De belangrijkste onderdelen van het vliegtuig. vliegtuig apparaat

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

De uitvinding van het vliegtuig maakte het niet alleen mogelijk om de oudste droom van de mensheid te realiseren - om de lucht te veroveren, maar ook om de snelste manier van transport te creëren. In tegenstelling tot heteluchtballonnen en luchtschepen, zijn vliegtuigen weinig afhankelijk van de grillen van het weer, in staat om met hoge snelheid lange afstanden af te leggen. De componenten van het vliegtuig bestaan uit de volgende structurele groepen: vleugel, romp, empennage, start- en landingsapparatuur, krachtcentrale, controlesystemen, diverse apparatuur.

Werkingsprincipe

Vliegtuig - een vliegtuig (LA) zwaarder dan lucht, uitgerust met een energiecentrale. Met behulp van dit belangrijkste onderdeel van het vliegtuig wordt de stuwkracht gecreëerd die nodig is voor de vlucht - de werkende (aandrijvende) kracht die de motor (propeller- of straalmotor) op de grond of tijdens de vlucht ontwikkelt. Als de schroef zich voor de motor bevindt, wordt dit trekken genoemd en als de schroef zich achter de motor bevindt, wordt dit duwen genoemd. Zo creëert de motor de translatiebeweging van het vliegtuig ten opzichte van de omgeving (lucht). Daardoor beweegt ook de vleugel ten opzichte van de lucht, waardoor door deze voorwaartse beweging lift ontstaat. Daarom kan het apparaat alleen in de lucht blijven als er een bepaalde snelheid is.vlucht.

Wat zijn de namen van delen van het vliegtuig

De koffer bestaat uit de volgende hoofdonderdelen:

• De romp is het hoofdgedeelte van het vliegtuig en verbindt de vleugels (vleugel), het verenkleed, het aandrijfsysteem, het landingsgestel en andere componenten tot één geheel. De romp herbergt de bemanning, passagiers (in de burgerluchtvaart), uitrusting, nuttige lading. Kan ook (niet altijd) brandstof, chassis, motoren, enz. herbergen.
• De motoren worden gebruikt om het vliegtuig voort te stuwen.
• Wing - een werkoppervlak ontworpen om lift te creëren.
• Verticale staart is ontworpen voor bestuurbaarheid, balanceren en richtingsstabiliteit van het vliegtuig ten opzichte van de verticale as.
• Horizontale staart is ontworpen voor bestuurbaarheid, balanceren en richtingsstabiliteit van het vliegtuig ten opzichte van de horizontale as.

Vleugels en romp

Het belangrijkste onderdeel van de vliegtuigconstructie is de vleugel. Het schept de voorwaarden om te voldoen aan de belangrijkste vereiste voor de mogelijkheid van vliegen - de aanwezigheid van een lift. De vleugel is bevestigd aan het lichaam (romp), dat een of andere vorm kan hebben, maar indien mogelijk met minimale luchtweerstand. Om dit te doen, is het voorzien van een handig gestroomlijnde traanvorm.

De voorkant van het vliegtuig dient om de cockpit en radarsystemen te huisvesten. Aan de achterzijde bevindt zich de zogenaamde staartunit. Het dient om controle te bieden tijdens de vlucht.

Verenkleedontwerp

Beschouw een gemiddeld vliegtuig,waarvan het staartgedeelte is gemaakt volgens het klassieke schema, kenmerkend voor de meeste militaire en civiele modellen. In dit geval zal de horizontale staart een vast deel bevatten - de stabilisator (van het Latijnse Stabilis, stabiel) en een beweegbaar deel - de lift.

De stabilisator dient om het vliegtuig te stabiliseren ten opzichte van de dwarsas. Als de neus van het vliegtuig wordt neergelaten, zal dienovereenkomstig het staartgedeelte van de romp, samen met het verenkleed, omhoog komen. In dit geval zal de luchtdruk op het bovenoppervlak van de stabilisator toenemen. De gegenereerde druk zal de stabilisator (respectievelijk de romp) terugbrengen naar zijn oorspronkelijke positie. Wanneer de neus van de romp wordt opgetild, zal de druk van de luchtstroom op het onderste oppervlak van de stabilisator toenemen en zal deze weer terugkeren naar zijn oorspronkelijke positie. Zo wordt automatische (zonder tussenkomst van de piloot) stabiliteit van het vliegtuig in zijn lengtevlak ten opzichte van de dwarsas verschaft.

De achterkant van het vliegtuig heeft ook een verticale staart. Net als de horizontale, bestaat het uit een vast deel - de kiel en een beweegbaar deel - het roer. De kiel geeft stabiliteit aan de beweging van het vliegtuig ten opzichte van zijn verticale as in een horizontaal vlak. Het werkingsprincipe van de kiel is vergelijkbaar met dat van een stabilisator - wanneer de neus naar links afwijkt, wijkt de kiel naar rechts af, de druk op het rechtervlak neemt toe en keert de kiel (en de hele romp) terug naar zijn vorige positie.

Dus, met betrekking tot twee assen, wordt de vliegstabiliteit verzekerd door het verenkleed. Maar er was nog een as - de longitudinale. Om automatisch te voorzienbewegingsstabiliteit ten opzichte van deze as (in het dwarsvlak) van de zweefvliegtuigvleugelconsoles zijn niet horizontaal, maar onder een bepaalde hoek ten opzichte van elkaar geplaatst, zodat de uiteinden van de consoles naar boven worden afgebogen. Deze plaatsing lijkt op de letter "V".

Besturingssystemen

Besturingsoppervlakken zijn belangrijke onderdelen van een vliegtuig die zijn ontworpen om het vliegtuig te besturen. Deze omvatten rolroeren, roeren en liften. Er wordt controle gegeven met betrekking tot dezelfde drie assen in dezelfde drie vlakken.

De lift is het beweegbare achterste deel van de stabilisator. Als de stabilisator uit twee consoles bestaat, zijn er dienovereenkomstig twee liften die synchroon omhoog of omlaag buigen. Hiermee kan de piloot de hoogte van het vliegtuig veranderen.

Het roer is het beweegbare achterste deel van de kiel. Wanneer het in de een of andere richting wordt afgebogen, ontstaat er een aërodynamische kracht op, die het vliegtuig roteert om een verticale as die door het massamiddelpunt gaat, in de tegenovergestelde richting van de richting van roerafbuiging. De rotatie gaat door totdat de piloot het roer terugbrengt naar neutraal (niet afgebogen) en het vliegtuig in de nieuwe richting beweegt.

Rolroeren (van het Franse Aile, vleugel) zijn de belangrijkste onderdelen van het vliegtuig, de bewegende delen van de vleugelconsoles. Dienen om het vliegtuig te besturen ten opzichte van de lengteas (in het dwarsvlak). Omdat er twee vleugelconsoles zijn, zijn er ook twee rolroeren. Ze werken synchroon, maar in tegenstelling tot de liften wijken ze afniet in één richting, maar in verschillende richtingen. Als het ene rolroer omhoog buigt, dan het andere naar beneden. Op de vleugelconsole, waar het rolroer naar boven wordt afgebogen, neemt de lift af en waar deze omlaag is, neemt deze toe. En de romp van het vliegtuig draait naar het verhoogde rolroer.

Motoren

Alle vliegtuigen zijn uitgerust met een energiecentrale die hen in staat stelt snelheid te ontwikkelen, en bijgevolg het optreden van lift te verzekeren. Motoren kunnen zich aan de achterkant van het vliegtuig (typisch voor straalvliegtuigen), aan de voorkant (lichte voertuigen) en op de vleugels (civiele vliegtuigen, transportvliegtuigen, bommenwerpers) bevinden.

Ze zijn onderverdeeld in:

• Jet - turbojet, pulserend, dubbel circuit, directe stroom.
• Propeller - zuiger (propeller), turboprop.
• Raket - vloeibare, vaste brandstof.

Andere systemen

Natuurlijk zijn ook andere delen van het vliegtuig belangrijk. Dankzij het chassis kunnen vliegtuigen opstijgen en landen vanaf uitgeruste vliegvelden. Er zijn amfibische vliegtuigen, waar speciale drijvers worden gebruikt in plaats van landingsgestellen - ze stellen je in staat om overal op te stijgen en te landen waar er een waterlichaam is (zee, rivier, meer). Modellen van lichte vliegtuigen die zijn uitgerust met ski's staan bekend om hun gebruik in gebieden met stabiele sneeuwbedekking.

Moderne vliegtuigen zitten vol met elektronische apparatuur, communicatie- en informatieoverdrachtsapparatuur. Militaire luchtvaart maakt gebruik van geavanceerde wapensystemen, doeldetectie en signaalonderdrukking.

Classificatie

Zoals bedoeldvliegtuigen zijn onderverdeeld in twee grote groepen: civiel en militair. De belangrijkste onderdelen van een passagiersvliegtuig onderscheiden zich door de aanwezigheid van een uitgeruste cabine voor passagiers, die het grootste deel van de romp in beslag neemt. Een onderscheidend kenmerk zijn de patrijspoorten aan de zijkanten van de romp.

Civiele vliegtuigen zijn onderverdeeld in:

• Passagier - lokale luchtvaartmaatschappijen, korte afstanden (bereik minder dan 2000 km), gemiddeld (bereik minder dan 4000 km), lange afstanden (bereik minder dan 9000 km) en intercontinentaal (bereik meer dan 11.000 km).
• Vracht - licht (vrachtgewicht tot 10 ton), medium (vrachtgewicht tot 40 ton) en zwaar (vrachtgewicht meer dan 40 ton).
• Speciale doeleinden - sanitair, landbouw, verkenning (ijsverkenning, visverkenning), brandbestrijding, voor luchtfotografie.
• Educatief.

In tegenstelling tot civiele modellen hebben delen van een militair vliegtuig geen comfortabele cabine met ramen. Het grootste deel van de romp wordt ingenomen door wapensystemen, inlichtingenapparatuur, communicatie, motoren en andere eenheden.

Naar doel kunnen moderne militaire vliegtuigen (gezien de gevechtsmissies die ze uitvoeren) worden onderverdeeld in de volgende typen: jagers, aanvalsvliegtuigen, bommenwerpers (raketdragers), verkenning, militair transport, speciale en hulpdoeleinden.

Vliegtuigapparaat

Het ontwerp van vliegtuigen hangt af van het aerodynamische ontwerp waarmee ze zijn gemaakt. Het aerodynamische schema wordt gekenmerkt door het aantal basiselementen en de locatie van de lageroppervlakken. Als de neusvliegtuig is vergelijkbaar voor de meeste modellen, de locatie en geometrie van de vleugels en staart kunnen sterk variëren.

De volgende schema's voor vliegtuigapparatuur worden onderscheiden:

• "Klassiek".
• Vliegende Vleugel.
• "Eend".
• "Staartloos".
• "Tandem".
• Converteerbaar schema.
• Combinatieschema.

Klassiek vliegtuig

Laten we eens kijken naar de belangrijkste onderdelen van het vliegtuig en hun doel. De klassieke (normale) lay-out van componenten en samenstellingen is typerend voor de meeste apparaten in de wereld, zowel militair als civiel. Het belangrijkste element - de vleugel - werkt in een pure ongestoorde stroming, die soepel rond de vleugel stroomt en een zekere lift creëert.

De neus van het vliegtuig wordt verkleind, wat leidt tot een afname van het benodigde gebied (en dus de massa) van de verticale staart. Dit komt omdat de voorste romp een destabiliserend giermoment veroorzaakt rond de verticale as van het vliegtuig. Het verkleinen van de voorste romp verbetert de zichtbaarheid van de voorste hemisfeer.

De nadelen van het normale schema zijn:

• De werking van de horizontale staart (HA) in een gekantelde en verstoorde vleugelstroom vermindert de efficiëntie aanzienlijk, waardoor het gebruik van een groter verenkleed (en dus massa) nodig is.
• Om de stabiliteit van de vlucht te garanderen, moet de verticale staart (VO) een negatieve lift creëren, dat wil zeggen naar beneden gericht. Dit vermindert de algehele efficiëntie van het vliegtuig: vande grootte van de liftkracht die de vleugel creëert, is het noodzakelijk om de kracht die op de GO wordt gecreëerd af te trekken. Om dit fenomeen te neutraliseren, moet een vleugel met een groter oppervlak (en dus massa) worden gebruikt.

Het toestel van het vliegtuig volgens het "eend"-schema

Bij dit ontwerp zijn de hoofdonderdelen van het vliegtuig anders geplaatst dan bij de "klassieke" modellen. Allereerst hadden de veranderingen invloed op de lay-out van de horizontale staart. Het bevindt zich voor de vleugel. Volgens dit schema bouwden de gebroeders Wright hun eerste vliegtuig.

Voordelen:

• Verticale staart werkt in een ongestoorde stroom, wat de efficiëntie verhoogt.
• Om de vliegstabiliteit te garanderen, genereert het empennage een positieve lift, dat wil zeggen, het wordt toegevoegd aan de lift van de vleugel. Dit maakt het mogelijk om het gebied en, dienovereenkomstig, de massa te verkleinen.
• Natuurlijke "anti-spin"-bescherming: de mogelijkheid om de vleugels over te brengen naar superkritische aanvalshoeken voor "eenden" is uitgesloten. De stabilisator is zo geïnstalleerd dat deze een hogere aanvalshoek krijgt in vergelijking met de vleugel.
• De focus van het vliegtuig met toenemende snelheid naar achteren verplaatsen in het "duck"-schema komt in mindere mate voor dan in de klassieke lay-out. Dit resulteert in minder veranderingen in de mate van statische stabiliteit in de lengterichting van het vliegtuig, wat op zijn beurt de kenmerken van de besturing vereenvoudigt.

Nadelen van het "eend" -schema:

• Bij stilstand op het staartstuk bereikt het vliegtuig niet alleen lagere aanvalshoeken, maar 'zakt' het ook door als gevolg van een afname van de totale lift. Dit is vooral gevaarlijk instart- en landingsmodi vanwege de nabijheid van de grond.
• De aanwezigheid van verenmechanismen in de voorste romp belemmert de zichtbaarheid van het lagere halfrond.
• Om het gebied van de voorste HE te verkleinen, wordt de lengte van de voorste romp aanzienlijk gemaakt. Dit leidt tot een toename van het destabiliserende moment ten opzichte van de verticale as, en bijgevolg tot een toename van het oppervlak en de massa van de constructie.

Staartloos vliegtuig

In modellen van dit type is er geen belangrijk, vertrouwd onderdeel van het vliegtuig. Een foto van staartloze vliegtuigen (Concorde, Mirage, Vulcan) laat zien dat ze geen horizontale staart hebben. De belangrijkste voordelen van dit schema zijn:

• Vermindering van de frontale luchtweerstand, wat vooral belangrijk is voor vliegtuigen met hoge snelheid, in het bijzonder cruisen. Dit verlaagt de brandstofkosten.
• Hogere torsiestijfheid van de vleugel, wat de aero-elastische eigenschappen verbetert, en hoge wendbaarheidseigenschappen worden bereikt.

Flaws:

• Voor balanceren in sommige vluchtmodi, moet een deel van de mechanisatiemiddelen van de achterrand van de vleugel (kleppen) en stuurvlakken naar boven worden afgebogen, waardoor de totale lift van het vliegtuig wordt verminderd.
• Combinatie van vliegtuigbedieningen ten opzichte van de horizontale en longitudinale assen (vanwege de afwezigheid van de lift) verslechtert de kenmerken van de bediening ervan. De afwezigheid van gespecialiseerd verenkleed zorgt ervoor dat de stuurvlakken aan de achterrand van de vleugel presteren (metnoodzakelijke) plichten en rolroeren, en liften. Deze stuurvlakken worden elevons genoemd.
• Het gebruik van een deel van de mechanisatieapparatuur om het vliegtuig in evenwicht te brengen, verslechtert de start- en landingsprestaties.

Vliegende Vleugel

Met dit schema is er in feite niet zo'n onderdeel van het vliegtuig als de romp. Alle volumes die nodig zijn om de bemanning, het laadvermogen, de motoren, de brandstof en de uitrusting te huisvesten, bevinden zich in het midden van de vleugel. Dit schema heeft de volgende voordelen:

• Minste weerstand.
• De kleinste massa van de constructie. In dit geval v alt alle massa op de vleugel.
• Omdat de lengteafmetingen van het vliegtuig klein zijn (vanwege het ontbreken van een romp), is het destabiliserende moment om zijn verticale as verwaarloosbaar. Hierdoor kunnen ontwerpers het gebied van de VO aanzienlijk verkleinen of zelfs helemaal verlaten (vogels hebben, zoals u weet, geen verticaal verenkleed).

De nadelen zijn onder meer de moeilijkheid om de stabiliteit van de vlucht van het vliegtuig te waarborgen.

Tandem

Het "tandem"-schema, wanneer twee vleugels achter elkaar liggen, wordt zelden gebruikt. Deze oplossing wordt gebruikt om het vleugeloppervlak te vergroten met dezelfde waarden van de spanwijdte en romplengte. Dit vermindert de specifieke belasting op de vleugel. De nadelen van dit schema zijn een grote luchtweerstand, een toename van het traagheidsmoment, vooral met betrekking tot de dwarsas van het vliegtuig. Bovendien veranderen met een toename van de vliegsnelheid de kenmerken van de longitudinale balancering van het vliegtuig. Controle oppervlakken op dergelijkevliegtuigen kunnen zowel direct op de vleugels als op het verenkleed worden geplaatst.

Combinatieschakeling

In dit geval kunnen de componenten van het vliegtuig worden gecombineerd met behulp van verschillende ontwerpschema's. Zo is zowel in de neus als in de staart van de romp een horizontale staart aangebracht. De zogenaamde directe liftbesturing kan erop worden gebruikt.

In dit geval zorgt de horizontale neus samen met de flappen voor extra lift. Het in dit geval optredende pitching-moment zal gericht zijn op het vergroten van de invalshoek (de neus van het vliegtuig gaat omhoog). Om dit moment te pareren, moet de staarteenheid een moment creëren om de aanvalshoek te verkleinen (de neus van het vliegtuig gaat naar beneden). Om dit te doen, moet de kracht op de staart ook naar boven worden gericht. Dat wil zeggen, er is een toename van de liftkracht op de neus HE, op de vleugel en op de staart HE (en dus op het hele vliegtuig) zonder deze in het lengtevlak te draaien. In dit geval stijgt het vliegtuig eenvoudigweg zonder enige evolutie ten opzichte van zijn zwaartepunt. En vice versa, met zo'n aerodynamische lay-out van het vliegtuig, kan het evoluties uitvoeren ten opzichte van het zwaartepunt in het langsvlak zonder zijn vliegbaan te veranderen.

Het vermogen om dergelijke manoeuvres uit te voeren, verbetert de prestatiekenmerken van manoeuvreerbare vliegtuigen aanzienlijk. Vooral in combinatie met een systeem van directe controle van de zijdelingse kracht, voor de uitvoering waarvan het vliegtuig niet alleen de staart, maar ook het longitudinale verenkleed van de neus moet hebben.

Converteerbaar schema

Het apparaat van een vliegtuig gebouwd volgens een converteerbaar schema onderscheidt zich door de aanwezigheid van een destabilisator in de voorste romp. De functie van de destabilisatoren is om binnen bepaalde grenzen de achterwaartse verplaatsing van de aerodynamische focus van het vliegtuig in supersonische vliegmodi te verminderen of zelfs volledig te elimineren. Dit vergroot de manoeuvreerbaarheid van het vliegtuig (wat belangrijk is voor een jager) en vergroot het bereik of vermindert het brandstofverbruik (dit is belangrijk voor een supersonisch passagiersvliegtuig).

Destabilisatoren kunnen ook worden gebruikt in start-/landingsmodi om het duikmoment te compenseren, dat wordt veroorzaakt door de afwijking van de start- en landingsmechanisatie (flappen, flappen) of de voorste romp. In subsonische vliegmodi is de destabilisator verborgen in het midden van de romp of ingesteld op de windwijzermodus (vrij georiënteerd langs de stroom).