en la cola HE (y, en consecuencia, en toda la aeronave) sin girarla en el plano longitudinal. En este caso, el avión simplemente se eleva sin ninguna evolución con respecto a su centro de masa. Por el contrario, con tal disposición aerodinámica de la aeronave, puede realizar evoluciones con respecto al centro de masa en el plano longitudinal sin cambiar su trayectoria de vuelo.

La capacidad de realizar tales maniobras.mejorar significativamente las características tácticas y técnicas de los aviones maniobrables. Especialmente en combinación con un sistema de control de fuerza lateral directo, para cuya implementación la aeronave debe tener no solo una cola, sino también una nariz longitudinal.

Esquema convertible

El dispositivo de un avión construido sobreesquema convertible, se distingue por la presencia de un desestabilizador en la nariz del fuselaje. La función de los desestabilizadores es reducir, dentro de ciertos límites, o incluso eliminar por completo el desplazamiento hacia atrás del enfoque aerodinámico de la aeronave en los modos de vuelo supersónico. Esto aumenta las características de maniobra de la aeronave (lo cual es importante para un caza) y aumenta el alcance o disminuye el consumo de combustible (esto es importante para una aeronave de pasajeros supersónica).

Los desestabilizadores también se pueden utilizar enModos de despegue / aterrizaje para compensar el momento de picado, que es causado por la desviación de la mecanización de despegue y aterrizaje (flaps, flaps) o el morro del fuselaje. En los modos de vuelo subsónico, el desestabilizador está oculto en el medio del fuselaje o se establece en el modo de operación de veleta (orientado libremente a lo largo del flujo).