Проналазак авиона је дозволио не самоиспунити најстарији сан човечанства – освојити небо, али и створити најбржи начин транспорта. За разлику од балона и ваздушних бродова, авиони мало зависе од временских непогода, способни су да путују на велике удаљености великом брзином. Компоненте авиона се састоје од следећих конструктивних група: крила, труп, перје, уређаји за полетање и слетање, електрана, системи управљања и различита опрема.
Принцип рада
Авион - летелица је тежаваздух, опремљен електраном. Уз помоћ овог најважнијег дела летелице ствара се потисак неопходан за лет – делујућа (покретна) сила, коју на тлу или у лету развија мотор (елиса или млазни мотор). Ако се елиса налази испред мотора, то се зове повлачење, а ако позади, то се назива гурање. Тако мотор ствара транслаторно кретање авиона у односу на околину (ваздух). Сходно томе, крило се помера у односу на ваздух, што ствара подизање као резултат овог транслационог кретања. Дакле, уређај може остати у ваздуху само ако постоји одређена брзина лета.
Како се зову делови авиона
Тело се састоји од следећих главних делова:
- Труп је главни део авиона,повезивање крила (крила), перја, електроенергетског система, стајног трапа и других компоненти у јединствену целину. У трупу је смештена посада, путници (у цивилном ваздухопловству), опрема, носивост. Такође може да прими (не увек) гориво, шасију, моторе итд.
- Мотори се користе за погон авиона.
- Крило је радна површина дизајнирана за стварање подизања.
- Вертикални реп је намењен за управљивост, балансирање и стабилност смера авиона у односу на вертикалну осу.
- Хоризонтални реп је намењен за управљивост, балансирање и стабилност смера авиона у односу на хоризонталну осу.
Крила и труп
Главни део структуре авиона је крило.Тиме се стварају услови за испуњење главног захтева за способност летења – присуство лифта. Крило је причвршћено за тело (труп), које може имати овај или онај облик, али са што мањим аеродинамичким отпором. За то му је обезбеђен згодно аеродинамичан облик сузе.
Предњи део авиона се користи за смештајкокпита и радарских система. Позади је реп тзв. Служи да обезбеди управљивост током лета.
Дизајн перја
Размотрите просечан авиончији је репни део израђен по класичној шеми типичној за већину војних и цивилних модела. У овом случају, хоризонтални реп ће укључивати фиксни део - стабилизатор (од латинског Стабилис, стабилан) и покретни део - лифт.
Стабилизатор служи за стабилизацију авионау односу на попречну осу. Ако се нос авиона спусти, онда ће се, сходно томе, реп трупа, заједно са перјем, подићи. У овом случају, притисак ваздуха на горњој површини стабилизатора ће се повећати. Генерисани притисак ће вратити стабилизатор (и труп, респективно) у првобитни положај. Када се нос трупа подигне, притисак протока ваздуха ће се повећати на доњој површини стабилизатора и он ће се вратити у првобитни положај. Тиме је обезбеђена аутоматска (без интервенције пилота) стабилност авиона у његовој уздужној равни у односу на попречну осу.
Задњи део авиона такође укључује вертикалуперје. Као и хоризонтални, састоји се од фиксног дела - кобилице, и покретног дела - кормила. Кобилица даје стабилност кретању авиона у односу на његову вертикалну осу у хоризонталној равни. Принцип рада кобилице је сличан деловању стабилизатора - када се прамац скрене улево, кобилица се скрене удесно, притисак на њену десну раван се повећава и враћа кобилицу (и цео труп) на свој претходни положај.
Дакле, у односу на две осестабилност лета обезбеђује перје. Али остала је још једна оса - уздужна. Да би се обезбедила аутоматска стабилност кретања у односу на ову осу (у попречној равни), крилне конзоле једрилице постављене су не хоризонтално, већ под углом једна у односу на другу, тако да су крајеви конзола савијени нагоре. Овај положај подсећа на слово "В".
Системи управљања
Управљачке површине су важни делови авионадизајниран за контролу авиона. То укључује елероне, кормила и лифтове. Контрола је обезбеђена у односу на исте три осе у исте три равни.
Лифт је покретни задњи крајстабилизатор. Ако се стабилизатор састоји од две конзоле, онда постоје два лифта који се нагињу горе или доле, оба синхроно. Уз његову помоћ, пилот може да промени висину лета авиона.
Кормило је покретни задњи крајкобилица. Када се скрене у једном или другом смеру, на њега настаје аеродинамичка сила која ротира раван око вертикалне осе која пролази кроз центар масе, у смеру супротном од смера отклона кормила. Ротација се наставља све док пилот не врати кормило у неутрални (нескренуту позицију), а авион ће се кретати у новом правцу.
Елерони (од франц.Аиле, крило) - главни делови авиона, који су покретни делови крилних конзола. Служи за управљање авионом у односу на уздужну осу (у попречној равни). Пошто постоје две крилне конзоле, постоје и два елерона. Они раде синхроно, али, за разлику од лифтова, не одступају у једном правцу, већ у различитим правцима. Ако је један елерон скренут нагоре, онда други надоле. На крилној конзоли, где је елерон скренут нагоре, узгона се смањује, а где је наниже расте. А труп авиона ротира према подигнутом елерону.
Мотори
Сви авиони су опремљени електраном,омогућавајући да се развије брзина, а самим тим и да се обезбеди појава подизања. Мотори могу бити смештени у задњем делу авиона (типично за млазне авионе), у предњем делу (возила са лаким моторима) и на крилима (цивилни авиони, транспортни авиони, бомбардери).
Класификовани су на:
- Млазни - турбомлазни, пулсирајући, двокружни, директни.
- Вијак - клип (елиса), турбопроп.
- Ракета - течно, чврсто гориво.
Други системи
Наравно, важни су и други делови авиона.Стајни трап омогућава полетање и слетање авиона са опремљених аеродрома. Постоје амфибијски авиони, где се уместо стајног трапа користе специјални пловци - омогућавају полетање и слетање на било ком месту где постоји водено тело (море, река, језеро). Познати модели лакомоторних авиона опремљених скијама за рад у подручјима са стабилним снежним покривачем.
Савремени авиони су претрпани електронском опремом, уређајима за комуникацију и пренос информација. Војна авијација користи софистициране системе наоружања, откривање циљева и потискивање сигнала.
Класификација
По ознаци, авиони су подељени на два великагрупе: цивилне и војне. Главни делови путничког авиона одликују се присуством опремљене путничке кабине, која заузима већи део трупа. Карактеристична карактеристика су прозори на бочним странама трупа.
Цивилни авиони су класификовани у:
- Путнички - локални авиопревозници, главникратког домета (домет мањи од 2.000 км), средњег (домет мањи од 4.000 км), дугог домета (домет мањи од 9.000 км) и интерконтиненталног (домет већи од 11.000 км).
- Терет - лаки (тежина терета до 10 тона), средњи (тежина терета до 40 тона) и тешки (тежина терета преко 40 тона).
- Посебне намене - санитарне, пољопривредне, извиђачке (извиђање леда, рибарења), гашење пожара, за снимање из ваздуха.
- образовне.
За разлику од цивилних модела, делови војскеавиони немају удобну кабину са прозорима. Главни део трупа заузимају системи наоружања, опрема за извиђање, везе, мотори и друге јединице.
Савремени војни авиони за њихову намену(узимајући у обзир борбене задатке које обављају), могу се поделити на следеће типове: ловци, јуришни авиони, бомбардери (носачи ракета), извиђачки авиони, војни транспорт, специјалне и помоћне намене.
Уређај авиона
Дизајн авиона зависи одаеродинамичка шема по којој су направљени. Аеродинамички дизајн карактерише број основних елемената и локација носивих површина. Док је нос авиона сличан за већину модела, положај и геометрија крила и репа могу се значајно разликовати.
Постоје следеће шеме авионских уређаја:
- "Цлассиц".
- Флиинг Винг.
- "Патка".
- "без репа".
- "Тандем".
- Конвертибилна шема.
- Комбинована шема.
Авиони направљени по класичној шеми
Размотрите главне делове авиона и њиховеименовање. Класичан (нормалан) распоред компоненти и склопова типичан је за већину светских возила, било војних или цивилних. Главни елемент - крило - ради у чистом, неометаном току који глатко тече око крила и ствара одређено подизање.
Нос авиона је скраћен тако дадоводи до смањења потребне површине (а самим тим и масе) вертикалног репа. То је зато што нос трупа изазива дестабилизујући момент тла у односу на вертикалну осу авиона. Скраћивање носа трупа побољшава видљивост предње хемисфере.
Недостаци нормалног кола су:
- Рад хоризонталног репа (ГО) у бевеледа проток поремећен крилом значајно смањује његову ефикасност, што захтева употребу веће површине пераја (а самим тим и масе).
- Да би се обезбедила стабилност лета, вертикалаперје (ВО) треба да створи негативно подизање, односно надоле. Ово смањује укупну ефикасност авиона: од вредности узгона коју ствара крило, потребно је одузети силу која се ствара на ХЕ. Да би се неутралисао овај феномен, требало би користити крило са повећаном површином (а самим тим и масом).
Уређај авиона према шеми "патка".
Са овим дизајном, главни делови авионапостављене другачије него у „класичним” моделима. Пре свега, промене су утицале на поставу хоризонталног репа. Налази се испред крила. По овој шеми, браћа Рајт су изградила своју прву летелицу.
Предности:
- Вертикални перје ради у несметаном току, што повећава његову ефикасност.
- Да би се обезбедила стабилност у лету, перје ствара позитивно подизање, односно додаје се уздизању крила. Ово омогућава смањење његове површине и, сходно томе, његове масе.
- Природна заштита против завртња:искључена је могућност пребацивања крила у наткритичне углове напада за „патке”. Стабилизатор је постављен тако да добија већи нападни угао у односу на крило.
- Померите фокус авиона уназад када зумиратебрзина код шеме "патка" јавља се у мањој мери него код класичног распореда. Ово доводи до мањих промена у степену уздужне статичке стабилности авиона, заузврат, поједностављује карактеристике његовог управљања.
Недостаци шеме патке:
- Када се ток на перју заустави, немасамо излазак летелице на мање нападне углове, али и њено „слегање“ услед смањења њеног укупног узгона. Ово је посебно опасно у режимима полетања и слетања због близине земље.
- Присуство механизама за перје у носу трупа нарушава поглед на доњу хемисферу.
- Да би се смањила површина предњег ГО, дужина носадео трупа је направљен значајним. То доводи до повећања момента дестабилизације око вертикалне осе, и, сходно томе, до повећања површине и масе конструкције.
Авион без репа
У моделима овог типа нема важног, познатогделови авиона. Фотографија авиона без репа (Конкорд, Мираж, Вулкан) показује да им недостаје хоризонтални реп. Главне предности такве шеме су:
- Смањење предњег аеродинамичког отпора, што је посебно важно за авионе са великом брзином, посебно за крстарење. Ово смањује потрошњу горива.
- Висока торзиона крутост крила, чиме се побољшавају његове карактеристике аероеластичности, постижу се високе карактеристике маневрисања.
Недостаци:
- За балансирање у неким режимима лета, део механизације задње ивице крила (закрилаца) и контролне површине морају да буду окренути нагоре, што смањује укупну узгон авиона.
- Усклађивање команди авиона у односу нахоризонталне и уздужне осе (због одсуства лифта) нарушавају карактеристике његовог руковања. Недостатак специјализованог перја приморава управљачке површине да буду на задњој ивици крила, да обављају (ако је потребно) дужности и елерона и елевата. Ове управљачке површине се називају елевони.
- Употреба неког од средстава механизације за балансирање авиона нарушава његове карактеристике полетања и слетања.
"Летеће крило"
Са овом шемом, у ствари, не постоји такав деоавион попут трупа. Све запремине потребне за смештај посаде, носивости, мотора, горива, опреме налазе се у средини крила. Ова шема има следеће предности:
- Најмањи аеродинамички отпор.
- Најмања тежина структуре. У овом случају, цела маса пада на крило.
- Пошто су уздужне димензије авиона мале(због недостатка трупа), дестабилизујући моменат око његове вертикалне осе је занемарљив. Ово омогућава дизајнерима да или значајно смање површину АО, или да је потпуно напусте (птице, као што знате, немају вертикално перје).
Недостаци укључују сложеност обезбеђивања стабилности лета авиона.
"тандем"
Тандем шема, када се налазе два крилаједан за другим примењује се ретко. Ово решење се користи за повећање површине крила са истим вредностима његовог распона и дужине трупа. Ово смањује специфично оптерећење крила. Недостаци ове шеме су велики аеродинамички отпор, повећање момента инерције, посебно у односу на попречну осу авиона. Поред тога, са повећањем брзине лета, карактеристике уздужног балансирања авиона се мењају. Управљачке површине на таквим авионима могу се налазити и директно на крилима и на репу.
Комбинована шема
У овом случају, саставни делови ваздухоплова могубити комбиновани коришћењем различитих дизајнерских шема. На пример, хоризонтално перје је обезбеђено и у носу и у задњем делу трупа. Могу да користе такозвану директну контролу подизања.
У овом случају, носни хоризонтални репзаједно са клапнама стварају додатно подизање. Момент нагиба, који се јавља у овом случају, биће усмерен на повећање нападног угла (нос авиона се подиже). Да би парирала овом тренутку, репна јединица мора да створи тренутак да смањи нападни угао (нос авиона пада). За ово, сила на реп такође мора бити усмерена нагоре. Односно, долази до повећања узгона на прамцу ХЕ, на крилу и на репу ХЕ (а самим тим и на целом авиону) без окретања у уздужној равни. У овом случају, авион једноставно расте без икакве еволуције у односу на центар масе. Насупрот томе, са таквим аеродинамичким распоредом авиона, он може да врши еволуције у односу на центар масе у уздужној равни без промене путање лета.
Способност извођења таквих маневаразначајно побољшати тактичко-техничке карактеристике маневарских авиона. Посебно у комбинацији са системом директне контроле бочне силе, за чију реализацију авион мора имати не само реп, већ и носну уздужну јединицу.
Конвертибилна шема
Уређај изграђеног авионаконвертибилна шема, одликује се присуством дестабилизатора у носу трупа. Функција дестабилизатора је да смање, у одређеним границама, или чак потпуно елиминишу померање аеродинамичког фокуса авиона уназад у надзвучним режимима лета. Тиме се повећавају маневарске карактеристике авиона (што је важно за ловац) и повећава се домет или смањује потрошња горива (ово је важно за суперсонични путнички авион).
Дестабилизатори се такође могу користити нарежими полетања/слетања за компензацију момента понирања, који је узрокован одступањем механизације узлетања и слетања (клапни, закрилци) или носа трупа. У подзвучним режимима лета, дестабилизатор је сакривен у средини трупа или је постављен у режим рада лопатице (слободно оријентисан дуж струјања).
