A repülőgépeket futómű típusa szerint osztályozzák. A repülőgépek cél szerinti osztályozása

Repülőgép besorolás
attól függően, hogy milyen funkciókat látnak el

A repülőgép rendeltetését elsősorban az egyes darabok kialakítása, a teljes összeállítás, a repülőgépen használt berendezések, valamint a repülési, tömeg- és geometriai tulajdonságok határozzák meg. Az oldal megjegyzi, hogy többnyire két nagy repülőgépcsoport van - katonai és polgári.

A katonai repülőgépek részt vesznek a különböző katonai célpontok, munkaerő és felszerelések elleni légicsapásokban, valamint az ellenséges kommunikációban. Légicsapásokat hajtanak végre mind az ellenoldal hátsó részén, mind az első vonalzónában. Ezen túlmenően a katonai repülőgépek munkaerő- és létesítményeik légicsapások elleni védelmét, valamint csapatok és felszerelések, rakomány és csapatok szállítását szolgálják. Néha katonai repülőgépeket használnak felderítésre és kommunikációra „a sajátjainkkal”. A katonai repülőgépeket pedig céljuk szerint többféle típusra osztják: bombázók, vadászrepülőgépek, vadászbombázók, felderítő repülőgépek, katonai szállító és segédrepülőgépek.

A bombázók bombacsapásokat hajtanak végre a legfontosabb ellenséges célpontokra, valamint kommunikációs központokra és olyan helyekre, ahol a legtöbb embert és felszerelést figyelik meg. A bombázó akcióinak nagy része hátul történik. A vadászgépeket az ellenséges légicsapások visszaverésére használják. Felosztják őket kísérővadászokra (bombázóik megvédése a légicsapásoktól), frontvonali vadászgépekre (a csatatér felett és a frontvonal közelében védik csapataikat) és elfogó vadászgépekre (az ellenséges bombázók elfogására és megsemmisítésére). A vadászbombázók bombákkal, rakétákkal és ágyúkkal vannak felszerelve. Részt vesznek az elülső zónában és a hátul közeli csapásban, megsemmisítve az ellenséges légi hadsereget.

Katonai szállító repülőgép akkor használatosak, ha rakomány, felszerelés és csapatok átszállítására van szükség. A felderítő repülőgépek az ellenkező oldal hátsó részében végeznek felderítést, a segédrepülőgépek pedig kommunikációs, megfigyelési, egészségügyi és egyéb funkciókat látnak el.

A katonai repülőgépektől eltérően a polgári repülőgépek áru-, postai küldemény-, utasszállítás területén működnek, és a nemzetgazdaság egyes ágazataiban is használatosak. Több típusra oszthatók, céljuktól függően is. Utasszállító repülőgép utasok, különféle poggyászok és postai küldemények szállítására szolgál. Fővonali és helyi vonalakon érkeznek. Az oldal megjegyzi, hogy a felosztás az utasok számától, távolságtól függ légi közlekedés, valamint a kifutópályák mérete. A fővonalak rövid-, közép- és hosszú távúra oszlanak, és egy-tizenegyezer kilométeres távolságban végzik a szállítást. A helyi légitársaságok repülőgépei nehéz, közepes és könnyűek, és ötvenöt (legfeljebb) nyolc (minimum) személy szállítására alkalmasak.

Polgári repülőgép Vannak teherszállítók is, különféle térfogatú és súlyú áruk szállítására szolgálnak. Speciális repülőgépeket használnak a mezőgazdasági, mentő- és sarki repülésben. Ezen kívül vannak olyan repülőgépek, amelyek részt vesznek a geológiai feltárásban, az erdők biztonságának biztosításában (például a tüzek ellen), sőt még légifotózásban is. A pilótaképzéshez speciális oktatórepülőgépek vannak – alapképzési és átmeneti típusúak. Az alapoktató repülőgépeken csak két ülés található, ezek meglehetősen könnyen megtanulhatók és technikailag is könnyen elsajátíthatók, és olyan pilóták számára használatosak, akik először ülnek a kezelőszerveknél. Az átmeneti repülőgépek arra szolgálnak, hogy már tapasztalt pilótákat képezzenek ki a különböző légitársaságoknál már használt sorozatgyártású repülőgépek vezetésére.

A célon kívül a séma szerinti légijárművek meghatározása is létezik. Figyelembe veszik a repülőgép relatív helyzetét, típusait, alakjait és egyes részeinek számát. Például a repülőgépek eltérőek a szárnyak számában és elrendezésében, a törzs típusában, a futóműben és a hajtóművekben, valamint a farok elhelyezkedésében. Vannak vegyes kivitelek is, amelyek közül az egyik kétéltű csónak. A hajtóművek elhelyezkedése, típusa és száma nagymértékben befolyásolja a kialakítást, és elsősorban a repülőgép rendeltetése határozza meg, amelyről fentebb volt szó.

· az utasülések felszerelése kényelmes székekkel, kivehető asztalokkal, egyedi világítással, szellőző- és riasztórendszerekkel;

· a kabinok jó hangszigetelése;

· repülések végrehajtása olyan magasságban, ahol kevésbé lehetséges az ütés;

· utaskabinok felszerelése büfével, gardróbbal, WC-vel és egyéb háztartási helyiségekkel.

A teherszállító repülőgépekre különleges követelmények vonatkoznak. Ilyen követelmények a következők:

· nagyobb teherbírás, nagyobb rakterek méretei;

· a rakomány rögzítésére (kikötésére) szolgáló eszközök rendelkezésre állása;

· A gépesített be- és kirakodás fedélzeti eszközeinek rendelkezésre állása.

A felsorolt követelmények közül sok ellentétes egymással: egyes jellemzők javulása mások romlásához vezet. Például a maximális repülési sebesség növekedése a leszállási sebesség növekedését és a manőverezőképesség romlását okozza; a szilárdsági, merevségi és túlélőképességi követelmények teljesítése ütközik a szerkezet minimális tömegének biztosításának követelményével; a repülési távolság növelése a szállított rakomány tömegének csökkentésével stb. érhető el. Az egymásnak ellentmondó követelmények egyidejű teljesítésének lehetetlensége lehetetlenné teszi univerzális repülőgép vagy helikopter létrehozását. Minden repülőgépet vagy helikoptert meghatározott küldetések végrehajtására terveztek.

3.2. Repülőgépek, helikopterek és repülőgép-hajtóművek osztályozása

3.2.1. Repülőgép besorolás

A repülőgéptípusok sokfélesége és felhasználásuk nemzetgazdaság különböző szempontok szerinti osztályozásukat tette szükségessé.

A számos jellemző közül, amelyek alapján egy repülőgép besorolható, a legfontosabb a rendeltetése. Ez a funkció határozza meg a repülési teljesítmény jellemzőinek megválasztását, a repülőgép méretét és elrendezését, a rajta lévő berendezések összetételét stb.

Fő cél polgári repülőgépek– személy-, posta- és áruszállítás, különböző nemzetgazdasági feladatok ellátása. Ennek megfelelően a repülőgépeket rendeltetésük szerint: szállításra, speciális célú és kiképzésre osztják. A szállító repülőgépeket utasszállító és teherszállító repülőgépekre osztják. A maximális felszálló tömeg alapján a repülőgépeket osztályokra osztják, táblázat. 3.1.

3.1. táblázat

Repülőgép osztályok

		Repülőgép típus
	75 vagy több	Il-96, Il-86, Il-76T, Il-62, Tu-154, Tu-204
		An-12, Il-18, Il-114, Tu-134, Jak-42
		An-24, An-26, An-30, Il-14, Jak-40
		An-2, L-410, M-15

Az oktató repülőgépeket a repülési személyzet felkészítésére és képzésére használják különböző területeken oktatási intézmények polgári repülés.

Speciális célú repülőgépek: mezőgazdasági, mentőautók, erdők tűz- és kártevők elleni védelmére, légi fotózáshoz stb.

Repülési hatótávolság szerint a repülőgépeket hosszú távú (6000 km feletti), középtávú (2500-6000 km), rövid távú (1000-2500 km) és helyi légitársaságokra (1000 km-ig) osztják.

A teherszállító repülőgépek, ellentétben az utasszállító repülőgépekkel, nagy belső térfogattal rendelkeznek a törzsben, lehetővé téve a különféle rakományok elhelyezését, tartósabb padlót, és gépesített be- és kirakodási műveletekkel vannak felszerelve.

A repülőgépek osztályozása az ábrán látható. 3.1. A különféle tervezési jellemzők közül a főbbeket emelik ki: a szárnyak száma és elhelyezkedése; törzs típusa; a motorok típusa, száma és elhelyezkedése; alváz típusa; a tollazat típusa és elhelyezkedése.

Rizs. 3.1. Repülőgép besorolás

Tekintsük a repülőgép-konstrukciók jellemzőit, amelyeket a szárnyak száma és elhelyezkedése határoz meg.

A szárnyak száma alapján a repülőgépeket monoplánokra, azaz egyszárnyú repülőgépekre és kétszárnyú repülőgépekre osztják, amelyek két, egymás fölött elhelyezkedő szárnyú repülőgépek. A kétfedelű repülőgépek előnye a jobb manőverezhetőség az egysíkokhoz képest, ami abból adódik, hogy egyenlő szárnyfelület mellett a kétfedelű repülőgép szárnyfesztávolsága kisebb. A szárnyak közötti támaszok és merevítők miatti nagy légellenállás miatt azonban a kétfedelű repülőgép repülési sebessége alacsony. Jelenleg az An-2 kétfedelű repülőgépet használják a polgári repülésben.

A legtöbb modern repülőgépet monoplánnak tervezték.

A szárnynak a törzshöz viszonyított elhelyezkedése alapján megkülönböztetünk alacsony, középszárnyú és magasszárnyú repülőgépeket. Ezen sémák mindegyikének megvannak a maga előnyei és hátrányai.

Alacsony szárnyú- a törzshöz képest alacsonyabb szárnyú repülőgép. Ez a rendszer vált a legelterjedtebbé utasszállító repülőgép, köszönhetően a következő előnyöknek:

· a futóművek alacsony magassága, ami csökkenti a súlyukat, leegyszerűsíti a tisztítást és csökkenti a futóműrekeszek térfogatát;

· a repülőgép-hajtóművek egyszerű karbantartása a szárnyra helyezve;

· vízre kényszerleszálláskor a jó felhajtóerő biztosított;

· nem kihúzott futóművel végzett kényszerleszállás esetén a leszállás a szárnyon történik, ami kisebb veszélyt jelent az utasokra és a személyzetre.

Ennek a sémának az a hátránya, hogy azon a területen, ahol a szárny és a törzs találkozik, a levegőelzárás simasága megszakad, és további ellenállás keletkezik, úgynevezett interferencia, amelyet a szárnynak a törzsre gyakorolt kölcsönös hatása okoz. Ezenkívül egy alacsony szárnyú repülőgépen nehéz megvédeni a szárnyon és a szárny alatt található hajtóműveket a repülőtér kifutópályájáról származó portól és szennyeződésektől.

Középföldes- olyan repülőgép, amelynek szárnya megközelítőleg a törzs magasságának közepén helyezkedik el. Ennek a kialakításnak a fő előnye a minimális aerodinamikai ellenállás.

A konstrukció hátrányai közé tartozik az utasok, a rakomány és a felszerelések nehézkes elhelyezése a törzs középső részében, mivel itt kell átadni a szárny hosszirányú erőelemeit.

Magas szárny- olyan repülőgép, amelyben a szárny a törzs felső részéhez van rögzítve.

A magasszárnyú repülőgépek fő előnyei:

· csekély interferencia a szárny és a törzs között;

· a hajtóművek elhelyezése a kifutópálya felszínétől magasan. Ez csökkenti annak valószínűségét, hogy a földön gurulva megsérüljenek;

· jó értékelés alsó félteke;

· a törzs belső térfogatának maximalizálásának lehetősége, a nagy méretű rakományok be- és kirakodásának gépesítésével való felszerelése.

A rendszer hátrányai a következők:

· nehézségekbe ütközik a futómű behúzása a szárnyba;

· nehézségek a szárnyon található motorok szervizelésében;

· a törzs alsó részének szerkezetének megerősítésének szükségessége.

· A repülőgépeket a törzs típusa alapján egytörzsűre, kettős gémesre, gondolával és „repülő szárnyra” osztják.

· A legtöbb modern repülőgépnek egyetlen törzse van, amelyhez a szárny és a farok csatlakozik.

· A tollazat típusától és helyétől függően három fő séma létezik:

· a farok hátsó helyzete;

· a farok elülső helyzete (kacsa típusú repülőgép);

· farok nélküli „repülő szárnyú” repülőgépek.

A legtöbb modern polgári repülőgépet farokegységgel tervezték. Ennek a rendszernek a következő fajtái vannak:

· a függőleges gerinc központi elhelyezkedése és a stabilizátor vízszintes elhelyezkedése;

· távolságra elhelyezett függőleges farok;

· V alakú farok függőleges gerinc nélkül.

A futómű típusa alapján a repülőgépeket szárazföldi és hidroplánokra osztják. A szárazföldi repülőgépek futóműve általában kerekes, néha síre szerelhető, míg a hidroplánok csónakos vagy úszó típusú futóművel rendelkeznek.

A repülőgépeket a hajtóművek típusa, száma és elhelyezkedése is megkülönbözteti. A modern repülőgépek dugattyús (PD), turbóprop (TVP) és turbósugárhajtású (TRJ) hajtóműveket használnak.

A hajtóművek elhelyezkedése a repülőgépen típusától, számától, méretétől és a repülőgép rendeltetésétől függ.

Több hajtóműves repülőgépeknél a légcsavaros hajtóműveket a szárny előtti gondolákba szerelik.

A turbóhajtóművek leggyakrabban a szárny alatti oszlopokon vagy a hátsó törzsben helyezkednek el.

Az első módszer előnyei: a motorok közvetlen elhelyezése a légáramban, a szárny tehermentesítése a hajlítástól és a nyomatékoktól, a motor karbantartásának egyszerűsége. A hajtóművek talajközeli elhelyezkedése azonban összefügg azzal a kockázattal, hogy a kifutópálya felületéről idegen tárgyak esnek beléjük. Az ilyen hajtómű-elrendezésű repülőgépek nehézségeket okoznak az egy meghibásodott hajtóművel történő repülés során is (aszimmetrikus tolóerővel történő repülés).

A második módszerrel a fő előnyök a következők:

· a felépítményektől mentes szárny jobb aerodinamikai tulajdonságokkal rendelkezik (van több hely szárnygépesítő eszközök elhelyezésére);

· nincsenek nehézségek az aszimmetrikus tolóerővel történő repülés során;

· csökken a zajszint a repülőgép kabinjában;

· a szárny megvédi a hajtóműveket a szennyeződéstől, amikor a repülőgép a földön mozog;

· kényelmes motorkarbantartást biztosít.

Ennek a motorelrendezésnek azonban komoly hátrányai is vannak:

· a vízszintes farokat felfelé kell mozgatni, és a gerincet meg kell erősíteni;

· meg kell erősíteni a törzset azon a területen, ahol a motorok találhatók;

· a repülőgép közepe hátrafelé mozdul, ahogy az üzemanyag kiég, csökkentve a repülőgép stabilitását.

3.2.2. A helikopterek besorolása

A helikopterek osztályozása különféle szempontok szerint történik, például a maximális felszálló tömeg (3.2. táblázat), a rotorhajtás típusa, a rotorok száma és elhelyezkedése, vagy e rotorok reakciónyomatékának kompenzálási módja szerint.

3.2. táblázat

Helikopter osztályok

	Maximális felszálló tömeg, t	Helikopter típus
	10 vagy több	Mi-6, Mi-10K, Mi-26
		Mi-4, Mi-8, Ka-32

		Ka-15, Ka-18

A legtöbb modern helikopterben a főrotort a hajtóművek hajtóműve hajtja meg. Forgás közben a főrotor az MReact reaktív nyomaték hatását tapasztalja, amely a levegő reakciója, és megegyezik az Mkr-vel - a fő rotor tengelyén lévő nyomatékkal. Ez a momentum arra törekszik, hogy a helikopter törzsét a légcsavar forgásával ellentétes irányba forgatja. A forgórész reaktív nyomatékának kiegyenlítésének módja elsősorban a helikopter kialakítását határozza meg.

Jelenleg az egyrotoros helikopter-konstrukció a legelterjedtebb. Az ilyen típusú helikopterek farokrotorral rendelkeznek, amelyet a főrotor forgási síkján túl egy hosszú farokgém hordoz. A farokrotor által létrehozott tolóerő segít kiegyensúlyozni a főrotor reakciónyomatékát. A farokrotor tolóerejének változtatásával lehetséges az irányvezérlés, azaz a helikopter elforgatása a függőleges tengelyhez képest.

Az egyrotoros helikopterek gyártása és üzemeltetése egyszerűbb, mint másoké, ezért viszonylag alacsonyabb repülési óránkénti költséget tesznek lehetővé. Az ilyen helikopterek kompaktak, kevés alkatrészük nyúlik ki az áramlásba, és lehetővé teszik, hogy nagyobb repülési sebességet érjenek el, mint más rendszerekkel. Néha szárnyat lehet felszerelni az ilyen helikopterekre a sebesség növelése érdekében. Vízszintes sebességgel történő megközelítéskor a szárnyon emelőerő keletkezik, melynek következtében a főrotor részben tehermentesül.

Hátránya a farokrotort meghajtó motor teljesítményfelvétele (8...10%), valamint a hosszú farokkeret és a nagy átmérőjű főrotor megléte, amelyek növelik a helikopter méreteit. ezt a sémát.

Az ikerrotoros helikoptereknél a reakciónyomaték kiegyenlítését a rotorok ellenirányú forgása révén érik el. Az ikerrotoros helikopterek különböző rotorelrendezésűek lehetnek.

Koaxiális kivitelben a felső rotor tengelye átmegy az alsó üreges tengelyén. A légcsavarok forgási síkjait olyan távolságra távolítják el egymástól, hogy minden repülési módban megakadályozzák a felső és az alsó légcsavar lapátjai közötti ütközést.

A koaxiális helikopter irányszabályozását a felső és alsó rotor lapátjainak különböző támadási szögben történő felszerelése biztosítja. A főrotorokon keletkező nyomatékkülönbség hatására a helikopter a kívánt irányba fordul. Néha az irányszabályozás javítása érdekében az ilyen helikoptereket kormányokkal látják el, amelyek működése hasonló a repülőgépen lévő hasonló kormányok működéséhez. A hossz- és keresztirányú vezérlést mindkét rotor forgássíkjának egyidejű megdöntésével hajtják végre.

A koaxiális légcsavarral felszerelt helikopterek a legkompaktabbak és leginkább manőverezhetőek, és nagy a súlyátadásuk. A tervezés bonyolultsága azonban megnöveli a gyártási költségeket, és nehézségeket okoz az üzemeltetés során, különösen a tartórendszer beállításánál.

Hosszanti kialakításnál a rotorok a törzs végeire vannak felszerelve. Az ellentétes irányban forgó légcsavarok úgy szinkronizáltak, hogy az egyik légcsavar lapátjai forgáskor mindig a másik lapátjai közé kerüljenek.

Az ilyen kialakítású helikopterek előnye a hosszú, tágas törzsük, amelyen belül nagy rakomány is szállítható. Ellenkező esetben rosszabbak, mint az egyrotoros helikopterek.

A keresztirányú helikopterek két rotorral rendelkeznek, amelyek ugyanabban a síkban helyezkednek el a törzs oldalain, és ellentétes irányban forognak. Aerodinamikai szempontból a rotoroknak ez az elrendezése a legmegfelelőbb, de a rotorok terhelését felvevő szárnyak jelentősen megnehezítik a helikopter szerkezetét.

3.2.3. Repülőgép motorok besorolása

Power point vonóerő megteremtésére tervezték. Ide tartoznak a motorok, légcsavarok, motorgondolatok, üzemanyag- és olajrendszerek, motor- és légcsavarvezérlő rendszerek stb.

A tervezéstől és a munkafolyamat jellegétől függően a motorokat dugattyús motorokra (PD) és gázturbinás motorokra (GTE) osztják. A gázturbinás motorok viszont fel vannak osztva: turbojet (TRD), turbóprop (TVD), bypass turbojet (DTRD) és turbóventilátor. 3.2.

Rizs. 3.2. A repülőgép-hajtóművek osztályozása

A turbóhajtóművek könnyűek, kompaktak és megbízhatóak, ezért domináns pozíciót foglalnak el a hosszú távú repülőgépeken.

A turbósugárhajtóművekhez képest a turbóhajtóművek üzemanyag-hatékonysága magasabb, de kialakításuk lényegesen nehezebb és bonyolultabb a propeller miatt, ami további zajt és rezgést is okoz. A színház a szárnyra és a törzs elülső részére van felszerelve. A légcsavar jelenléte a hadműveleti területen korlátozza a repülőgépen való elhelyezésük egyéb lehetőségeit.

A turbóhajtómű a szárnyra, a szárny alá pilonokra, a törzs belsejébe, annak oldalai mentén, a farokrészen található. Mindegyik elrendezésnek megvannak a maga előnyei és hátrányai, és a hajtóművek típusát és számát, a repülőgép aerodinamikai, szilárdságát, tömegét és egyéb jellemzőit, valamint működési feltételeit figyelembe véve választják ki.

A dugattyús motorok B-70 és B-95/130 típusú repülőgépbenzinnel működnek. A hengerekben elégetett tüzelőanyag hőenergiája mechanikai energiává alakul, és a légcsavarba kerül, amely létrehozza a repüléshez szükséges tolóerőt. A gázturbinás motorok T-1, TS-1, RT-1 stb. márkájú légi kerozinnal működnek.

Kérdések az önkontrollhoz

1. Mi a „repülésbiztonság” és hogyan biztosítható?

2. Hogyan érhető el a „működési hatékonyság”?

3. Milyen területeken biztosított az „utaskényelem”?

4. Milyen jellemzők és kritériumok alapján történik a légi járművek osztályozása? A különféle repülőgép-konstrukciók hátrányai és előnyei.

5. A helikopterek osztályozása. Milyen előnyei és hátrányai vannak a különféle helikopter-konstrukcióknak?

6. Adja meg a repülőgép-hajtóművek osztályozását!

4. FEJEZET

AERODINAMIKAI JELLEMZŐK

REPÜLŐGÉP

Az aerohidromechanika (folyadék- és gázmechanika) olyan tudomány, amely a folyadékok és gázok mozgásának és egyensúlyának törvényeit, valamint az áramvonalas testekkel és határfelületekkel való kölcsönhatásukat vizsgálja. A folyadékmechanikát hívják hidromechanika, gáznemű test mechanikája – aeromechanika.

A repülés, a repülés és a rakétatudomány fejlődése különös érdeklődést váltott ki a levegő és más gáznemű közegek és a bennük mozgó testek (repülőgép szárnya, törzse, légcsavar, léghajó, rakéták stb.) erőkölcsönhatásának vizsgálata iránt.

A repülőgépek (helikopterek) tervezése és számítása az aerodinamikai vizsgálatok eredményein alapul. Az aerodinamika figyelembevételével lehetőség nyílik a repülőgép racionális külső alakjának kiválasztására (figyelembe véve az alkatrészek kölcsönös hatását), és a gyártás során a külső alakban, méretekben stb.

A repülőgép aerodinamikai számításaihoz, azaz a lehetséges sebesség-, magasság- és repülési tartomány meghatározásához, valamint olyan jellemzők meghatározásához, mint a repülőgép stabilitása és irányíthatósága, ismerni kell a légi járműre ható erőket és nyomatékokat. repülőgép repülés közben. A repülőgép szilárdságának, megbízhatóságának és tartósságának kiszámításához ismerni kell az aerodinamikai erők nagyságát és eloszlását a repülőgép felületén. Ezekre a kérdésekre a választ a aerodinamika.

Nagyon fontos a repülőgép és alkatrészei aerodinamikai jellemzőinek meghatározása repülés közben szuperszonikus sebességek, hiszen ebben az esetben további probléma adódik az áramvonalas test felületi hőmérsékletének meghatározása, valamint a test és a környezet közötti hőcsere.

Az aerodinamika nemcsak a repülőgép (helikopter) tervezésében és számításában játszik nagy szerepet, hanem a repülési tesztekben is. Az aerodinamikai adatok és a repülési tesztek segítségével megállapítják a repülőgépek deformációinak és sebességeinek megengedett értékeit, valamint azokat a repülési módokat, amelyekben rezgések, a repülőgép rázkódása stb.

A több mozgó test mechanikai kölcsönhatásának elve szerint a testekre ható erők relatív mozgásuktól függenek. A relatív mozgás lényege a következő: ha egy test (például egy repülőgép a levegőben) egyenes vonalúan és egyenletesen mozog V∞ sebességgel egy álló légkörben, akkor a V∞ fordított sebesség egyidejű közvetítésével a környezetre, ill. a repülőgépre az úgynevezett „fordított” mozgást kapjuk, azaz egy álló testre levegőáram áramlik (például szélcsatornában egy álló repülőgépmodellre), és a zavartalan sebesség áramlás egyenlő V∞-vel. Mindkét esetben a repülőgép és a levegő relatív mozgását leíró egyenletek változatlanok lesznek. Így az aerodinamikai erők csak a test és a levegő egymáshoz viszonyított mozgásától függenek.

A légáramlattal áramvonalasított testek (például szárnyak, törzs és egyéb részek) aerodinamikai jellemzőinek meghatározására jelenleg elméleti és kísérleti módszerek szintézisét alkalmazzák: elméleti számításokat kísérleti korrekciók bevezetésével vagy kísérleti tanulmányokat, amelyek figyelembe veszik figyelembe kell venni az elméleti korrekciókat (hasonlósági kritériumok, peremfeltételek, stb. hatásvariációiról). Mindkét esetben a digitális számítógépeket széles körben használják számításokhoz és kísérleti adatfeldolgozáshoz. A repülőgép létrehozása után az utolsó szakasz a repülési tesztelés - egy kísérlet természetes körülmények között. Az aerodinamikai erők közvetlen mérése (mint például a szélcsatornákban) a repülési tesztek során nehéz. Az aerodinamikai jellemzőket a repülőgép mozgásának a tesztelés során mért levegőhöz viszonyított paramétereinek feldolgozásával határozzák meg. A megfelelő mennyiségű kísérleti adat megszerzése érdekében a repüléseket különféle módokban hajtják végre.

Az aerodinamika két részre oszlik: alacsony sebességű aerodinamika és nagy sebességű aerodinamika. Az alapvető különbség ezek között a szakaszok között a következő. Ha a gázáramlási sebesség kicsi a hangsebességhez képest, akkor az aerodinamikai számításokban a gáz gyakorlatilag összenyomhatatlannak tekinthető, és az áramláson belüli gáz sűrűségének és hőmérsékletének változásait nem veszik figyelembe. A hangsebességgel összemérhető sebességeknél nem elhanyagolható a gáz összenyomhatóságának jelensége.

Az aerodinamika feladata azoknak az aerodinamikai erőknek a meghatározása, amelyektől a repülőgépek repülési jellemzői függnek.

Az aerodinamika mint tudomány két irányban fejlődik: kísérleti és elméleti. Az elméleti aerodinamika a hidroaerodinamika alaptörvényeinek elemzésével talál megoldást. A testek körüli levegőáram során fellépő folyamatok összetettsége miatt azonban a megoldások hozzávetőlegesek, és kísérleti igazolást igényelnek. A kísérleti aerodinamikai vizsgálatokat szélcsatornákban vagy közvetlenül a repülőgépek repülési tesztjei során végzik. A repülési tesztek adják a legmegbízhatóbb eredményeket. Ezeket általában a szélcsatornákban végzett vizsgálatok után végzik el.

A szélcsatornák olyan eszközök, amelyekben mesterségesen légáramot hoznak létre, hogy átfújják a vizsgált testeket.

ábrán. A 4.1. ábra egy szélcsatorna diagramját mutatja. A 2-es ventilátort az 1-es villanymotor hajtja, amely lehetővé teszi a ventilátor sebességének és a légáramlás sebességének megváltoztatását. A ventilátor által beszívott levegő a visszatérő csatornán - 4 áthaladva - a szűkülő fúvókán - 7 bejut a munkarészbe - 6, ahol a vizsgált modellt elhelyezik - 5. A levegőenergia elvesztése és az örvények megjelenésének megakadályozása, amikor az áramlási fordulatokat, vezetőlapátokat - 9 - használják, és a munkaterületen egyenletes áramlás kialakítására - egyengető rács - 8. A kibővülő diffúzor - 3 csökkenti a sebességet és ennek megfelelően növeli a légáramlás nyomását, ami csökkenti a szükséges energiát a ventilátor forgatásához.

Rizs. 4.1. Szélcsatorna diagram: 1 – villanymotor; 2 – ventilátor; 3 – diffúzor; 4 – visszatérő csatorna; 5 – tesztelt modell; 6 – a szélcsatorna működő része; 7 – fúvóka; 8 – egyengető rács; 9 – vezetőlapátok

A tesztmodellre ható aerodinamikai erők meghatározásához aerodinamikai mérlegeket használnak. A modell felületének különböző részein a nyomást a nyomásmérőkkel összekapcsolt speciális lyukakon keresztül mérik.

4.2. A levegő környezetének jellemzői

Légkör a földgömböt körülvevő és vele együtt forgó gáznemű héjnak nevezik. A légkör felső része ionizált részecskékből áll, amelyeket a Föld mágneses mezeje fog be. A légkör simán átjut a világűrbe, pontos magasságát nehéz megállapítani. Hagyományosan a légkör magasságát 2500 km-nek feltételezik: ezen a magasságon a levegő sűrűsége közel van a világűr sűrűségéhez. A légkör állapotának vizsgálata nagy érdeklődésre tart számot a légi közlekedésben, mivel a légi járművek repülési teljesítménye a légkör tulajdonságaitól függ. A meteorológiai viszonyok különösen nagy hatással vannak a repülőgépek repülési minőségére.

A magasság növekedésével a légnyomás és a sűrűség csökken. A légköri levegő paraméterei a hely koordinátáitól függenek, és bizonyos határokon belül idővel változnak. Jelentős hatással van a légkör állapotára napsugárzás. A légkör folyamatos kölcsönhatásban áll a térrel és a földdel.

A légkör több rétegből áll: troposzférából, sztratoszférából, kemoszférából, ionoszférából, mezoszférából és exoszférából, amelyek mindegyikét a magasságtól függően változó hőmérséklet-változások jellemzik.

A troposzférában a hőmérséklet a magassággal 1000 méterenként átlagosan 6,5°C-kal csökken, a sztratoszférában a hőmérséklet szinte állandó marad. A kemoszférában két hideg réteg között meleg levegőréteg található, így ott két hőmérsékleti gradiens van: alul átlagosan +4°C/1000 m, felül -4,5°C/1000 m. ionoszférában a hőmérséklet 1000 méterenként átlagosan 10°C-kal nő a magassággal. A mezoszférában a hőmérséklet 1000 méterenként átlagosan 3°C-kal csökken.

Minden réteget egymástól 1...2 km vastagságú zónák választanak el, amelyeket szüneteknek neveznek: tropopauza, sztratopauza, kemopauza, ionopauza, mezopauza.

A légi közlekedés számára jelenleg a légkör alsóbb rétegei, különösen a troposzféra és a sztratoszféra a legnagyobb érdeklődésre számot tartóak.

A légkör állapotának hosszú távú megfigyelései különböző helyeken földgolyó kimutatta, hogy a hőmérséklet, a nyomás és a levegősűrűség értékei az időtől és a koordinátáktól függően nagyon tág határok között változnak, ami nem teszi lehetővé a légkör repüléskori állapotának pontos előrejelzését. Például Szibériában a levegő hőmérséklete télen az óceán szintjén néha eléri a 2130 K-t, nyáron pedig a 3030 K-t, azaz év közben 900 K-val változik. A középső szélességi fokokon a hőmérséklet körülbelül 700 K-val változik. Jelentős ingadozások figyelhetők meg a hőmérséklet-változásokban is a különböző magasságokban.

A nyomásingadozás tartománya jelentős: a középső szélességi körökben az óceán szintjén 1,04-0,93 bar (1 bar = 105 N/m2) között változik. A levegő sűrűsége is ennek megfelelően változik (±10%-on belül).

A Föld közelében lévő légkör állapotának bizonytalansága és állapotának változása a magasság növekedésével komoly nehézségeket okoz a repülőgépek repülési jellemzőinek aerodinamikai számításaiban, amelyek, mint már említettük, jelentősen függenek a légkör állapotától. . A repülőgépekkel kapcsolatos számítások egységesítésének szükségessége a gyakorlati problémák megoldása során, például különböző repülési műszerek (sebességmérők, sebességmérők stb.) egységes kalibrálása, a repülőgépek adott repülési jellemzőinek újraszámítása. légköri viszonyok, másokon a légkör feltételes jellemzőinek – szabványok – létrehozásához vezetett. Az ilyen jellemzőket egy feltételes standard légkör (SA) formájában vezették be, amely a légkör fizikai paramétereinek számértékeit tartalmazó táblázat formájában jelenik meg számos magasságban.

4.3. Általános információ az aerodinamika törvényeiről

Az aerodinamika kvalitatív magyarázatot ad az aerodinamikai erők fellépésének természetére, és speciális egyenletek segítségével lehetővé teszi azok mennyiségi értékelését.

A gázok mozgásának vizsgálatakor abból a feltevésből indulunk ki, hogy ezek a közegek összetettek, és az anyag térbeli eloszlása folyamatos. A gáz (a továbbiakban: levegő) áramlását az aerodinamikában általában különálló elemi áramok - zárt kontúrok formájában - csövek formájában ábrázolják. oldalsó felület amelyekben a levegő nem tud áramlani, ábra. 4.2. Ha a tér bármely pontján a sebesség, nyomás és egyéb jellemző mennyiségek időben állandóak, akkor az ilyen mozgást egyenletesnek nevezzük.

Alkalmazzuk a két legáltalánosabb természeti törvényt a légáramban való áramlásra: a tömegmegmaradás törvényét és az energiamegmaradás törvényét.

Állandó mozgás esetén a tömegmegmaradás törvénye abból adódik, hogy az áramlat minden keresztmetszetén azonos tömegű levegő áramlik át egységnyi idő alatt, azaz:

ρ1f1V1= ρ2f2V2=állandó,

ahol: ρ – a levegő tömegsűrűsége az áramlás megfelelő szakaszaiban;

f a patak keresztmetszete;

V – légsebesség.

Ezt az egyenletet sugárfolytonossági egyenletnek nevezik.

A ρfV szorzat a sugár minden keresztmetszetén áthaladó levegő második tömegáramát jelenti.

Alacsony áramlási sebességekhez (M< 0,3), когда сжимаемостью воздуха мож-но пренебречь, то есть когда ρ1 = ρ2 = const, уравнение неразрывности прини-мает вид:

f1V1= f2V2=állandó.

Ebből az egyenletből világos, hogy amikor M< 0,3 скорость течения в струйке обратно пропорциональна площади ее поперечного сечения.

A sebesség növekedésével egyre érezhetőbben kezdi befolyásolni a sűrűség változását. Például az M > 1 sebességnél a sebesség növekedése csak a patak keresztmetszeti területének növekedésével lehetséges.

https://pandia.ru/text/78/049/images/image012_75.gif" width="29" height="38 src="> és a potenciális energia, amely megegyezik a gravitáció valamely hagyományos szinthez viszonyított munkájával , az mgh1. Ezen kívül az első szakasz felett elhelyezkedő levegő munkát termel, előrébb juttatva az elöl elhelyezkedő levegő tömegét.Ezt a munkát a P1f1 nyomóerő szorzataként határozzuk meg a V1Δτ pályával.Így a levegő energiája a Δτ átadási idő alatt szakasz I-I, lesz:

Így a Bernoulli-egyenlet alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy egyenletes mozgás során a statikus nyomás és a dinamikus nyomás összege állandó érték.

A repülőgép fő alkatrészei

A repülőgépek tartoznak repülőgép a levegőnél nehezebbek, a repülés aerodinamikai elve jellemzi őket. A repülőgépek lifttel rendelkeznek Y a testhez képest fixen rögzített teherhordó felületet mosó légáramlás energiája miatt jön létre, a transzlációs mozgást egy adott irányban a repülőgép erőművének (PS) tolóereje biztosítja.

A különböző típusú repülőgépeknek ugyanazok az alapegységei (alkatrészei): szárny , függőleges (VO) és vízszintes (MEGY) tollazat , repülőgéptörzs , erőmű (SU) és alváz (2.1. ábra).

Rizs. 2.1. Repülőgép alapvető tervezési elemek

Repülőgép szárny1 emelést hoz létre és oldalirányú stabilitást biztosít a repülőgépnek repülés közben.

gyakran a szárny az erőalap a futómű és a hajtóművek elhelyezéséhez, belső térfogata pedig üzemanyag, berendezés, különböző komponensek és funkcionális rendszerek szerelvényeinek elhelyezésére szolgál.

A fejlesztés érdekében fel- és leszállási jellemzők(VPH) a modern repülőgépek szárnyára gépesítő eszközöket szerelnek fel az első és a hátsó élek mentén. A szárny elülső éle mentén vannak elhelyezve lécek , és hátul - szárnyak10 , elfogók12 És csűrő-elfogók .

A szárny szilárdságát tekintve összetett szerkezetű gerenda, melynek támaszai a törzs erőkeretei.

Csűrők 11 oldalsó vezérlők. Ezek biztosítják a repülőgép oldalirányú irányítását.

A szárny tömege a tervezéstől és a repülési sebességtől, a geometriai paraméterektől, a szerkezeti anyagoktól és a szerkezeti-erőrendszertől függően akár 9...14 is lehet. % a repülőgép felszálló tömegétől.

Törzs13 egyetlen egésszé egyesíti a repülőgép fő alkatrészeit, azaz. biztosítja a repülőgép áramkörének lezárását.

A törzs belső térfogata a legénység, az utasok, a rakomány, a felszerelés, a posta, a poggyász, valamint a vészhelyzet esetén az embermentő eszközök elhelyezésére szolgál. A teherszállító repülőgépek törzse fejlett be- és kirakodási rendszerekkel és eszközökkel van felszerelve a gyors és megbízható rakománykikötés érdekében.

A hidroplánok törzsfunkcióját egy csónak látja el, amely lehetővé teszi a vízre való fel- és leszállást.

A törzs szilárdságát tekintve egy vékony falú gerenda, melynek támaszai a szárnylécek, amelyekkel az erőkeretek csomópontjain keresztül kapcsolódik.

a törzsszerkezet tömege 9…15 % a repülőgép felszálló tömegétől.

Függőleges farok5 fix részből áll keel4 És oldalkormány (RN) 7 .

Tőkesúly 4 iránystabilitást biztosít a repülőgép számára a síkban X0Z, és RN - a tengelyhez viszonyított irányíthatóság 0y.

Trimmer RN 6 biztosítja a pedálok hosszú távú feszültségének eltávolítását, például motorhiba esetén.

Vízszintes farok9 rögzített vagy korlátozottan mozgatható részt tartalmaz ( stabilizátor 2 ) és a mozgó rész – lift (RV) 3 .

Stabilizátor 2 hosszirányú stabilitást ad a repülőgépnek, és az RV 3 - hosszanti irányíthatóság. A lakóautóban lehet trimmert szállítani 8 hogy tehermentesítse a kormányoszlopot.

A GO és VO szerkezetek tömege általában nem haladja meg az 1,3...3-at % a repülőgép felszálló tömegétől.

Alváz repülőgép 16 felszállási és leszállási eszközökre (TLD) utal, amelyek lehetővé teszik a repülőgép felszállását, felszállását, leszállását, futását és manőverezését a földön való mozgás során.

A támasztékok száma és elhelyezkedésük ahhoz képest a tömeg közepe Egy repülőgép (CM) értéke a futómű kialakításától és a repülőgép működési jellemzőitől függ.

A 2.1. ábrán látható repülőgép futóműve kettő fő támasztékok16 és egy orrtámasz 17 . Minden támogatás tartalmaz egy erőt állvány18 és tartóelemek - kerekek 15 . Minden támasznak több oszlopa és több kereke is lehet.

A repülőgép futóműveit leggyakrabban repülés közben visszahúzhatóra készítik, ezért a törzsben speciális rekeszek vannak elhelyezve. 13. Lehetőség van a fő futómű tisztítására és speciálisba helyezésére gondolák (vagy motorgondolatok), burkolatok 14 .

A futómű biztosítja a kinetikus becsapódási energia elnyelését leszálláskor és fékezéskor a futás, gurulás és a repülőgép reptér körüli manőverezése során.

kétéltű repülőgépek földi repülőterekről és vízfelszínről egyaránt fel- és leszállhat.

2.2. Kétéltű repülőgép alváz.

a testen hidroplán kerekes alvázat szerelnek fel és helyeznek el a szárny alá lebeg1 ,2 (2.2. ábra).

Az alváz relatív tömege általában 4...6 % a repülőgép felszálló tömegétől.

Power point 19 (lásd 2.1. ábra), biztosítja a légijármű tolóerő létrehozását, amely hajtóművekből, valamint olyan rendszerekből és eszközökből áll, amelyek biztosítják azok működését a repülőgép repülési és földi üzemeltetése körülményei között.

A dugattyús motoroknál a tolóerőt a légcsavar, a turbólégcsavaros motoroknál - a légcsavar és részben a gázok reakciója, a sugárhajtóműveseknél - a gázok reakciója hozza létre.

A vezérlőrendszer a következőket tartalmazza: motorrögzítő egységek, gondola, vezérlőrendszer, motor bemeneti és kimeneti eszközök, üzemanyag- és olajrendszerek, motorindító rendszerek, tűz- és jéggátló rendszerek.

A vezérlőegység relatív tömege a hajtóművek típusától és a repülőgépen való elrendezésüktől függően elérheti a 14...18-at. % a repülőgép felszálló tömegétől.

2.2. Műszaki, gazdasági és repüléstechnikai
repülőgép jellemzői

A repülőgép műszaki és gazdasági jellemzői a következők:

Relatív rakomány tömege:

`m mon = m Hétfő /m 0

Ahol m mon - hasznos teher tömege;

m 0 - a repülőgép felszálló tömege;

A legnagyobb díjterhelés relatív tömege:

`m knmax = m knmah / m 0

Ahol m knmax maximális hasznos teher tömege;

Maximális óránkénti termelékenység:

P h = m knmax ∙ v repülési

Ahol v repülési - repülőgép utazósebessége;

Üzemanyag-fogyasztás teljesítményegységenként q T

A repülőgépek fő repülési jellemzői a következők:

Maximális utazósebesség v kr.max;

A hajókázás gazdaságos sebessége V hogy p .ek;

Utazási magasság N p;

Repülési távolság maximális terheléssel L;

Átlagos emelés-ellenállás arány NAK NEK repülés közben;

Emelkedési sebesség;

Teherbírás, amelyet a repülőgépen szállított utasok, rakomány, poggyász tömege adott repülési tömeg mellett és üzemanyag-tartalék határoz meg;

A repülőgép felszállási és leszállási jellemzői (TLP).

A repülési útvonalat jellemző fő paraméterek a megközelítési sebesség - V fizetés; leszállási sebesség - V P;felszállási sebesség felszállás közben - V omp; felszállási futás hossza - l egyszer; leszállási futás hossza - l n.p.; az emelési együttható maximális értéke a szárny leszállási konfigurációjában, VAL VEL y max p;az emelési együttható maximális értéke a szárny felszállási konfigurációjában VAL VEL max vzl-nél

Repülőgép besorolás

A repülőgépeket számos szempont szerint osztályozzák.

A repülőgépek osztályozásának egyik fő kritériuma az cél kritérium . ez a kritérium előre meghatározza a repülési teljesítmény jellemzőit, geometriai paramétereit, a repülőgép funkcionális rendszereinek elrendezését és összetételét.

Céljuk szerint a repülőgépeket felosztják polgári És katonai . Mind az első, mind a második repülőgépet az elvégzett feladatok típusától függően osztályozzák.

Az alábbiakban csak a polgári repülőgépek osztályozását vesszük figyelembe.

Polgári repülőgép utasok, postai küldemények, teherszállításra, valamint különféle nemzetgazdasági problémák megoldására készült.

Repülőgépek vannak osztva utas , teherszállítás , kísérleti , oktatás és képzés , valamint a repülőgépeken nemzetgazdasági cél .

Utas Repülési hatótávjuktól és hasznos teherbírásuktól függően a repülőgépeket a következőkre osztják:

- hosszú távú repülőgépek - repülési távolság L>6000 km;

- középtávú repülőgépek - 2500 < L < 6000 км;

- rövid távú repülőgépek - 1000< L < 2500 км;

- repülőgépek a helyi légitársaságok számára (MVL) - L <1000 км.

Hosszú távú repülőgépek(2.3. ábra) 6000 km-nél nagyobb repülési hatótávolságú rendszerint négy turbóventilátorból vagy propfan hajtóműből álló áramellátó rendszerrel szerelik fel, ami javítja a repülésbiztonságot egy vagy két hajtómű meghibásodása esetén.

Középtávú repülőgépek(2.4. ábra, 2.5. ábra) két vagy három motorból álló vezérlőrendszerrel rendelkeznek.

Rövid távú repülőgépek(2.6. ábra) 2500 km-ig terjedő repülési hatótávolsággal két vagy három hajtóműves vezérlőrendszerrel rendelkeznek.

Helyi légitársaságok repülőgépei (LDL) 1000 km-nél rövidebb légi útvonalakon üzemelnek, tápellátásuk két, három vagy akár négy hajtóműből is állhat. A hajtóművek számának négyre emelése annak köszönhető, hogy magas szintű repülésbiztonságot kívánnak biztosítani a nemzetközi utasszállítókra jellemző magas fel- és leszállási intenzitás mellett.

A nemzetközi légitársaságok közé tartoznak az adminisztratív repülőgépek, amelyeket 4...12 utas szállítására terveztek.

Teherszállító repülőgépáruszállítást biztosít. Repülési hatótávjuk és hasznos teherbírásuk alapján ezek a repülőgépek az utasszállító repülőgépekhez hasonlóan osztályozhatók. az áruszállítás mind a raktéren belül (2.7. ábra), mind a törzs külső felfüggesztésén (2.8. ábra) végezhető.

Oktató repülőgép képzést és képzést biztosít a repülési személyzet számára oktatási intézményekben és polgári repülési képzési központokban (2.9. ábra) Az ilyen repülőgépek gyakran két üléssel készülnek (oktató és gyakornok)

Kísérleti repülőgép speciális tudományos problémák megoldására, terepkutatások végzésére közvetlenül repülés közben jönnek létre, amikor felállított hipotézisek és tervezési megoldások tesztelésére van szükség.

Repülőgép nemzetgazdasági célokra Felhasználási céltól függően mezőgazdasági, járőrözési, olaj- és gázvezetékek megfigyelésére, erdőkre, tengerparti övezetekre, közúti közlekedésre, egészségügyi, jégfelderítőre, légi fényképezésre stb.

A kifejezetten erre a célra tervezett repülőgépekkel együtt kis kapacitású MVL repülőgépek is átalakíthatók célküldetésre.

Rizs. 2.7. Teherszállító repülőgép

Rizs. 2.10

Rizs. 2.9

2.8

Rizs. 2.8. Áruszállítás külső hevederen

Rizs. 2.9. Oktató repülőgép

Rizs. 2.10. Repülőgép nemzetgazdasági célokra

Aerodinamikai elrendezés A repülőgépet a teherhordó felületek száma, külső alakja, valamint a szárny, farok és törzs egymáshoz viszonyított helyzete jellemzi.

Az aerodinamikai konfigurációk osztályozása két kritériumon alapul:

- szárny alakja ;

- tollazat elrendezése ÉN.

Az első jellemzővel összhangban hatféle aerodinamikai konfigurációt különböztetnek meg:

- egyenes és trapéz alakú szárnyakkal;

- söpört szárnnyal;

- delta szárnnyal;

- alacsony oldalarányú egyenes szárnnyal;

- gyűrű alakú szárnnyal;

- kerek szárnnyal.

A modern polgári repülőgépeknél gyakorlatilag az első két és részben a harmadik típusú aerodinamikai konfigurációt használják.

A második típusú besorolás szerint a repülőgépek aerodinamikai konfigurációinak három lehetőségét különböztetjük meg:

Normál (klasszikus) séma;

Kacsa minták;

Farok nélküli séma.

A „farok nélküli” séma egy változata a „repülő szárny” séma.

Repülőgép normál séma (lásd a 2.5., 2.6. ábrát) van egy GO a szárny mögött. Ez a rendszer széles körben elterjedt a polgári repülési repülőgépeken.

A normál rendszer fő előnyei:

A szárnygépesítés hatékony alkalmazásának lehetősége;

A repülőgép egyszerű kiegyensúlyozása kinyújtott szárnyak esetén;

Az elülső törzs hosszának csökkentése. Ez javítja a pilóta láthatóságát és csökkenti a légtér területét, mivel a törzs lerövidített elülső része egy kisebb destabilizáló utazási momentumot okoz;

Lehetőség van a VO és GO területeinek csökkentésére, mivel a GO és GO vállai lényegesen nagyobbak, mint más rendszereké.

A normál séma hátrányai:

A GO szinte minden repülési módban negatív emelkedést hoz létre. Ez a repülőgép felhajtóerejének csökkenéséhez vezet. Különösen átmeneti repülési körülmények között fel- és leszállás közben;

A GO zavart légáramlásban helyezkedik el a szárny mögött, ami negatívan befolyásolja a működését.

Ahhoz, hogy a GO-t eltávolítsuk a szárny „aerodinamikai árnyékából” vagy a szárnyak „követő sugárából” átmeneti repülési körülmények között, a szárnyhoz képest magasságban eltoljuk (2.11. ábra, a), és a szárny közepére helyezzük. a gerinc (2.11. ábra; b) vagy a gerinc tetején (2.11. ábra, c).

Rizs. 2.12

Rizs. 2.11

Rizs. 2.11 Vízszintes farok elrendezések

A. VO., magasságban a szárnyhoz képest eltolva;

b. A VO a gerinc közepén található (keresztes farok);

V. T alakú farok;

például v alakú farok.

A repülőgépgyártási gyakorlatban ismertek olyan esetek, amikor egy kombinált, ún v-farok (2.12. ábra). a GO és a VO funkcióit ebben az esetben két, egymáshoz képest szögben elhelyezett felület látja el. Az ezeken a felületeken elhelyezett kormányok egyidejűleg fel-le terelve forgóvezérlésként működnek, az egyik kormánylapát felfelé, a másikat lefelé terelve pedig a repülőgép irányított irányítása érhető el.

Gyakran két-, sőt háromszárnyú repülőgépek is használhatók repülőgépeken.

Amikor a repülőgép aerodinamikai konfigurációja szerint kacsa minta GO-n a szárny elé helyezik a törzs elülső részén (2.13. ábra)

A "kacsa" rendszer előnyei a következők:

A GO elhelyezése zavartalan légáramlásban;

A szárny méretének csökkentésének lehetősége, hiszen a GO teherbíróvá válik, pl. részt vesz a repülőgép-emelés létrehozásában;

Meglehetősen könnyű hárítása a keletkező merülési pillanatnak, amikor a szárny gépesítését a GO eltérítésével eltérítik;

Rizs. 2.13 Repülőgép canard elrendezése

A GO váll növekedése több mint 30% a normál kialakításnál, ami lehetővé teszi a szárnyfelület csökkentését;

Nagy támadási szögek elérésekor a GO-n az áramlás megakadása korábban következik be, mint a szárnyon, ami gyakorlatilag kiküszöböli annak a kockázatát, hogy a repülőgép elérje a szuperkritikus támadási szögeket, és elakadjon.

A canard-kialakítás szerint tervezett repülőgépeknél a fókusz pozíció visszatolódik M-ről való mozgáskor<1 к М>1 kisebb, mint a normál kialakítású repülőgépeké, így a hosszstabilitás mértékének növekedése kisebb mértékben figyelhető meg.

Ennek a rendszernek a hátrányai a következők:

Csökkentett szárny teherbíró képessége 10-15 % a GO áramlási ferdesége miatt;

Viszonylag kicsi szárnyas kar, ami a szárnyszelvény területének növekedéséhez vezet, és néha két borda felszereléséhez vezet az iránystabilitás növelése érdekében. Ez kompenzálja a megnyúlt elülső törzs által keltett destabilizáló nyomatékot.

Farok nélküli séma a GO hiánya jellemzi (lásd 1.13. ábra), míg a GO funkciói átkerülnek a szárnyra. Előfordulhat, hogy az ilyen konstrukció szerint készült repülőgépeknek nincs törzse, ebben az esetben „repülő szárnynak” nevezik őket. Az ilyen repülőgépeket minimális légellenállás jellemzi.

A farok nélküli rendszernek a következő előnyei vannak:

Mivel az ilyen repülőgépek delta szárnyakat használnak, a nagy oldalbordaméretekkel csökkenthető a profil relatív vastagsága, biztosítva a szárny térfogatának ésszerű felhasználását az üzemanyag befogadására;

A GO terhelések hiánya lehetővé teszi a hátsó törzs könnyítését;

A repülőgépváz költsége és súlya csökken, mivel nincs GO; ugyanezen okból csökken a repülőgép súrlódási ellenállása a légáram által körbeutazott felület területének csökkenése miatt;

Az oldalborda jelentős geometriai méretei lehetővé teszik a „légpárna” hatás létrehozását a repülőgép leszállása során;

Mivel a „farok nélküli” kialakítás kettős szárnyakat használ, a felszállás során jelentősen megnő az emelési együttható.

Ennek a rendszernek a hátrányai közül a legjelentősebbek:

Leszállás közben a szárny teherbíró képességének teljes kihasználása;

A repülőgép mennyezetének csökkenése az aerodinamikai minőség csökkenése miatt, ami azzal magyarázható, hogy az elevonokat a felső elhajlított helyzetben tartják a szárny legmagasabb támadási szögének elérése érdekében;

A repülőgép kiegyensúlyozásának nehézsége és néha lehetetlensége kinyújtott szárnyakkal;

A repülőgép iránystabilitását a kis szárnyas kar miatt nehéz biztosítani, ezért esetenként három bordát szerelnek fel (lásd 1.13. ábra).

A kísérleti repülőgépgyártás gyakorlatában az alapsémák kombinációjával egy repülőgépben találhat lehetőségeket.

Egy lehetőség akkor lehetséges, ha két GO-t használnak egy repülőgépen – az egyiket a szárny előtt, a másodikat pedig mögötte. A „tandem” rendszer megvalósítása során a repülőgépnek olyan szárnya és GO-ja van, amelyek területe szinte összehasonlítható. A "tandem" konfiguráció köztesnek tekinthető a normál konfiguráció és a "canard" konfiguráció között, aminek köszönhetően az üzemi beállítási tartomány viszonylag kis aerodinamikai minőségveszteséggel bővül a repülőgép kiegyensúlyozásához.

A fő tervezési jellemzők, amelyek alapján a repülőgépeket osztályozzák, a következők:

A szárnyak száma és elrendezése;

Törzs típusa;

A hajtóművek típusa, száma és elhelyezése a repülőgépen;

Futómű diagram, a támasztékok számával és a repülőgép CM-hez viszonyított helyzetével jellemezve.

A szárnyak számától függően megkülönböztetik az egysíkú és a kétsíkú repülőgépeket.

Rendszer monoplán dominál a repülőgépgyártásban, és a legtöbb repülőgép pontosan e konstrukció szerint készül, ami a monoplán kisebb légellenállásának és a repülési sebesség növelésének köszönhető.

Repülőgép diagramok "duplaszárnyú repülőgép" (2.16. ábra) magas
manőverezhetőség, de lassú mozgásúak, ezért ezt a sémát speciális célú repülőgépekre, például mezőgazdasági gépekre hajtják végre.

2. ábra 16 Kétfedelű repülőgép

A szárnynak a törzshöz viszonyított elhelyezkedésétől függően a repülőgépek „alacsony szárnyú” (2.17. ábra, a), „középszárnyú” (2.17. ábra, b) és „magasszárnyú” szerint tervezhetők. (2.17. ábra, c) sémák.

2.17. ábra. Különféle szárnyelrendezések

Rendszer "alacsonyszárnyú" aerodinamikai szempontból a legkevésbé előnyös, mivel azon a területen, ahol a szárny találkozik a törzsgel, az áramlás simasága megszakad, és a szárny-törzs rendszer interferenciája miatt további légellenállás keletkezik. Ez a hátrány jelentősen csökkenthető burkolatok beépítésével, kiküszöbölve a diffúzor hatást.

A gázturbinás motor elhelyezése a szárny gyökér részében lehetővé teszi a használatát
kidobó hatás a motorsugárból, amit aktív burkolatnak neveznek.

Az alacsony szárnyú repülőgépek törzsének alsó kontúrja magasabban helyezkedik el a talajfelszín felett. Ez annak köszönhető, hogy meg kell akadályozni, hogy a szárny hegye hozzáérjen a futópálya felületéhez dőlt leszálláskor, valamint biztosítani kell a vezérlőrendszer biztonságos működését a motorok szárnyra helyezésekor. Ebben az esetben a rakomány és poggyász ki- és berakodása, valamint az utasok be- és kiszállása bonyolultabbá válik. Ez a hátrány elkerülhető, ha a repülőgép futóműve „guggoló” mechanizmussal van felszerelve.

Az „alacsony szárnyú” konfigurációt leggyakrabban utasszállító repülőgépeknél használják, mivel nagyobb biztonságot nyújt a többi lehetőséghez képest a földre és vízre történő kényszerleszállás során. A földre történő kényszerleszállás során behúzott futóművel a szárny elnyeli az ütközési energiát, védve az utasteret. Vízre való leszálláskor a repülőgép a szárnyig vízbe merül, ami további felhajtóerőt ad a törzsnek, és leegyszerűsíti az utasok evakuálásával kapcsolatos munkaszervezést.

Az „alacsonyszárnyú” kialakítás fontos előnye a szerkezet minimális súlya, hiszen a fő futómű legtöbbször a szárnyhoz kapcsolódik, méreteik és tömegük kisebb, mint egy magasszárnyú repülőgépeké. Egy magas szárnyú repülőgéphez képest, amelynek futóműve van a törzsön, az alacsony szárnyú repülőgépek súlya kisebb, mivel nem szükséges a törzs súlyozása a fő futómű ráerősítésével kapcsolatban.

Az alacsony szárnyú repülőgép, amelynek fő támaszai a szárnyon vannak elhelyezve, megtartja az alapszabályt: a repülőgépet teherhordó felület támasztja alá. Ezt a szabályt minden üzemmódban betartják, mind repülés közben, mind fel- és leszálláskor. Ez utóbbi esetben a szárny a futóműre támaszkodik a befutás és a felszállás során. Ennek köszönhetően lehetséges az áramkör egységesítése, amely meghatározza a maximális terhelések átvitelének útvonalait, és csökkenti a repülőgép szerkezetének egészét. A figyelembe vett előnyök váltak az „alacsonyszárnyú” kialakítás domináns pozíciójává az utasszállító repülőgépeken.

Rendszer "középföld" (2. 17. ábra, b) utasszállító és teherszállító repülőgépek esetében leggyakrabban nem használják, mivel a szárnycaisson (erőteljesítménye) nem helyezhető el az utas- vagy teherkabinban.

A felszálló tömegek és a repülőgép-paraméterek növekedésével lehetővé válik, hogy a széles törzsű repülőgépek szárnyelrendezése közelebb kerüljön a középső szárnyhoz. Ebben az esetben a szárnyat az utastér vagy a raktér padlójának szintjére emelik, ahogy az A-300, Boeing-747, Il-96 stb. esetében történik. Ennek a megoldásnak köszönhetően az aerodinamikai jellemzők jelentősen javítani kell.

Tiszta formájában a „középsík” kialakítás kétszintes repülőgépeken valósítható meg, ahol a szárny gyakorlatilag nem zavarja a törzs térfogatának felhasználását az utaskabinok, rakterek és berendezések elhelyezésére.

A „magasszárnyú” kialakítást (2.17. ábra, c) széles körben alkalmazzák teherszállító repülőgépeknél, és nemzetközi repülőgépeken is használják. Ebben az esetben a legrövidebb távolságot lehet elérni a törzs alsó kontúrjától a kifutópálya felületéig, mivel a magas szárny nem befolyásolja a törzs talajhoz viszonyított magasságának megválasztását.

A séma használatakor "magasszárnyú" lehetővé válik a speciális járművek szabad manőverezése a repülőgép karbantartása során.

A teherszállító repülőgépek szállítási hatékonyságát növeli a raktér padlójának legalacsonyabb helyzete, amely lehetővé teszi a nagy rakományok, önjáró berendezések, különféle modulok stb. gyors és egyszerű be- és kirakodását.

A motorok élettartama megnő, mivel jelentős távolságra helyezkednek el a talajtól, és jelentősen csökken annak valószínűsége, hogy szilárd részecskék bejussanak a kifutópálya felületéről a légbeömlő nyílásokba.

A magas szárnyú repülőgépek megemlített előnyei magyarázzák azt a domináns pozíciót, amelyet ez a konstrukció a belföldi (An-22, An-124, An-225), külföldi (C-141, C-5A, C-17) szállító repülőgépeken elfoglalt. (USA) stb.) gyakorlat.

A „magasszárnyú” kialakítás könnyedén biztosít szabványos biztonságos távolságot a kifutópálya felületétől a légcsavar lapátjának végéig vagy a gázturbinás motor levegőbeömlőjének alsó kontúrjához. Ez magyarázza ennek a rendszernek a meglehetősen gyakori használatát a nemzetközi utasszállító repülőgépeken (An-28 (Ukrajna), F-27 (Hollandia), Short-360 (Anglia), ATR 42, ATR-72 (Franciaország-Olaszország)).

A „magasszárnyú” konstrukció kétségtelen előnye a magasabb érték VAL VEL nál nél max a szárny teljesen vagy részben aerodinamikailag tiszta felső felületének megőrzése miatt a törzs felett, a szárny gépesítésének nagyobb hatékonysága a szárnyak véghatás csökkenése miatt, mivel a törzs oldala és a motorgondola játssza a vég „alátétek” szerepe.

A repülőgépváz nagy tömege azonban más kialakításokhoz képest negatívan befolyásolja akár a hasznos terhet, akár az üzemanyag-tartalékot és a repülési távolságot. A repülőgépváz szerkezetének súlyát a következők magyarázzák:

A légvédelem területének növelésének szükségessége 15-20-kal % amiatt, hogy egy része a szárnyból az árnyékolózónába esik;

A törzs tömegének növekedése 15-20 % a megerősített keretek számának növekedése a fő futómű rögzítésének területén, a törzs alsó kontúrjának szerkezetének megerősítése kényszerleszállás esetén, ha a futómű nem húzódik ki, valamint a futómű megerősítése miatt a túlnyomásos kabint.

Amikor a fő futóművet a törzs erőbázisához rögzítik, nehézségek merülnek fel a szükséges nyomvonal biztosításában.

Az alváz kis nyomtávja megnöveli egy betonlap terhelését,
amely magasabb repülőtéri osztályt igényelhet a repülőgép üzemeltetéséhez.

Az elfogadható pálya kialakításának vágya gyakran szükségessé teszi a megerősített keretek teljes szélességének növelését azon a területen, ahol a fő támaszok találhatók, kiálló futómű-gondolák kialakítását, valamint a repülőgép középső keresztmetszetének és ezáltal az aerodinamikai ellenállásának növelését. A statisztikák azt mutatják, hogy ebben az esetben az alváz gondolák ellenállása elérheti a 10-15-öt % a törzs teljes ellenállásától.

A magas szárnyú repülőgépek alacsonyabb biztonsága vízre és szárazföldre történő kényszerleszállás során néha lehetetlenné teszi ennek a rendszernek a használatát nagy utaskapacitású repülőgépeken, mivel a földre történő kényszerleszállás során a szárny tömege és motorok hajlamosak összetörni a törzset és az utasteret. Vízre való leszálláskor a törzs a szárny alsó széleibe süllyed, és az utastér víz alá kerülhet. Ebben az esetben az utasok mentésének megszervezése jelentősen bonyolult, és az emberek evakuálása csak a törzs felső részén található vésznyílásokon keresztül lehetséges.

Törzstípus szerint a repülőgépeket hagyományosakra osztják, azaz. egytörzsű kialakítás szerint készült (2.18. ábra, a); a kéttörzses séma és a "gondola" séma szerint (2.18. ábra, b).

Rizs. 2.18 A repülőgépek törzstípus szerinti osztályozása

A legelterjedtebb az egytörzses kialakítás, amely lehetővé teszi a törzsforma aerodinamikai szempontból legelőnyösebb konfigurációjának elérését, mivel a légellenállás ebben az esetben lesz a legkisebb más típusokhoz képest.

Amikor a repülőgép farkát nem a törzsre, hanem két gerendára helyezzük (2.18b. ábra), vagy a törzset gondolára cseréljük, a légellenállás megnő. A „gondola” konfigurációt (2.18b. ábra) a gondolák rossz áramvonalassága jellemzi, ami a repülőgép instabilitásához vezethet nagy támadási szögben. Ezért a kétsugaras „gondola” kialakítást ritkán alkalmazzák a repülőgépgyártási gyakorlatban, elsősorban szállítórepülőgépeken, ahol a közlekedés hatékonyságának kérdései válnak elsődlegessé. Ilyen megoldás például a Hawker Sidley Argosy teherszállító repülőgépe.

2.19. ábra Repülőgép "Aggie Aircraft"

Motortípus szerint különbséget tenni a PD, sugárhajtómű, turbóhajtómű stb.

A motorok száma szerint A repülőgépeket egy-, két-, három-, négy- és hatmotorosra osztják.

Az utasszállító repülőgépeken a repülés biztonsága érdekében a hajtóművek száma nem lehet kevesebb kettőnél. A hajtóművek számának hat fölé emelése indokolatlannak bizonyul az egyes vezérlőrendszerek működésének szinkronizálásával járó nehézségek, valamint a karbantartási munkák idő- és munkaintenzitásának növekedése miatt.

A motor elhelyezkedése szerint a szubszonikus utasszállító repülőgépek négy fő csoportba sorolhatók: hajtóművek - a szárnyon (2.20. ábra, a), hajtóművek - a szárny gyökerében, hajtóművek - a törzs hátulján (b) és vegyes változat (c) ) a motor elrendezésében.

A hajtóművek beépítési helyének kiválasztásakor figyelembe veszik a repülőgép általános elrendezésének jellemzőit, az üzemi feltételeket és a hajtóművek maximális élettartamának biztosítását, törekednek a vezérlőrendszer legalacsonyabb légellenállásának elérésére, és minimalizálják a levegőveszteséget. a légbeömlőket.

Így a három hajtóműves repülőgépeken vegyes elrendezést célszerű alkalmazni (2.20. ábra): két hajtómű a szárny alatt és egy harmadik a hátsó törzsben vagy a bordán.

Rizs. 2.20. Rendszerek hajtóművek repülőgépekre történő beépítésére

Két hajtóműves repülőgépeken a vezérlőrendszer a szárnyon vagy a hátsó törzsön található.

A motor bypass arányának növekedésével az átmérője nő. Ezért a motorok szárny alatti elrendezésekor növelni kell az alváz magasságát, hogy biztosítsák a szabványos távolságot a motorgondola körvonalától a föld felszínéhez. Ez megnöveli a repülőgép szerkezetének súlyát, és számos problémát okoz az utasokkal, a poggyászokkal és a karbantartással kapcsolatban. Ez mindenekelőtt a nemzetközi repülőgépekre vonatkozik, amelyeket gyakran olyan repülőterekről üzemeltetnek, amelyek nem rendelkeznek speciális felszereléssel. Ugyanakkor jelentősen csökken a szárny repülés közbeni tehermentesítésének hatása a hajtóművek elhelyezése miatt, mivel a bypass arány növekedésével a turbóhajtómű fajlagos tömege csökken.

A 2.21. ábrán két repülőgép látható, amelyek tervezése a hasznos teher, a hatótáv, a repülési jellemzők, a törzs középszakasz stb. azonos követelményei alapján készült. A 2.21. a földre.

2.21. ábra: A motor bypass hatása a repülőgép elrendezésére

Futómű típusa szerint Fel vannak osztva kerekes, sí, úszó (hidroplánokhoz), lánctalpas és légpárnás futóműre.

A kerekes alváz vált uralkodóvá, gyakran használnak úszó alvázat.

Az alvázrajz szerint repülőgépeket háromkerekűre és
kéttámaszú

A háromtámaszos konstrukció két változatban valósul meg: egy háromtámaszos orrtámaszos és egy háromtámaszos faroktámasztással. A legtöbb esetben repülőgépeken használják háromlábú kivitel, íjtartóval. Ennek a sémának a második változata könnyű repülőgépeken található.

A kétkerekű futómű kialakítást gyakorlatilag nem használják polgári repülőgépeken.

A nehéz, különösen a szállító repülőgépeken elterjedt a többtartós futómű kialakítása. Például a Boeing 747-es repülőgép ötoszlopos futóművet, az An-225-ös repülőgép tizenhatoszlopos futóművet, az utas Il-86-os pedig négyoszlopos futóművet használ.

2.4. A TERVEZÉSRE VONATKOZÓ KÖVETELMÉNYEK
REPÜLŐGÉP

A repülőgépek tervezésére vonatkozó összes követelmény a következőkre oszlik gyakoriak , minden repülőgépváz-alkatrészre kötelező, és különleges .

Az általános követelmények közé tartozik az aerodinamika, a szilárdság és a merevség, a repülőgépek megbízhatósága és túlélőképessége, az üzemképesség, a karbantarthatóság, a repülőgép gyárthatósága, a gazdaságosság és a követelmények, a repülőgépváz szerkezetének és a funkcionális rendszereknek a minimális tömege.

Aerodinamikai követelmények annak biztosítása, hogy a repülőgép alakjának, geometriai és tervezési paramétereinek hatása megfeleljen a legalacsonyabb energiaköltség mellett kapott repülési adatoknak. Ezen követelmények végrehajtása magában foglalja a légi jármű minimális ellenállásának, a stabilitás és irányíthatóság megkövetelt jellemzőinek, a nagy teljesítményjellemzők és az utazórepülési teljesítmény biztosítását.

Az aerodinamikai követelmények teljesítése a repülőgép egyes egységei (alkatrészei) paramétereinek optimális értékeinek megválasztásával, azok racionális kölcsönös elrendezésével és a specifikus paraméterek magas szintjével érhető el.

Szilárdsági és merevségi követelmények A repülőgépvázra és annak burkolatára kell felhordani, amelynek mindenféle üzemi terhelést roncsolás nélkül el kell viselnie, miközben az alakváltozások nem vezethetnek a repülőgép aerodinamikai tulajdonságainak megváltozásához, nem léphetnek fel veszélyes rezgések, és nem jelenhetnek meg jelentős maradó alakváltozások. Ezen követelmények teljesítését az erőelemek racionális erőszerkezetének és keresztmetszeti területeinek megválasztása, valamint az anyagok megválasztása biztosítja.

Megbízhatósági és túlélési követelmények A repülőgépek előírják a repülésbiztonság biztosítását célzó építő jellegű intézkedések kidolgozását és végrehajtását.

Repülőgép megbízhatóság azt jelenti, hogy egy szerkezet képes ellátni funkcióit, miközben fenntartja a teljesítménymutatókat a megállapított interregulációs időszak, erőforrás vagy a működési idő egyéb mértékegysége alatt. A megbízhatósági jellemzők a repülési órák meghibásodásonként, a hibák száma repülési óránként stb.

A repülőgép megbízhatósága megbízható szerkezeti elemek kiválasztásával és azok sokszorosításával növelhető (redundancia).

A repülőgép túlélése az határozza meg, hogy a szerkezet képes-e ellátni funkcióit károsodás jelenlétében. Ennek a követelménynek a biztosításához konstruktív intézkedésekre van szükség, például statikusan határozatlan áramkörök alkalmazása, hatékony tűzvédelmi intézkedések és főként redundancia. Ezek a követelmények különösen fontosak egy adott szint biztosításához repülésbiztonság .

Üzemeltetési követelmények gondoskodnak az ilyenek létrehozásáról
olyan struktúrák, amelyek lehetővé teszik a műszaki támogatás rövid időn belüli biztosítását
repülőgép karbantartás minimális anyagi és műszaki költségekkel.

Az ilyen követelmények megvalósítása az egységekhez való kényelmes hozzáférés biztosításával, az alkatrészek, szerelvények, repülőgép-alkatrészek és csatlakozók szabványosításával és egységesítésével, a repülőgép-rendszerek és szerelvények műszaki állapotának automatikus felügyeletére szolgáló beépített rendszerek, hatékony hibaelhárítási rendszerek használatával lehetséges. és ezek megszüntetése, az élettartam és a szabályozások közötti élettartam növelése.

Karbantarthatósági követelmények előre meghatározza a repülőgép meghibásodott (sérült) alkatrészeinek gyors és olcsó helyreállításának lehetőségét, valamint a repülőgép-hajtómű-flotta méretének azonnali fenntartását. Ezeknek a követelményeknek a jelentősége növekszik a repülőgépek és berendezések állandó bonyolultsága miatt.

A repülőgép fő alkatrészei

A repülőgépek a levegőnél nehezebb repülőgépek, és az aerodinamikus repülési elv jellemzi őket. A repülőgépek lifttel rendelkeznek Y a testhez képest fixen rögzített teherhordó felületet mosó légáramlás energiája miatt jön létre, a transzlációs mozgást egy adott irányban a repülőgép erőművének (PS) tolóereje biztosítja.