Части самолета конструктивное значение и особенности эксплуатации

Виды обшивок

В авиации существует два типа обшивки – мягкая «неработающая» и жесткая «работающая». В наше время преимущество имеет жесткая металлическая обшивка, так как она полностью соответствует требованиям прочности, аэродинамики, массы и жесткости. Она воспринимает нагрузки в виде крутящих и изгибающих моментов, внешние аэродинамические нагрузки и нагрузки перерезывающих сил, воздействующих на каркас самолета. Материалы для производства работающей обшивки: титановые, алюминиевые и стальные сплавы, авиационная фанера, композиционные материалы. Титан и сталь чаще всего встречаются в конструкциях сверхзвуковых самолетов.

7ec7293875ba434c3fd5daeb8ce239d3.jpg

Несиловая обшивка не включается в силовую схему, так как нагрузка с обшивки сразу же передается на каркас. Материалом для ее изготовления может служить перкаль (полотно).

Фюзеляж самолёта

Основной частью самолета является фюзеляж. На нем закрепляются остальные конструктивные элементы: крылья, хвост с оперением, шасси, а внутри размещается кабина управления, технические коммуникации, пассажиры, грузы и экипаж воздушного судна. Корпус самолёта собирается из продольных и поперечных силовых элементов, с последующей обшивкой металлом (в легкомоторных версиях – фанерой или пластиком).

Требования при проектировании фюзеляжа самолёта предъявляется к весу конструкции и максимальным характеристикам прочности. Добиться этого позволяет использование следующих принципов:

  1. Корпус фюзеляжа самолёта выполняется в форме, снижающей лобовое сопротивление воздушным массам и способствующей возникновению подъемной силы. Объем, габариты самолёта должны быть пропорционально взвешены;
  2. При проектировании предусматривают максимально плотную компоновку обшивки и силовых элементов корпуса для увеличения полезного объема фюзеляжа;
  3. Сосредотачивают внимание на простоте и надежности крепления крыловых сегментов, взлётно-посадочного оборудования, силовой установки;
  4. Места крепления грузов, размещения пассажиров, расходных материалов должны обеспечивать надёжное крепление и баланс самолёта при различных условиях эксплуатации;

7b638a5a80e2752f91e889a0c2faf413.jpg

Фюзеляж пассажирского самолёта

  1. Место размещения экипажа должно предоставлять условия комфортного управления самолётом, доступ к основным приборам навигации и управления при экстремальных ситуациях;
  2. В период обслуживания самолёта предусмотрена возможность беспрепятственно провести диагностику и ремонт вышедших из строя узлов и агрегатов.

Прочность корпуса самолёта обязана обеспечивать противодействие нагрузкам при различных полётных условиях, в том числе:

  • нагрузки в местах крепления основных элементов (крылья, хвост, шасси) в режимах взлёта и приземления;
  • в полётный период выдерживать аэродинамическую нагрузку, с учётом инерционных сил веса самолёта, работы агрегатов, функционирования оборудования;
  • перепады давления в герметически ограниченных отделах самолёта, постоянно возникающие при лётных перегрузках.

К основным типам конструкции корпуса самолёта относят плоский, одно,- и двухэтажный, широкий и узкий фюзеляж. Положительно зарекомендовали себя и используются фюзеляжи балочного типа, включающие варианты компоновки, которые носят название:

  1. Обшивочные – конструкция исключает продольно расположенные сегменты, усиление происходит за счёт шпангоутов;
  2. Лонжеронные – элемент имеет значительные габариты, и непосредственная нагрузка ложится именно на него;
  3. Стрингерные – имеют оригинальную форму, площадь и сечение меньше, чем в лонжеронном варианте.

Важно! Равномерное распределение нагрузки на все части самолёта осуществляется за счёт внутреннего каркаса фюзеляжа, который представлен соединением различных силовых элементов по всей длине конструкции.   .

Шпангоуты

Они могут быть усиленными или обычными. Последние обеспечивают сохранность формы поперечного сечения модуля. Усиленные шпангоуты используются на участках скопления больших нагрузок на корпус. На них находятся узлы, стыкующие агрегаты, закрепляющие грузы, крупное оборудование, двигатели и пр. Усиление устанавливают также по границам крупных вырезов в корпусе. Обычные шпангоуты имеют, как правило, рамную конструкцию. Они изготавливаются из штампованного или гибкого листа. Усиленные элементы выполняют в форме замкнутой рамы швеллерного или двутаврового сечения. Касательный поток выступает как опорная реакция. Рама распределяет внешнее воздействие по всему периметру. Сама же она действует на изгиб. Он определяет ее сечение. Конструкция такой рамы монолитная или сборная. На участках установки перегородок усиленный шпангоут зашивают стенкой полностью. Она подкрепляется горизонтальными и вертикальными профилями. Обшивка шпангоута может осуществляться также сферической оболочкой. Подкрепляющие элементы при этом располагаются радиально.

Внешние формы фюзеляжа

Наивыгоднейшей формой фюзеляжа является осесимметричное тело вращения с плавным сужением в носовой и хвостовой частях. Такая форма обеспечивает минимальную при заданных габаритах площадь поверхности, а значит и минимальную массу обшивки, и минимальное сопротивление трения фюзеляжа.

Круглое сечение тела вращения выгодно по массе и при действии избыточного давления в гермокабинах. Однако по компоновочным и иным соображениям от такой идеальной формы приходится отступать. Так, фонари кабины экипажа, воздухозаборники, антенны нарушают плавность обводов и приводят к увеличению сопротивления и массы фюзеляжа. Такой же эффект даёт и отступление от плавных форм в хвостовых отсеках фюзеляжа с целью увеличения угла опрокидывания или для укорочения погрузочного люка и рампы.

Поперечное сечение фюзеляжа обычно определяется условиями компоновки грузов, двигателей, пассажирских салонов.

Обязательные мероприятия

Для обеспечения исполнения требований, которые предъявляются к фюзеляжу самолета, должны быть выполнены определенные действия. К ним относят:

  1. Выбор таких значений параметров и внешних форм корпуса, при которых лобовое сопротивление будет снижено до минимума, а полезный объем, соответственно, будет оптимальным.
  2. Использование несущих фюзеляжей. За счет них создается значительная подъемная сила. За счет этого можно уменьшить массу и площадь крыла.
  3. Рациональное использование полезных объемов. Это достигается повышением плотности компоновки, компактным размещением груза в области центра масс. В этом случае будут уменьшаться массовые моменты инерции и улучшаться характеристики маневренности. Сужение диапазона изменения центровок при выгорании топлива, разных вариантах загрузки обеспечивает большую устойчивость и лучшую управляемость.
  4. Согласование силовых схем фюзеляжа и агрегатов, присоединенных к нему. При этом должны быть надежное крепление, уравновешивание и передача нагрузок от силовых деталей крыла, шасси, оперения, установок к корпусу.
  5. Обеспечение удобства входа/выхода экипажа, пассажиров, швартовки, загрузки/выгрузки предметов, оборудования, вещей, предназначенных для транспортировки.
  6. Обеспечение удобного подхода к разным агрегатам. Это необходимо главным образом для осуществления осмотра и ремонта.

Для экипажа и пассажиров должны быть созданы необходимые условия, а также надлежащий уровень комфорта во время перелета на больших высотах. Обязательным требованием является обеспечение звуко- и теплоизоляции кабин, возможности безопасного и быстрого аварийного выхода из салона. Для экипажа также должны быть созданы комфортные условия. В частности, пилотам должен быть обеспечен хороший обзор, удобство при полете и управлении самолетом.

Гермоотсеки

В гермокабинах при полёте на больших высотах поддерживается избыточное давление до 40—60 кПа. Наиболее рациональной формой гермоотсека, обеспечивающей его минимальную массу, является сфера или немного уступающая ей по выгодности — цилиндр со сферическими днищами. Шпангоут в стыке цилиндра со сферическим сегментом за счёт перелома обшивки испытывает достаточно большие сжимающие нагрузки и должен быть усилен. Обшивка в таких отсеках при нагружении избыточным давлением полностью избавлена от изгибных деформаций и работает только на растяжение.

Однако, по компоновочным соображениям иногда приходится отступать от этих рациональных форм, что неизбежно приводит к увеличению массы конструкции. Плоские и близкие к ним панели для обеспечения необходимой изгибной жесткости при восприятии избыточного давления должны иметь достаточно мощное подкрепление в виде продольных и поперечных рёбер (балок) или изготавливаться в виде трёхслойных конструкций.

В конструкциях герметичных отсеков должна быть обеспечена надёжная герметизация по всем заклёпочным и болтовым швам. Герметизация швов обеспечивается прокладыванием между соединяемыми элементами специальных лент, пропитанных герметиком, промазыванием швов невысыхающей замазкой, покрытием швов жидким герметиком с последующей горячей сушкой. В местах стыка листов обшивки используются многорядные заклёпочные швы с малым шагом .

С помощью специальных гермоузлов обеспечивается уплотнение выводов проводки управления, трубопроводов, электрожгутов и т. п.

Особое внимание уделяется герметизации фонарей, люков, дверей, окон, что обеспечивается специальными уплотнительными устройствами в виде резиновых лент, жгутов, прокладок, надувных трубок.

Крепление агрегатов самолёта к фюзеляжу

Узлы крепления агрегатов к фюзеляжу устанавливаются на усиленных шпангоутах, которые выполняют роль жесткого диска, обеспечивая распределение сосредоточенных нагрузок по всему периметру оболочки фюзеляжа. Для передачи сосредоточенных нагрузок продольного направления стыковые узлы агрегатов должны быть связаны с усиленными продольными элементами фюзеляжа. Для уменьшения массы конструкции фюзеляжа всегда желательно уменьшать число усиленных шпангоутов, размещая на одном шпангоуте узлы крепления нескольких агрегатов.

Крепление крыла и стабилизатора

Принципиальной особенностью стыка крыла с фюзеляжем является способ уравновешивания изгибающих моментов консолей крыла в этом стыке. Наиболее рациональным считается уравновешивание изгибающих моментов левой и правой консоли крыла на центроплане, пропущенном через фюзеляж. Для лонжеронных крыльев с этой целью достаточно пропустить через фюзеляж только лонжероны, на которых и произойдёт уравновешивание изгиба.

Для кессонных и моноблочных крыльев через фюзеляж обязательно должны пропускаться целиком все силовые панели крыла.

В том случае, когда по компоновочным причинам пропуск через фюзеляж силовых элементов крыла невозможен, замыкание изгибающих моментов слева и справа должно выполняться на силовых шпангоутах фюзеляжа. Такое решение применимо лишь для лонжеронных крыльев, у которых число лонжеронов невелико. Кессонные и моноблочные крылья требуют большого числа силовых шпангоутов для замыкания силовых панелей, что конструктивно выполнить очень трудно. В этом случае следует отказаться от указанных силовых схем крыла и перейти на лонжеронную схему.

Перерезывающая сила крыла с каждой его половины должна передаваться на фюзеляж. С этой целью стенки лонжеронов и дополнительные продольные стенки крыла стыкуются с силовыми шпангоутами. На эти же силовые шпангоуты обычно опираются и бортовые нервюры крыла, которые, собирая с замкнутого контура крыла крутящий момент, передают его на эти опорные шпангоуты. Часто для передачи крутящего момента обшивка крыла и фюзеляжа соединяется по контуру стыковочным уголковым профилем.

Крепление стабилизатора к фюзеляжу принципиально ничем не отличается от схемы стыковки крыла. Ось вращения управляемого стабилизатора обычно закрепляется на одном или двух силовых шпангоутах фюзеляжа.

Крепление киля

Крепление киля к фюзеляжу требует обязательной передачи его изгибающего момента на фюзеляж. С этой целью каждый лонжерон киля соединяется с силовым шпангоутом стеночной или рамной конструкции.

Если позволяют условия компоновки, то используется «мачтовая» заделка лонжерона в двух точках, разнесённых по высоте силового шпангоута. Стреловидный лонжерон киля имеет излом в точке пересечения с силовым шпангоутом, что требует обязательной постановки в этом сечении бортовой усиленной нервюры или усиленной балки на фюзеляже. От них можно избавиться, если силовой шпангоут поставить наклонно к оси фюзеляжа так, чтобы его плоскость являлась продолжением плоскости стенки лонжерона киля. Но такое решение вызывает значительные технологические трудности при изготовлении наклонного шпангоута и сборке фюзеляжа.

Крепление шасси и двигателей к фюзеляжу

Крепление двигателей к фюзеляжу осуществляется как внутри к усиленным элементам каркаса, так и снаружи на специальных пилонах. Крепление пилонов к фюзеляжу подобно креплению стабилизатора или крыла.

Самолеты, выполненные по схеме бесхвостка

В моделях данного типа нет важной, привычной части самолета. Фото летательных аппаратов «бесхвосток» («Конкорд», «Мираж», «Вулкан») показывает, что у них отсутствует горизонтальное оперение

Основными преимуществами такой схемы являются:

  • Уменьшение лобового аэродинамического сопротивления, что особенно важно для самолетов с большой скоростью, в частности, крейсерской. При этом уменьшаются затраты топлива.
  • Большая жесткость крыла на кручение, что улучшает его характеристики аэроупругости, достигаются высокие характеристики маневренности.

Недостатки:

  • Для балансировки на некоторых режимах полета часть средств механизации задней кромки и рулевых поверхностей надо отклонять вверх, что уменьшает общую подъемную силу самолета.
  • Совмещение органов управления ЛА относительно горизонтальной и продольной осей (вследствие отсутствия руля высоты) ухудшает характеристики его управляемости. Отсутствие специализированного оперения заставляет рулевые поверхности находятся на задней кромке крыла, выполнять (при необходимости) обязанности и элеронов, и рулей высоты. Эти рулевые поверхности называются элевоны.
  • Использование части средств механизации для балансировки самолета ухудшает его взлетно-посадочные характеристики.

Соединение обшивки и элементов каркаса

Прибегают к трем способам соединения каркаса с обшивкой:

  • обшивка крепится к шпангоутам;
  • обшивка крепится к стрингерам;
  • обшивка крепится и к шпангоутам, и к стрингерам.

Во втором случае формируются только продольные заклепочные швы, при этом поперечные отсутствуют, что положительно сказывается на аэродинамике фюзеляжа. Незакрепленная обшивка на шпангоутах при меньших нагрузках теряет устойчивость, что увеличивает массу конструкции. Для того чтобы этого избежать, обшивку связывают дополнительной накладкой (компенсатор) со шпангоутом. Первый способ крепления применяется исключительно в бесстрингерных (обшивочных) фюзеляжах. 

К шпангоутам крепится сотовидная обшивка. Она включает сердцевину и две металлические панели. Сотовая конструкция – материал шестиугольного вида, состоящий из металла. В сердцевине находится клей, который позволяет вовсе не использовать заклепки. Эта конструкция способна передавать напряжение по всей поверхности и характеризуется высоким сопротивлением деформации. 

Стрингеры и лонжероны

Продольные части фюзеляжа самолета проходят обычно по всей его длине. Вместе с обшивкой они принимают нормальные усилия сгиба. Изготовление простых стрингеров и лонжеронов осуществляется, как правило, из гнутых или прессованных профилей с разным сечением. Продольные элементы имеют большую жесткость. При больших нагрузках в некоторых случаях могут устанавливаться составные лонжероны. Они включают в себя несколько профилей, соединенных друг с другом. При окантовке вырезов большого размера применяют бимсы – продольные элементы коробчатого сечения. Они изготавливаются из прессованных профилей, которые связываются между собой обшивкой и стенками. 2c2ef6631c997d590e1eb211e31ed3e3.jpg

Ссылки

Компоненты летательного аппарата (ЛА)
Конструкция планера ЛА
  • Аварийная авиационная турбина
  • V-образное оперение
  • ВСУ
  • Гидравлическая система
  • Гаргрот
  • Гермокабина
  • Гермошпангоут
  • Гондола
  • Головной обтекатель
  • Стабилизатор
  • Задняя кромка крыла
  • Зализ
  • Кабина
  • Киль
  • Кессон
  • Корень крыла
  • Крыло
  • Лонжерон
  • Мотогондола
  • Нервюра
  • Обшивка
  • Носок крыла
  • Оперение
  • Подкос
  • Расчалка
  • Стабилизатор
  • Планер летательного аппарата
  • Противообледенительная система
  • Противопожарное оборудование
  • Рампа
  • Система отбора воздуха
  • Система кондиционирования
  • Стойка
  • Стрингер
  • Технический отсек
  • Фонарь кабины
  • Фюзеляж
  • Центроплан
Элементы управления полётом
  • NOTAR
  • Автомат перекоса
  • Аэродинамический тормоз
  • Боковая ручка
  • Вибросигнализатор штурвала
  • Крутка крыла
  • Руль высоты
  • Руль направления
  • Рулевой винт
  • Ручка управления самолётом
  • Сервокомпенсатор
  • Спойлер (интерцептор)
  • Спойлерон
  • Стопор рулей
  • Толкатель штурвальной колонки
  • Триммер
  • Флаперон
  • Фенестрон
  • ЦПГО
  • Штурвал
  • Элевоны
  • Элероны
Аэродинамика имеханизация крыла
  • ACTE
  • Адаптивное управляемое крыло
  • Активное аэроупругое крыло
  • Аэродинамический гребень
  • Бесхвостка
  • Вибрирующий предкрылок
  • Гребень крыла
  • Законцовка крыла
  • Кольцевое крыло
  • Крыло изменяемой стреловидности
  • Крыло обратной стреловидности
  • Наплыв крыла
  • Пластинчатый турбулизатор
  • Предкрылки
  • Роторный предкрылок
  • Утка
  • Щиток Крюгера
Бортовое радиоэлектронноеоборудование (БРЭО)
  • ACAS
  • GPS
  • БРЛС
  • Доплеровский измеритель скорости и сноса
  • TCAS
  • Радиовысотомер
  • Радиодальномер
  • Радиокомпас
  • Радиотехническая система ближней навигации
  • Речевой информатор
  • Самолётный радиолокационный ответчик
  • Самолётное переговорное устройство
  • GPWS
  • Станция предупреждения об облучении
Авиационное оборудование (АО)
  • EFIS
  • Автопилот
  • Авиационный электропривод
  • Автомат углов атаки и сигнализации перегрузок
  • Автомат тяги
  • АБСУ
  • INS
  • Авиагоризонт
  • БРЛС
  • Бортовая СЭС ЛА
  • Вариометр
  • Высотомер
  • Гировертикаль
  • Датчик угловой скорости
  • Демпфер рыскания
  • ИЛС
  • Индикатор отклонения курса
  • Кислородное оборудование
  • Компас
  • Корректор высоты
  • Курсовертикаль
  • Командно-пилотажный прибор
  • Навигационные огни
  • Плановый навигационный прибор
  • Приборная доска
  • Приёмник воздушного давления
  • Бортовые огни
  • Система воздушных сигналов
  • Система аварийной подачи кислорода
  • Система управления воздухозаборником
  • Система траекторного управления
  • Сигнальное табло
  • Система управления полётом самолёта
  • Стеклянная кабина
  • Сигнализатор обледенения
  • Указатель курса
  • Указатель поворота и скольжения
  • Указатель скорости
  • Система сигнализации пожара в авиации
  • ЭДСУ
  • FADEC
Силовая установка итопливная система (СУ и ТС)
  • EICAS
  • Воздушный винт
  • Кок
  • Кольцо Тауненда
  • Конус воздухозаборника
  • Обтекатель NACA
  • Несущий винт
  • ПАЗ
  • Пластинчатый отсекатель
  • Подвесной топливный бак
  • Привод постоянных оборотов
  • Реверс
  • РУД
  • Сверхзвуковой воздухозаборник
  • Топливный бак
  • Топливная система летательного аппарата
  • Управление вектором тяги
  • Форсажная камера
Взлётно-посадочные устройства
  • Автомат торможения
  • Гидравлический амортизатор
  • Демпфер шимми
  • Закрылок
  • Закрылок Гоуджа
  • Закрылок со сдувом пограничного слоя
  • Парашютно-тормозная установка
  • Тормозной гак
  • Тормоз колеса
  • Шасси
Системы аварийногопокидания и спасения (САПС)
  • Катапультируемое кресло
  • Спасательная капсула
Системы авиационноговооружения и обороны (АВ)
  • Бомбодержатель
  • Бомбовый прицел
  • Грузоотсек
  • Узел подвески вооружения
  • Средства инфракрасного противодействия
Бытовое оборудование
  • Бортовой туалет
  • Бортовой трап
  • Развлекательная система
Средства объективного контроля
  • Аэрофотоаппарат
  • Бортовой самописец
  • Бортовые средства объективного контроля
  • Статоскоп
  • Фотопулемёт
Функционально связанныесистемы ЛА
  • Бортовая цифровая вычислительная машина
  • Бортовой комплекс обороны
Для улучшения этой статьи желательно:

  • Викифицировать статью.
  • Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, .

Самолеты, выполненные по классической схеме

Рассмотрим основные части самолета и их назначение. Классическая (нормальная) компоновка узлов и агрегатов характерна для большинства аппаратов мира, будь-то военных либо гражданских. Главный элемент – крыло – работает в чистом невозмущенном потоке, который плавно обтекает крыло и создает определенную подъемную силу.

Носовая часть самолета является сокращенной, что приводит к уменьшению требуемой площади (а следовательно, и массы) вертикального оперения. Это потому, что носовая часть фюзеляжа вызывает дестабилизирующий путевой момент относительно вертикальной оси самолета. Сокращение носовой части фюзеляжа улучшает обзор передней полусферы.

Недостатками нормальной схемы являются:

  • Работа горизонтального оперения (ГО) в скошенном и возмущенном крылом потоке значительно снижает его эффективность, что вызывает необходимость применения оперения большей площади (а, следовательно, и массы).
  • Для обеспечения устойчивости полета вертикальное оперение (ВО) должно создавать негативную подъемную силу, то есть направленную вниз. Это снижает суммарный КПД самолета: из величины подъемной силы, которую создает крыло, надо отнять силу, которая создается на ГО. Для нейтрализации этого явления следует применять крыло увеличенной площади (а, следовательно, и массы).

Вырезы в фюзеляже

Вырезы под двери, окна, фонари, люки, ниши шасси, боевой нагрузки нарушают замкнутость контура оболочки фюзеляжа и резко снижают её крутильную и изгибную жесткость и прочность. Компенсировать эти потери можно путём создания по контуру выреза достаточно жесткой рамной окантовки. При малых размерах выреза такая окантовка создается в виде монолитной конструкции, получаемой штамповкой из листа или другими способами изготовления.

Большие вырезы окантовываются по торцам силовыми шпангоутами, а в продольном направлении усиленными лонжеронами или бимсами, которые не должны заканчиваться на границах выреза, а продолжаться за силовые шпангоуты (плечо В), обеспечивая жёсткую заделку этих продольных элементов.

Крепление выполняется к усиленным шпангоутам и продольным балкам в нижней части фюзеляжа.
Обшивки киля и фюзеляжа обычно соединяются стыковочным уголком по контуру киля.

Взлётно-посадочные системы 2280

Взлёт и посадку считают ответственными периодами при эксплуатации самолёта. В этот период возникают максимальные нагрузки на всю конструкцию. Гарантировать приемлемый разгон для поднятия в небо и мягкое касание поверхности посадочной полосы могут только надёжно сконструированные стойки шасси. В полете они служат дополнительным элементом придания жесткости крыльям.

Конструкция наиболее распространённых моделей шасси представлена следующими элементами:

  • подкос складной, компенсирующий лотовые нагрузки;
  • амортизатор (группа), обеспечивает плавность хода самолёта при движении по взлетно-посадочной полосе, компенсирует удары во время контакта с землёй, может устанавливаться в комплекте с демпферами-стабилизаторами;
  • раскосы, выполняющие роль усилителя жесткости конструкции, могут называться стержнями, располагаются диагонально по отношению к стойке;
  • траверсы, крепящиеся к конструкции фюзеляжа и крыльям стойки шасси;
  • механизм ориентирования – для управления направлением движения на полосе;
  • замочные системы, обеспечивающие крепление стойки в необходимом положении;
  • цилиндры, предназначенные для выпуска и убирания шасси.

d68b4818e671519fd586183df5eed577.jpg

Стойка шасси самолёта

Сколько колес размещено у самолета? Количество колёс определяется в зависимости от модели, веса и назначения воздушного судна. Наиболее распространённым считают размещение двух основных стоек с двумя колёсами. Более тяжёлые модели – трёх стоечные (размещены под носовой частью и крыльях), четырёх стоечные – две основные и две дополнительные опорные.   

Киль

Его крепление требует обязательной передачи изгибающего момента на фюзеляж. Для этого каждый продольный элемент киля соединяют с усиленным шпангоутом. По возможности можно использовать мачтовый тип закладки лонжерона в двух точках. Их располагают по высоте шпангоута. Стреловидный продольный элемент имеет излом на участке пересечения с ним. Это требует обязательной установки дополнительного усиления. От него можно отказаться в том случае, если шпангоут будет располагаться наклонно относительно оси фюзеляжа, чтобы плоскость стала продолжением стенки лонжерона. Но воплощение этого варианта будет сопровождаться определенными сложностями.

Рациональность модуля

Наиболее оптимальной считается такая схема фюзеляжа самолета, при которой он сможет воспринимать все указанные выше нагрузки при достаточно небольшом собственном весе. Тонкостенная оболочка в этом случае закрепляется на силовом каркасе. Рациональность обеспечивается полноценным использованием обшивки. В том месте, где находится фюзеляж у самолета, существуют местные аэродинамические силы, внутреннее избыточное давление, общая силовая работа. Тонкостенная оболочка, подкрепляясь изнутри каркасом, максимально удовлетворяет требованиям удобства компоновки, обеспечивает технологическую простоту, эксплуатационные характеристики. Такое устройство фюзеляжа самолета именуется балочным. Ранее использовались ферменные модули. Они существенно проигрывали балочным по своей массе. Что такое фюзеляж самолета ферменного типа? Обшивка в данном случае полностью исключается из силовой работы. Она воспринимает только местные аэродинамические нагрузки. Если говорить о том, что такое фюзеляж самолета в данном случае, то его можно определить как дополнительный модуль, увеличивающий общую массу аппарата. Пространственная ферма существенно осложняет компоновку груза. Недостатки такого модуля привели к тому, что в современном самолетостроении они практически не используются. Их применение целесообразно только на тихоходных легких аппаратах малой авиации. 096fd8244ff55fa100bddded020e8383.jpg

Системы управления

Рулевые поверхности – важные части самолета, предназначенные для управления К ним относятся элероны, рули направления и высоты. Управление обеспечивается относительно тех же трех осей в тех же трех плоскостях.

Руль высоты – это подвижная задняя часть стабилизатора. Если стабилизатор состоит из двух консолей, то соответственно есть и два руля высоты, которые отклоняются вниз или вверх, оба синхронно. С его помощью пилот может менять высоту полета летательного аппарата.

Руль направления – это подвижная задняя часть киля. При его отклонены в ту или иную сторону на нем возникает аэродинамическая сила, которая вращает самолет относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс, в противоположную сторону от направления отклонения руля. Вращение происходит до тех пор, пока пилот не вернет руль в нейтральное (не отклоненное положение), и ЛА будет осуществлять движение уже в новом направлении.

Элероны (от франц. Aile, крыло) – основные части самолета, представляющие собой подвижные части консолей крыла. Служат для управления самолетом относительно продольной оси (в поперечной плоскости). Так как консолей крыла две, то и элеронов также два. Они работают синхронно, но, в отличие от рулей высоты, отклоняются не в одну сторону, а в разные. Если один элерон отклоняется вверх, то другой вниз. На консоли крыла, где элерон отклонен вверх, подъемная сила уменьшается, а где вниз – увеличивается. И фюзеляж ЛА вращается в сторону поднятого элерона.

Обшивка крыла

В зависимости от типа конструкции обшивка оперения и крыла может быть толстой, состоящей из монолитной фрезерованной или прессованной панели, трехслойной или тонкой, подкрепленной специальным стрингерным набором. При этом в межобшивочном пространстве находится специальный заполнитель (соты из пенопласта, фольги или специальной гофры)

Важно, чтобы обшивка крыла сохраняла заданную форму и была жесткой. Образование складок на ней провоцирует аэродинамическое сопротивление

Верхняя обшивка крыла под действием изгибающего момента нагружена циклическими сжимающими усилиями, а нижняя, соответственно, растягивающими. По этой причине для верхних сжатых панелей, как правило, используются высокопрочные материалы, прекрасно продемонстрировавшие себя на сжатие. В свою очередь для нижней растянутой обшивки применяют материалы, характеризующиеся высокими усталостными характеристиками. Материал обшивки для сверхзвуковых самолетов выбирается с учетом нагревания в полете – обычные алюминиевые сплавы, теплостойкие алюминиевые сплавы, сталь или титан.

a0b4217023bde4661fae993822ffcb8c.jpg

Для повышения прочности и живучести обшивки по длине крыла самолета количество стыков, имеющих меньший ресурс по сравнению с главным полотном обшивки, стремятся максимально сократить. Вес обшивки крыла – 25-50% от всей массы.

Основные виды фюзеляжей самолетов

  • Плоскофюзеляжный тип. Имеет хорошее тело вращение, сигналом которого служит плавное сужение к остальным частям самолёта. Прекрасно подойдёт для маленьких самолётов, которые имеют хорошую обтекаемость, так что всё вместе будет довольно плавная и интересная конструкция, которая подойдёт как для пилотов — новичков, так и для обычных любителей
  • Одноэтажный тип — хватит для того, чтобы разместить некоторые детали самолёта, ни в коем случаем нельзя размещать там своих пассажиров, так как вы можете навредить их безопасности и более ничего не получится, это крайне плохо, так как пассажиры и есть основное богатство самолёта, но вот если вы начнёте посягать на это в свою собственную угоду, то можете даже ответить перед господом.
  • Двухэтажный тип. Как раз таки в нём можно попробовать разместить не только пассажиров, но и специальное приспособление для обеспечения мягкой посадки, тогда у вас может всё получится. Однако не стоит особо надеяться на то, вы можете прогадать и не избежать, может, не катастрофы, но какая-то плохая ситуация может произойти
  • Широкофюзеляжный тип. Здесь можно не боясь разместить всё — огромная цена компенсируется безопасностью всего, что вы везёте в этом фюзеляже. Здесь можно разместить и пассажиров, и огромные грузы, и специальные детали для самолёта. Всё получится, главное, чтобы за штурвалом был толковый пилот, всё равно не рекомендуется провозить много в этом широкофюзеляжном типе фюзеляжа авиационного средства любого типа.
  • Узкофюзеляжный тип. Схож с одноэтажным типом, не рекомендуется провозить в нём слишком много, так как вы можете просто не уследить, а самолёт уже пойдёт, так сказать, «ко дну».

Как устроен самолет

Любой летательный аппарат (вертолет, пассажирский лайнер) по своей конструкции — это планер, который состоит из нескольких частей.

Вот как называются части самолета:

  • фюзеляж;
  • крылья;
  • хвостовое оперение;
  • шасси;
  • двигатели;
  • авионика.

6a813ad525ff4ac5bc962e28bdf2adf9.jpg

Устройство самолета.

Это несущая часть воздушного судна. Его главное назначение — образование аэродинамических сил, а второстепенное — установочное. Он служит основой, на которую устанавливают все остальные части.

Фюзеляж

Если говорить о частях самолета и их названиях, то фюзеляж — одна из самых важных его составляющих. Само название происходит от французского слова “fuseau”, которое переводится, как “веретено”.

Планер можно назвать “скелетом” самолета, а фюзеляж — его “телом”. Именно он связывает крылья, хвост и шасси. Здесь размещается экипаж лайнера и все оборудование.

Он состоит из продольных и поперечных элементов и обшивки.

Крылья

Как устроено крыло самолета? Оно собирается из нескольких частей: левая или правая полуплоскости (консоли) и центроплан. Консоли включают наплыв крыла и законцовки. Последние могут быть разными у отдельных видов пассажирских лайнеров. Есть винглеты и шарклеты.

bc2cb8b856b94cd7adf78532af31b407.jpg

Крыло самолета.

Принцип его работы очень прост — консоль разделяет два потока воздуха. Сверху — находится область низкого давления, а снизу — высокого. За счет этой разницы крыло и позволяет лететь самолету.

На крыло устанавливают меньшие консоли для улучшения их работы. Это элероны, закрылки, предкрылки и т.д. Внутри крыльев расположены топливные баки.

На работу крыла влияет его геометрическая конструкция — площадь, размах, угол, направление стреловидности.

Хвостовое оперение

Оно располагается в хвостовой или носовой части фюзеляжа. Так называют целую совокупность аэродинамических поверхностей, которые помогают пассажирскому лайнеру надежно держаться в воздухе. Они разделяются на горизонтальные и вертикальные.

К вертикальным относят киль или два киля. Он обеспечивает путевую устойчивость воздушного судна, по оси движения. К горизонтальным — стабилизатор. Он отвечает за продольную устойчивость самолета.

Шасси

Это те самые устройства, которые помогают самолету взлетать или садиться, рулить по взлетно-посадочной полосе. Это несколько стоек, которые оборудованы колесами.

Вес пассажирского лайнера напрямую влияет на конфигурацию шасси. Чаще всего используется следующая: одна передняя стойка и две основных. У Аэробуса А320 именно так располагаются шасси. У воздушных судов семейства Боинг 747 — на две стойки больше.

В колесные тележки входит разное количество пар колес. Так у Аэробуса А320 — по одной паре, а у Ан-225 — по семь.

Во время полета шасси убираются в отсек. Когда самолет взлетает или садиться. Они поворачиваются за счет привода к передней стойке шасси или дифференциальной работы двигателей.

Двигатели

Говоря о том, как устроен самолет и как он летает, нельзя забывать о такой важной части самолета, как двигатели. Они работают по принципу реактивной тяги

Они могут быть турбореактивными или турбовинтовыми.

Их крепят к крылу самолета или его фюзеляжу. В последнем случае его помещают в специальную гондолу и используют для крепления пилон. Через него подходят к двигателям топливные трубку и приводы.

64ddd70ffb6592651df8d7cefc9617a0.jpg

У самолета обычно по два двигателя.

Количество двигателей различается в зависимости от модели самолета. О двигателях более подробно написано

Авионика

Это все те системы, которые обеспечивают бесперебойную работу самолета в любых погодных условиях и при большинстве технических неисправностях.

Сюда относят автопилот, противообледенительная система, система бортового электроснабжения и т.д.

Крылья

В качестве специфической особенности крепления этих деталей выступает уравновешивание изгибающих моментов в этом стыке консолей крыла. Рациональным будет считаться балансировка правого и левого элементов на центроплане, проходящем сквозь фюзеляж. Для лонжеронного типа модуля достаточно пропустить продольные элементы – по ним будет осуществляться уравновешивание сгиба. Для соединения моноблочных и кессонных крыльев сквозь корпус должны проходить все силовые панели. Если по каким-то причинам пропуск элементов через фюзеляж осуществить нельзя, изгибающие моменты справа и слева должны замыкаться на силовых шпангоутах. Такое решение, однако, может применяться для лонжеронных крыльев, поскольку количество деталей в них небольшое. Моноблочные и кессонные компоненты потребуют большего числа усиленных шпангоутов. Это достаточно сложно выполнить на конструкции. В таких случаях целесообразно воспользоваться лонжеронной схемой. 8c28b5fc7b4195af7621e108d3061341.jpg

Внешний облик и формы фюзеляжа

Наиболее выгодной формой фюзеляжа обычно считают такое тело, которое можно было бы назвать ассиметричным, потому что оно мене всего подвержено различным техногенным катастрофам.

Идеальная форма не самое важное при испытании фюзеляжа, прежде всего нужно понять, что безопасность пассажиров — превыше всего, и если что-то случится, то никакие воздухозаборники не смогут спасти вас он непредвиденных обстоятельств, катастрофа всё равно случится, чтобы не предпринимали пилоты, поэтому о выбора фюзеляже стоит беспокоиться с самого начала, не тянуть до последнего, а рассматривать вообще все варианты для успешного полёта в будущем. Подобное поведение и делает из пилота хорошего пилота

Каждому конструктору авиатранспорта нужно уяснить данный факт и делать фюзеляжи более функциональными и главное безопасными для всей авиаперевозки.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.