Menurut jenis landing gear, pesawat diklasifikasikan menjadi. Klasifikasi pesawat berdasarkan tujuan

Klasifikasi pesawat
sesuai fungsinya

Tujuan pesawat ditentukan terutama oleh desain fragmen individu, perakitan keseluruhan, peralatan yang digunakan pada pesawat, serta penerbangan, berat dan sifat geometris. Situs mencatat bahwa ada dua kelompok besar pesawat - ini adalah militer dan sipil.

Pesawat militer terlibat dalam serangan udara terhadap berbagai instalasi militer, tenaga dan peralatan, serta komunikasi musuh. Serangan udara dilakukan baik di belakang sisi yang berlawanan dan di zona frontal. Selain itu, pesawat militer berfungsi untuk melindungi tenaga dan fasilitas mereka dari serangan udara, serta untuk mengangkut pasukan dan peralatan, kargo, dan pasukan. Terkadang pesawat militer digunakan dalam pengintaian dan untuk berkomunikasi dengan "teman". Pesawat militer, pada gilirannya, dibagi sesuai dengan tujuannya menjadi beberapa jenis - pembom, pesawat tempur, pembom tempur, pesawat pengintai, transportasi militer dan pesawat tambahan.

Pembom mengirimkan serangan bom pada target musuh yang paling penting, serta di pusat komunikasi dan tempat-tempat di mana jumlah tenaga kerja dan peralatan terbesar diamati. Pada dasarnya, aksi pengebom terjadi di belakang. Pesawat tempur digunakan untuk mengusir serangan udara musuh. Mereka dibagi menjadi pejuang pengawal (perlindungan pembom mereka dari serangan udara), pejuang garis depan (perlindungan pasukan mereka di medan perang dan tidak jauh dari garis depan), pejuang pencegat (mencegat dan menghancurkan pembom musuh). Pesawat pembom tempur dilengkapi dengan bom, roket, dan meriam. Mereka berpartisipasi dalam memberikan serangan di zona depan dan belakang dekat, menghancurkan pasukan udara musuh.

Pesawat angkut militer digunakan ketika diperlukan untuk mentransfer kargo, peralatan, dan pasukan. Pesawat pengintai melakukan pengintaian di belakang sisi yang berlawanan, dan pesawat bantu melakukan fungsi komunikasi, korektif, sanitasi, dan lainnya.

Berbeda dengan militer, pesawat udara sipil beroperasi di bidang pengangkutan barang, surat, penumpang, dan juga digunakan di beberapa sektor ekonomi nasional. Mereka dapat dibagi menjadi beberapa jenis, juga tergantung pada tujuannya. Pesawat penumpang digunakan untuk memindahkan penumpang, berbagai barang bawaan, dan surat.. Mereka adalah trunk, serta jalur lokal. Situs tersebut mencatat bahwa pembagian tersebut tergantung pada jumlah penumpang, jangkauan perjalanan udara, serta ukuran landasan pacu. Jalur bagasi dibagi menjadi jarak pendek, menengah dan panjang, dan melakukan transportasi pada jarak satu hingga sebelas ribu kilometer. Pesawat udara jalur lokal termasuk berat, sedang dan ringan, dan dapat membawa dari lima puluh lima (maksimum) sampai delapan (minimal) orang.

Pesawat sipil juga merupakan pesawat kargo; mereka digunakan untuk mengangkut kargo dengan berbagai volume dan berat. Pesawat khusus digunakan dalam penerbangan pertanian, sanitasi, dan kutub. Selain itu, ada pesawat yang mengambil bagian dalam eksplorasi geologi untuk memastikan keamanan hutan (dari kebakaran, misalnya), dan bahkan untuk foto udara. Untuk pelatihan pilot, ada pesawat pelatihan khusus - mereka adalah pelatihan awal dan transisi. Hanya ada dua kursi di pesawat latih awal, cukup mudah dikuasai dan secara teknis digunakan untuk pilot yang pertama kali duduk "di pucuk pimpinan". Pesawat transisi berfungsi untuk melatih pilot yang sudah berpengalaman untuk menerbangkan pesawat produksi yang sudah digunakan oleh berbagai maskapai.

Selain penunjukan, ada juga definisi pesawat sesuai skema. Posisi relatif, jenis, bentuk, jumlah bagian individu dari pesawat diperhitungkan. Misalnya, pesawat berbeda dalam jumlah sayap dan susunannya, dalam tifus badan pesawat, undercarriage dan mesin, dan dalam susunan empennage. Ada juga skema campuran, salah satunya adalah perahu amfibi. Lokasi, jenis dan jumlah mesin sangat mempengaruhi skema dan ditentukan terutama oleh tujuan pesawat, yang telah dibahas di atas.

· melengkapi kursi penumpang dengan kursi yang nyaman, meja yang dapat dilepas, pencahayaan individual, ventilasi dan sistem alarm;

· kabin kedap suara yang baik;

· kinerja penerbangan di ketinggian di mana "obrolan" kurang mungkin;

· peralatan kabin penumpang dengan prasmanan, lemari pakaian, toilet dan tempat rumah tangga lainnya.

Persyaratan khusus berlaku untuk pesawat kargo. Persyaratan ini meliputi:

· kapasitas pemuatan besar, peningkatan ukuran kompartemen kargo;

tersedianya sarana pengikat (mooring) barang;

Tersedianya sarana intra-pesawat untuk mekanisasi bongkar muat.

Banyak dari persyaratan ini bertentangan satu sama lain: peningkatan beberapa karakteristik memerlukan kemerosotan yang lain. Misalnya, peningkatan kecepatan penerbangan maksimum menyebabkan peningkatan kecepatan pendaratan dan penurunan kemampuan manuvernya; kepatuhan dengan persyaratan kekuatan, kekakuan dan kemampuan bertahan bertentangan dengan persyaratan untuk memastikan massa minimum struktur; peningkatan jangkauan penerbangan dicapai dengan mengurangi massa kargo yang diangkut, dll. Ketidakmungkinan untuk memenuhi persyaratan yang saling bertentangan secara bersamaan membuat tidak mungkin untuk membuat pesawat terbang atau helikopter universal. Setiap pesawat atau helikopter dirancang untuk melakukan tugas-tugas tertentu.

3.2. Klasifikasi pesawat, helikopter dan mesin pesawat

3.2.1. Klasifikasi pesawat

Keanekaragaman jenis pesawat dan kegunaannya dalam perekonomian nasional mengharuskan klasifikasinya menurut berbagai kriteria.

Di antara banyak fitur di mana sebuah pesawat dapat diklasifikasikan, yang paling penting adalah tujuannya. Fitur ini menentukan pilihan kinerja penerbangan, ukuran dan tata letak pesawat, komposisi peralatan di dalamnya, dll.

Tujuan utama pesawat udara sipil adalah transportasi penumpang, surat dan kargo, pelaksanaan berbagai tugas ekonomi nasional. Sesuai dengan ini, menurut tujuannya, pesawat dibagi menjadi: transportasi, tujuan khusus dan pelatihan. Pada gilirannya, pesawat angkut dibagi menjadi penumpang dan kargo. Menurut berat lepas landas maksimum, pesawat dibagi menjadi beberapa kelas, Tabel. 3.1.

Tabel 3.1

Kelas pesawat

		Jenis pesawat
	75 ke atas	Il-96, Il-86, Il-76T, Il-62, Tu-154, Tu-204
		An-12, Il-18, Il-114, Tu-134, Yak-42
		An-24, An-26, An-30, Il-14, Yak-40
		An-2, L-410, M-15

Pesawat latih berfungsi untuk pelatihan dan pelatihan personel penerbangan di berbagai lembaga pendidikan penerbangan sipil.

Pesawat untuk keperluan khusus: pertanian, sanitasi, untuk perlindungan hutan dari kebakaran dan hama, untuk foto udara, dll.

Menurut jangkauan penerbangan, pesawat dibagi menjadi jarak jauh utama (lebih dari 6000 km), menengah utama (dari 2500 hingga 6000 km), jarak pendek utama (dari 1000 hingga 2500 km) dan pesawat maskapai lokal (hingga 1000 km). km).

Pesawat kargo, berbeda dengan pesawat penumpang, memiliki volume internal yang besar di badan pesawat, yang memungkinkan untuk menempatkan berbagai kargo, lantai yang lebih kuat, dan dilengkapi dengan sarana operasi bongkar muat mekanis.

Klasifikasi pesawat ditunjukkan pada gambar. 3.1. Dari seluruh variasi fitur desain, yang utama dipilih: jumlah dan lokasi sayap; jenis badan pesawat; jenis mesin, jumlah dan lokasinya; jenis sasis; jenis bulu dan lokasinya.

Beras. 3.1. Klasifikasi pesawat

Pertimbangkan fitur skema pesawat, karena jumlah dan susunan sayap.

Menurut jumlah sayapnya, pesawat terbang dibagi menjadi monoplane, yaitu pesawat dengan satu sayap, dan biplan, pesawat dengan dua sayap yang terletak satu di atas yang lain. Keuntungan dari biplan lebih baik, dibandingkan dengan monoplane, kemampuan manuver, karena fakta bahwa dengan luas sayap yang sama, rentang mereka lebih kecil untuk biplan. Namun, karena resistensi frontal yang besar karena adanya penyangga dan penyangga antar sayap, kecepatan terbang biplan menjadi rendah. Saat ini, biplan An-2 dioperasikan dalam penerbangan sipil.

Sebagian besar pesawat modern dibuat sesuai dengan skema monoplane.

Menurut lokasi sayap relatif terhadap badan pesawat, pesawat sayap rendah, sayap sedang dan sayap tinggi dibedakan. Masing-masing skema ini memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.

sayap rendah- pesawat dengan sayap yang lebih rendah relatif terhadap badan pesawat. Skema inilah yang menjadi paling luas untuk pesawat penumpang, karena keuntungannya sebagai berikut:

· tinggi rendah dari roda pendarat, yang mengurangi beratnya, menyederhanakan pembersihan dan mengurangi volume kompartemen untuk mengakomodasi sasis;

kemudahan perawatan mesin pesawat saat ditempatkan di sayap;

daya apung yang baik disediakan selama pendaratan darurat di atas air;

· selama pendaratan darurat dengan roda pendarat tidak diperpanjang, pendaratan terjadi di sayap, yang mengurangi bahaya bagi penumpang dan awak.

Kerugian dari skema ini adalah bahwa di daerah persimpangan sayap dan badan pesawat, kelancaran cutoff udara terganggu dan resistensi tambahan muncul, yang disebut interferensi, dan karena pengaruh timbal balik dari sayap pada badan pesawat. Selain itu, pada low wing sulit untuk melindungi mesin yang berada pada sayap dan bawah sayap dari debu dan kotoran dari landasan pacu.

Sredneplan- pesawat yang sayapnya terletak kira-kira di tengah ketinggian badan pesawat. Keuntungan utama dari skema semacam itu adalah hambatan aerodinamis minimum.

Kerugian dari skema termasuk kesulitan dengan penempatan penumpang, kargo dan peralatan di bagian tengah badan pesawat karena kebutuhan untuk melewati di sini elemen kekuatan memanjang sayap.

Vysokoplan Sebuah pesawat yang sayapnya melekat pada bagian atas badan pesawat.

Keuntungan utama sayap tinggi:

interferensi rendah antara sayap dan badan pesawat;

penempatan mesin tinggi dari permukaan landasan. Yang mengurangi kemungkinan kerusakan saat meluncur di darat;

gambaran yang baik dari belahan bawah;

· kemungkinan penggunaan maksimum volume internal badan pesawat, melengkapinya dengan sarana mekanisasi bongkar muat kargo besar.

Kerugian dari skema ini meliputi:

Kesulitan dalam menarik kembali roda pendarat ke sayap;

kompleksitas mesin servis yang terletak di sayap;

· kebutuhan untuk memperkuat struktur bagian bawah badan pesawat.

· Menurut jenis badan pesawat, pesawat dibagi menjadi satu badan, twin-boom dengan gondola dan "sayap terbang".

Kebanyakan pesawat modern memiliki badan pesawat tunggal yang sayap dan ekornya terpasang.

Tergantung pada jenis dan lokasi bulu, ada tiga skema utama:

· susunan bulu belakang;

bulu depan (tipe pesawat "bebek");

pesawat tanpa ekor dari jenis "sayap terbang".

Sebagian besar pesawat sipil modern dibuat sesuai dengan skema dengan unit ekor. Skema ini memiliki varietas berikut:

· lokasi pusat lunas vertikal dan lokasi horizontal stabilizer;

bulu vertikal berjarak;

Bulu berbentuk V tanpa lunas vertikal.

Menurut jenis sasisnya, pesawat dibagi menjadi pesawat darat dan pesawat amfibi. Roda pendaratan pesawat darat biasanya beroda, terkadang ski, sedangkan pesawat amfibi adalah perahu atau pelampung.

Pesawat juga dibedakan berdasarkan jenis, jumlah dan letak mesinnya. Pada pesawat modern, mesin piston (PD), turboprop (TVD) dan turbojet (TRD) digunakan.

Lokasi mesin di pesawat tergantung pada jenis, jumlah, dimensi dan tujuan pesawat.

Pada pesawat bermesin ganda, mesin baling-baling dipasang di nacelles di depan sayap.

Mesin turbojet paling sering terletak di tiang di bawah sayap atau di belakang pesawat.

Keuntungan dari metode pertama: penempatan langsung mesin di aliran udara, pembongkaran sayap dari momen lentur dan torsi, kemudahan perawatan mesin. Namun, lokasi mesin yang dekat dengan tanah dikaitkan dengan risiko benda asing jatuh ke dalamnya dari permukaan landasan pacu. Pesawat dengan susunan mesin ini juga menyulitkan piloting dengan satu mesin yang gagal (terbang dengan gaya dorong asimetris).

Dalam metode kedua, keuntungan utama adalah sebagai berikut:

Sayap, bersih dari superstruktur, memiliki karakteristik aerodinamis terbaik (ada lebih banyak ruang untuk mengakomodasi peralatan mekanisasi sayap);

· tidak ada kesulitan saat terbang dengan gaya dorong asimetris;

Mengurangi tingkat kebisingan di kabin pesawat;

Sayap melindungi mesin dari kotoran saat pesawat bergerak di tanah;

Menyediakan perawatan mesin yang nyaman.

Namun, pengaturan mesin ini memiliki kelemahan serius:

· bulu horizontal harus digerakkan ke atas dan lunasnya diperkuat;

· badan pesawat di area mesin harus diperkuat;

· keselarasan pesawat saat bahan bakar habis bergerak mundur, mengurangi stabilitas pesawat.

3.2.2. Klasifikasi helikopter

Helikopter diklasifikasikan menurut berbagai kriteria, misalnya, menurut berat lepas landas maksimum (Tabel 3.2), menurut jenis penggerak rotor utama, jumlah dan lokasi rotor utama, atau metode kompensasi momen reaksi. dari baling-baling ini.

Tabel 3.2

Kelas helikopter

	Berat lepas landas maksimum, t	Jenis helikopter
	10 atau lebih	Mi-6, Mi-10K, Mi-26
		Mi-4, Mi-8, Ka-32

		Ka-15, Ka-18

Pada kebanyakan helikopter modern, rotor utama digerakkan melalui transmisi dari mesin. Selama rotasi, rotor utama mengalami aksi momen reaktif Mreact, yang merupakan reaksi udara dan sama dengan Mcr - torsi pada poros rotor utama. Momen ini cenderung untuk memutar badan pesawat helikopter ke arah yang berlawanan dengan putaran baling-baling. Metode penyeimbangan torsi reaktif baling-baling terutama menentukan skema helikopter.

Skema helikopter rotor tunggal saat ini adalah yang paling umum. Helikopter dari skema ini memiliki rotor ekor, yang dilakukan pada boom ekor panjang di luar bidang rotasi rotor utama. Daya dorong yang dihasilkan oleh rotor ekor memungkinkan untuk menyeimbangkan torsi reaktif dari rotor utama. Dengan mengubah nilai gaya dorong rotor ekor, dimungkinkan untuk melakukan kontrol arah, yaitu rotasi helikopter terhadap sumbu vertikal.

Helikopter rotor tunggal lebih sederhana untuk diproduksi dan dioperasikan daripada yang lain dan oleh karena itu memungkinkan untuk memperoleh biaya jam terbang yang relatif lebih rendah. Helikopter semacam itu kompak, memiliki beberapa bagian yang menonjol ke dalam aliran dan memungkinkan Anda untuk mencapai kecepatan penerbangan yang lebih tinggi dibandingkan dengan skema lainnya. Terkadang sayap dapat dipasang pada helikopter semacam itu untuk meningkatkan kecepatan. Saat mendekati dengan kecepatan horizontal, gaya angkat dibuat di sayap, akibatnya rotor utama diturunkan sebagian.

Biaya daya (8 ... 10%) mesin untuk menggerakkan rotor ekor, serta adanya boom ekor panjang dan rotor utama berdiameter besar, yang meningkatkan dimensi helikopter, adalah kerugian dari skema ini.

Dalam helikopter twin-rotor, penyeimbangan torsi reaktif dicapai dengan mengomunikasikan baling-baling kontra-rotasi. Helikopter twin-rotor dapat memiliki pengaturan rotor yang berbeda.

Dengan skema koaksial, poros rotor atas melewati poros berongga yang lebih rendah. Bidang rotasi baling-baling dipisahkan satu sama lain dengan jarak sedemikian rupa untuk mengecualikan tabrakan antara bilah baling-baling atas dan bawah di semua mode penerbangan.

Kontrol arah helikopter koaksial disediakan dengan mengatur bilah baling-baling atas dan bawah pada sudut serangan yang berbeda. Perbedaan torsi yang dihasilkan pada rotor menyebabkan helikopter berputar ke arah yang diinginkan. Terkadang, untuk meningkatkan kontrol arah, helikopter semacam itu dilengkapi dengan kemudi, yang aksinya mirip dengan aksi kemudi serupa di pesawat terbang. Kontrol longitudinal dan transversal dilakukan dengan kemiringan simultan dari bidang rotasi kedua rotor.

Helikopter dengan baling-baling koaksial adalah yang paling kompak dan bermanuver, memiliki pengembalian berat yang tinggi. Namun, kerumitan desain meningkatkan biaya produksi mereka dan menyebabkan kesulitan dalam pengoperasian, terutama dalam menyesuaikan sistem pembawa.

Dengan skema longitudinal, rotor dipasang di ujung badan pesawat. Baling-baling kontra-rotasi disinkronkan sehingga bilah satu baling-baling selalu lewat di antara bilah yang lain selama rotasi.

Keuntungan dari helikopter dari skema ini adalah badan pesawat yang panjang dan luas, di mana kargo berukuran besar dapat diangkut. Kalau tidak, mereka lebih rendah daripada helikopter rotor tunggal.

Helikopter skema melintang memiliki dua rotor yang terletak di bidang yang sama di sisi badan pesawat dan berputar ke arah yang berlawanan. Dari sudut pandang aerodinamika, tata letak rotor seperti itu adalah yang paling tepat, tetapi sayap, yang mengambil beban dari rotor, secara signifikan meningkatkan bobot struktur helikopter.

3.2.3. Klasifikasi mesin pesawat terbang

Pembangkit listrik dirancang untuk menciptakan traksi. Ini termasuk engine, baling-baling, nacelles engine, sistem bahan bakar dan oli, sistem kontrol engine dan baling-baling, dll.

Tergantung pada skema desain dan sifat proses kerja, mesin diklasifikasikan menjadi piston (PD) dan turbin gas (GTE). Pada gilirannya, mesin turbin gas dibagi menjadi: turbojet (TRD), turboprop (TVD), bypass turbojet (DTRD) dan turbo-fan, gbr. 3.2.

Beras. 3.2. Klasifikasi mesin pesawat terbang

TRD ringan, kompak, dan andal, itulah sebabnya mereka menempati posisi dominan di pesawat jarak jauh.

HPT memiliki efisiensi bahan bakar yang lebih tinggi dibandingkan dengan turbojet, tetapi desainnya secara signifikan lebih berat dan rumit oleh baling-baling, yang juga menyebabkan kebisingan dan getaran tambahan. TVD dipasang di sayap dan di bagian depan badan pesawat. Kehadiran baling-baling di teater membatasi pilihan lain untuk lokasi mereka di pesawat.

Mesin turbojet dipasang di sayap, di bawah sayap di tiang, di dalam badan pesawat, di sepanjang sisinya di bagian ekor. Setiap tata letak memiliki kelebihan dan kekurangan dan dipilih dengan mempertimbangkan jenis dan jumlah mesin, aerodinamis, kekuatan, massa dan fitur lain dari pesawat, dan kondisi operasinya.

Mesin piston berjalan pada kelas bensin penerbangan B-70 dan B-95/130. Energi panas dari bahan bakar yang dibakar di dalam silinder diubah menjadi energi mekanik dan ditransfer ke baling-baling, yang menciptakan daya dorong yang diperlukan untuk terbang. Mesin turbin gas berjalan pada minyak tanah kelas penerbangan T-1, TS-1, RT-1, dll.

Pertanyaan untuk pengendalian diri

1. Apa itu “keselamatan penerbangan” dan bagaimana memastikannya?

2. Apa yang mencapai "ekonomi operasi"?

3. Di bidang apa “kenyamanan penumpang” dipastikan?

4. Dengan tanda dan kriteria apa pesawat diklasifikasikan? Kekurangan dan kelebihan berbagai skema desain pesawat.

5. Klasifikasi helikopter. Apa kelebihan dan kekurangan berbagai desain helikopter?

6. Berikan klasifikasi mesin pesawat terbang.

BAB 4

KINERJA AERODINAMIKA

PESAWAT TERBANG

Aerohydromechanics (mekanika fluida dan gas) adalah ilmu yang mempelajari hukum gerak dan keseimbangan cairan dan gas dan interaksi gaya mereka dengan tubuh ramping dan permukaan batas. Mekanika fluida disebut hidromekanika, mekanika benda gas - mekanika udara.

Perkembangan ilmu aeronautika, penerbangan, dan roket membangkitkan minat khusus dalam studi tentang interaksi gaya udara dan media gas lainnya dengan benda-benda yang bergerak di dalamnya (sayap pesawat, badan pesawat, baling-baling, kapal udara, roket, dll.).

Desain dan perhitungan pesawat (helikopter) didasarkan pada hasil yang diperoleh dari studi aerodinamis. Mempertimbangkan aerodinamika, dimungkinkan untuk memilih bentuk eksternal pesawat yang rasional (dengan mempertimbangkan pengaruh timbal balik dari bagian-bagiannya) dan menetapkan penyimpangan yang diizinkan dalam bentuk eksternal, dimensi, dll. selama produksi.

Untuk perhitungan aerodinamis pesawat udara, yaitu untuk menentukan kemungkinan kisaran kecepatan, ketinggian dan jarak terbang, serta untuk menentukan karakteristik seperti stabilitas dan pengendalian pesawat, perlu diketahui gaya dan momen yang bekerja pada pesawat. pesawat dalam penerbangan. Untuk menghitung kekuatan, keandalan, dan daya tahan pesawat, perlu diketahui besarnya dan distribusi gaya aerodinamis di atas permukaan pesawat. Jawaban dari pertanyaan-pertanyaan ini adalah aerodinamika.

Sangat penting untuk menentukan karakteristik aerodinamis pesawat dan bagian-bagiannya selama penerbangan dengan kecepatan supersonik, karena dalam hal ini ada masalah tambahan dalam menentukan suhu di permukaan tubuh dalam tubuh yang ramping dan pertukaran panas antara tubuh. dan medianya.

Aerodinamika memainkan peran penting tidak hanya dalam desain dan perhitungan sebuah pesawat (helikopter), tetapi juga dalam uji terbangnya. Dengan bantuan data aerodinamis dan uji penerbangan, nilai deformasi yang diizinkan, kecepatan untuk pesawat, serta mode penerbangan, di mana getaran, guncangan pesawat, dll. terjadi.

Menurut prinsip interaksi mekanis dari beberapa benda yang bergerak, gaya yang bekerja pada benda bergantung pada gerakan relatifnya. Inti dari gerak relatif adalah sebagai berikut: jika dalam media udara yang diam sebuah benda (misalnya pesawat terbang di udara) bergerak lurus dan beraturan dengan kecepatan V∞, maka ketika media dan pesawat secara bersamaan diberikan kecepatan terbalik V∞, diperoleh apa yang disebut gerakan “terbalik”, yaitu aliran udara mengalir ke benda diam (misalnya, aliran udara di terowongan angin ke model pesawat stasioner), sedangkan kecepatan aliran tak terganggu adalah V∞. Dalam kedua kasus, persamaan yang menggambarkan gerakan relatif pesawat dan udara akan menjadi invarian. Dengan demikian, gaya aerodinamis hanya bergantung pada gerakan relatif tubuh dan udara.

Untuk menentukan karakteristik aerodinamis badan (misalnya, sayap, badan pesawat, dan bagian lain dari pesawat) yang disederhanakan oleh aliran udara, sintesis metode teoretis dan eksperimental saat ini digunakan: perhitungan teoretis dengan pengenalan koreksi eksperimental atau studi eksperimental dengan mempertimbangkan koreksi teoretis (untuk variasi pengaruh kriteria kesamaan, kondisi batas, dll.). Dalam kedua kasus tersebut, komputer banyak digunakan untuk perhitungan dan pemrosesan data eksperimen. Setelah pembuatan pesawat, tahap terakhir adalah uji terbang - eksperimen dalam kondisi alam. Sulit untuk secara langsung mengukur gaya aerodinamis (seperti, misalnya, di terowongan angin) selama uji terbang. Karakteristik aerodinamis ditentukan dengan memproses parameter pergerakan pesawat relatif terhadap udara yang diukur selama pengujian. Untuk mendapatkan jumlah data eksperimen yang cukup, penerbangan dilakukan dalam berbagai mode.

Aerodinamika dibagi menjadi dua bagian: aerodinamika kecepatan rendah dan aerodinamika kecepatan tinggi. Perbedaan mendasar antara bagian-bagian ini adalah sebagai berikut. Ketika kecepatan aliran gas kecil dibandingkan dengan kecepatan rambat suara, gas dianggap praktis tidak termampatkan dalam perhitungan aerodinamis, dan perubahan densitas dan suhu gas di dalam aliran tidak diperhitungkan. Pada kecepatan yang sepadan dengan kecepatan suara, fenomena kompresibilitas gas tidak dapat diabaikan.

Tugas aerodinamika adalah menentukan gaya aerodinamis yang menjadi dasar data penerbangan pesawat.

Aerodinamika sebagai ilmu berkembang dalam dua arah: eksperimental dan teoritis. Aerodinamika teoretis menemukan solusi dengan menganalisis hukum dasar hidroaerodinamika. Namun, karena kerumitan proses yang terjadi ketika aliran udara mengalir di sekitar benda, solusi dalam kasus ini adalah perkiraan dan memerlukan verifikasi eksperimental. Studi aerodinamis eksperimental dilakukan di terowongan angin atau secara langsung selama uji terbang pesawat. Tes penerbangan memberikan hasil yang paling dapat diandalkan. Mereka dilakukan, sebagai suatu peraturan, setelah tes di terowongan angin dilakukan.

Terowongan angin adalah perangkat di mana aliran udara dibuat secara artifisial, bertiup di sekitar benda yang diteliti.

pada gambar. 4.1 menunjukkan diagram terowongan angin. Kipas - 2 digerakkan oleh motor listrik - 1, yang memungkinkan Anda mengubah kecepatan kipas dan kecepatan aliran udara. Udara yang dihisap oleh kipas, setelah melewati saluran balik - 4, masuk melalui nosel konvergen - 7 ke bagian kerja - 6, di mana model uji ditempatkan - 5. Untuk kehilangan energi udara dan mencegah munculnya vortisitas ketika aliran berputar, baling-baling pemandu - 9 digunakan, dan untuk membuat aliran seragam di area kerja - panggangan pengarah - 8. Diffuser yang mengembang - 3 mengurangi kecepatan dan, karenanya, meningkatkan tekanan aliran udara, yang mengurangi energi yang dibutuhkan untuk memutar kipas.

Beras. 4.1. Skema terowongan angin: 1 - motor listrik; 2 - kipas angin; 3 - penyebar; 4 - saluran kembali; 5 - model yang diuji; 6 - bagian kerja terowongan angin; 7 - nozel; 8 - kisi pelurus; 9 - panduan baling-baling

Keseimbangan aerodinamis digunakan untuk menentukan gaya aerodinamis yang bekerja pada model yang diuji. Tekanan di berbagai bagian permukaan model diukur melalui lubang khusus yang terhubung ke pengukur tekanan.

4.2. Karakteristik lingkungan udara

suasana disebut cangkang gas yang mengelilingi dunia dan berputar bersamanya. Bagian atas atmosfer terdiri dari partikel terionisasi yang ditangkap oleh medan magnet bumi. Atmosfer dengan mulus masuk ke luar angkasa dan sulit untuk menentukan ketinggian yang tepat. Secara konvensional, ketinggian atmosfer diasumsikan 2500 km: pada ketinggian ini, kerapatan udara mendekati kerapatan luar angkasa. Studi tentang keadaan atmosfer sangat menarik untuk penerbangan, karena kinerja penerbangan pesawat tergantung pada sifat-sifat atmosfer. Kondisi meteorologi memiliki pengaruh yang sangat besar pada kinerja penerbangan pesawat.

Ketika ketinggian meningkat, tekanan dan kepadatan udara menurun. Parameter udara atmosfer tergantung pada koordinat tempat dan berubah dari waktu ke waktu dalam batas-batas tertentu. Radiasi matahari memiliki dampak yang signifikan terhadap keadaan atmosfer. Atmosfer dalam interaksi terus menerus dengan ruang dan bumi.

Atmosfer terdiri dari beberapa lapisan: troposfer, stratosfer, kemosfer, ionosfer, mesosfer, dan eksosfer, yang masing-masing dicirikan oleh perubahan suhu yang berbeda tergantung pada ketinggian.

Di troposfer, suhu menurun dengan ketinggian rata-rata 6,5 ° C setiap 1000 m. Di stratosfer, suhu tetap hampir konstan. Di kemosfer, lapisan udara hangat terletak di antara dua lapisan dingin, sehingga ada dua gradien suhu: di bagian bawah, rata-rata, +4°C per 1000 m, dan di bagian atas - 4,5°C per 1000 m. di ionosfer, suhu meningkat dengan ketinggian rata-rata 10 ° C setiap 1000 m. Di mesosfer, suhu menurun rata-rata 3 ° C setiap 1000 m.

Semua lapisan dipisahkan satu sama lain oleh zona setebal 1-2 km, yang disebut jeda: tropopause, stratopause, chymopause, ionopause, mesopause.

Lapisan atmosfer yang lebih rendah, khususnya troposfer dan stratosfer, saat ini paling menarik bagi penerbangan.

Pengamatan jangka panjang dari keadaan atmosfer di berbagai belahan dunia telah menunjukkan bahwa nilai-nilai suhu, tekanan dan kepadatan udara bervariasi tergantung pada waktu dan koordinat pada rentang yang sangat luas, yang tidak memungkinkan untuk memprediksi keadaan secara akurat. atmosfer pada saat penerbangan. Misalnya, di Siberia, suhu udara di permukaan laut di musim dingin kadang-kadang mencapai 2130 K, dan di musim panas 3030 K, yaitu, selama tahun itu berubah 900 K. Di garis lintang tengah, suhu bervariasi sekitar 700K. Fluktuasi yang signifikan juga diamati dalam perubahan suhu pada ketinggian yang berbeda.

Kisaran fluktuasi tekanan signifikan: di garis lintang tengah di permukaan laut, bervariasi dari 1,04 hingga 0,93 bar (1 bar = 105 N/m2). Dengan demikian, kerapatan udara juga berubah (dalam ± 10%).

Kurangnya kepastian dalam keadaan atmosfer di dekat Bumi dan dalam perubahan keadaannya dengan meningkatnya ketinggian menciptakan kesulitan serius dalam perhitungan aerodinamis dari karakteristik penerbangan pesawat, yang, seperti yang telah dicatat, sangat bergantung pada keadaan pesawat. suasana. Kebutuhan untuk menyatukan perhitungan yang terkait dengan pesawat ketika memecahkan masalah praktis, misalnya, kalibrasi seragam berbagai instrumen penerbangan (pengukur kecepatan, macometer, dll.), Perhitungan ulang karakteristik penerbangan pesawat yang diperoleh dalam kondisi atmosfer tertentu, pada yang lain menyebabkan penciptaan karakteristik kondisional atmosfer - standar. Karakteristik tersebut diperkenalkan dalam bentuk kondisi standar atmosfer (SA), yang memiliki bentuk tabel nilai numerik parameter fisik atmosfer untuk sejumlah ketinggian.

4.3. Informasi umum tentang hukum aerodinamika

Aerodinamika memberikan penjelasan kualitatif tentang sifat terjadinya gaya aerodinamis dan, dengan bantuan persamaan khusus, memungkinkan untuk memperoleh penilaian kuantitatifnya.

Saat mempelajari gerakan gas, kita berangkat dari asumsi bahwa media ini kompleks dengan distribusi materi yang berkelanjutan di ruang angkasa. Aliran gas (selanjutnya - udara) dalam aerodinamika biasanya direpresentasikan sebagai jet dasar yang terpisah - kontur tertutup dalam bentuk tabung, melalui permukaan samping di mana udara tidak dapat mengalir, Gambar. 4.2. Jika pada suatu titik dalam ruang kecepatan, tekanan, dan besaran karakteristik lainnya konstan dalam waktu, maka gerakan seperti itu disebut tunak.

Mari kita terapkan pada aliran udara dalam tetesan dua hukum alam yang paling umum: hukum kekekalan massa dan hukum kekekalan energi.

Untuk kasus gerak tetap, hukum kekekalan massa direduksi menjadi fakta bahwa massa udara yang sama mengalir melalui setiap penampang aliran per satuan waktu, yaitu:

1f1V1= 2f2V2=konstan,

di mana: adalah kerapatan massa udara di bagian aliran yang sesuai;

f adalah luas penampang tetesan;

V adalah kecepatan udara.

Persamaan ini disebut persamaan kontinuitas jet.

Produk fV adalah laju aliran massa per detik udara yang melewati setiap penampang jet.

Untuk kecepatan aliran rendah (M< 0,3), когда сжимаемостью воздуха мож-но пренебречь, то есть когда ρ1 = ρ2 = const, уравнение неразрывности прини-мает вид:

f1V1= f2V2=konst.

Dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa untuk M< 0,3 скорость течения в струйке обратно пропорциональна площади ее поперечного сечения.

Saat kecepatan meningkat, itu mulai mempengaruhi perubahan kepadatan lebih dan lebih terasa. Misalnya, pada kecepatan yang sesuai dengan M > 1, peningkatan kecepatan hanya dimungkinkan dengan peningkatan luas penampang jet.

https://pandia.ru/text/78/049/images/image012_75.gif" width="29" height="38 src=">, dan energi potensial yang sama dengan kerja gravitasi relatif terhadap beberapa tingkat bersyarat adalah mgh1. Selain itu, udara di atas bagian pertama melakukan pekerjaan dengan menggerakkan massa udara di depan. Pekerjaan ini didefinisikan sebagai produk dari gaya tekanan P1f1 dan lintasan V1Δτ.Jadi, energi udara yang ditransmisikan selama waktu melalui bagian II adalah:

Jadi, berdasarkan persamaan Bernoulli, kita dapat menyimpulkan bahwa dalam gerak tunak jumlah tekanan statis dan tekanan dinamis adalah nilai konstan.

Unit utama pesawat

Pesawat terbang adalah pesawat yang lebih berat dari udara, mereka dicirikan oleh prinsip penerbangan aerodinamis. Pesawat memiliki lift kamu dibuat karena energi aliran udara yang mencuci permukaan bantalan, yang tetap relatif terhadap tubuh, dan gerakan translasi dalam arah tertentu disediakan oleh daya dorong pembangkit listrik (PU) pesawat.

Berbagai jenis pesawat memiliki unit utama (komponen) yang sama: sayap , vertikal (VO) dan horisontal (PERGILAH) bulu burung , badan pesawat , pembangkit listrik (SU) dan casis (Gambar 2.1).

Beras. 2.1. Elemen struktural utama pesawat

Sayap pesawat1 menciptakan daya angkat dan memberikan stabilitas lateral ke pesawat selama penerbangannya.

seringkali sayap adalah basis kekuatan untuk menempatkan roda pendarat, mesin, dan volume internalnya digunakan untuk menampung bahan bakar, peralatan, berbagai komponen dan rakitan sistem fungsional.

Untuk perbaikan karakteristik lepas landas dan mendarat(VPH) pesawat modern, peralatan mekanisasi dipasang di sayap di sepanjang tepi depan dan belakang. Di tepi depan sayap ditempatkan tulang rusuk , dan di belakang - flaps10 , spoiler12 dan spoiler aileron .

Dalam hal kekuatan, sayap adalah balok desain yang kompleks, yang penopangnya adalah kerangka daya badan pesawat.

Ailerons11 adalah badan lintas pemerintah. Mereka menyediakan kontrol lateral pesawat.

Tergantung pada skema dan kecepatan terbang, parameter geometris, bahan struktural dan skema daya struktural, massa sayap bisa mencapai 9 ... 14 % dari berat lepas landas pesawat.

badan pesawat13 menggabungkan unit utama pesawat menjadi satu kesatuan, yaitu menyediakan sirkuit untuk sirkuit daya pesawat.

Volume internal badan pesawat digunakan untuk menampung awak, penumpang, kargo, peralatan, surat, bagasi, peralatan penyelamatan jika terjadi keadaan darurat. Badan pesawat kargo dilengkapi dengan sistem bongkar muat yang canggih, perangkat untuk tambatan kargo yang cepat dan andal.

Fungsi badan pesawat amfibi dilakukan oleh perahu, yang memungkinkan Anda lepas landas dan mendarat di air.

badan pesawat dalam hal gaya adalah balok berdinding tipis, yang penyangganya adalah tiang sayap, yang dengannya ia dihubungkan melalui simpul kerangka daya.

massa struktur badan pesawat adalah 9…15 % dari berat lepas landas pesawat.

Bulu vertikal5 terdiri dari bagian tetap lunas4 dan kemudi (RN) 7 .

Lunas 4 menyediakan pesawat dengan stabilitas arah di pesawat X0Z, dan - pengendalian arah terhadap sumbu 0 tahun.

Penghias RN 6 memastikan pemindahan beban yang berkepanjangan dari pedal, misalnya, jika terjadi kerusakan mesin.

Ekor horisontal9 termasuk bagian yang bergerak tetap atau terbatas ( stabilizer2 ) dan bagian yang bergerak - tangga berjalan (RV) 3 .

Stabilisator 2 memberikan stabilitas longitudinal pesawat, dan RV 3 - pengendalian memanjang. RV dapat membawa pemangkas 8 untuk membongkar kolom kemudi.

Berat, struktur GO dan VO biasanya tidak melebihi 1,3 ... 3 % dari berat lepas landas pesawat.

Casis pesawat terbang 16 mengacu pada perangkat lepas landas dan pendaratan (TLU), yang menyediakan lepas landas, lepas landas, mendarat, berlari, dan manuver pesawat saat bergerak di darat.

Jumlah penyangga dan posisi relatifnya Pusat gravitasi (CM) pesawat tergantung pada tata letak sasis dan karakteristik pengoperasian pesawat.

Roda pendaratan pesawat yang ditunjukkan pada Gambar. 2.1 memiliki dua dukungan utama16 dan satu dukungan busur17 . Setiap dukungan termasuk kekuatan rak18 dan elemen pendukung roda15 . Setiap penyangga dapat memiliki beberapa rak dan beberapa roda.

Paling sering, roda pendarat pesawat dibuat dapat ditarik dalam penerbangan, oleh karena itu, kompartemen khusus di badan pesawat disediakan untuk penempatannya. 13. Dimungkinkan untuk membersihkan dan menempatkan roda pendaratan utama di tempat khusus gondola (atau mesin nacelles), fairing14 .

Sasis memastikan penyerapan energi kinetik benturan saat mendarat dan energi pengereman selama berlari, meluncur, dan bermanuver pesawat di lapangan terbang.

pesawat amfibi dapat lepas landas dan mendarat baik dari lapangan udara darat maupun dari permukaan air.

Gambar 2.2. Roda pendaratan pesawat amfibi.

pada tubuh pesawat terbang air pasang sasis beroda, dan letakkan di bawah sayap mengapung1 ,2 (gbr.2.2).

Massa relatif sasis biasanya 4…6 % dari berat lepas landas pesawat.

Power Point 19 (lihat Gambar 2.1), menyediakan penciptaan daya dorong pesawat yang terdiri dari mesin, serta sistem dan perangkat yang memastikan operasinya dalam penerbangan dan operasi darat pesawat.

Untuk mesin piston, gaya dorong diciptakan oleh baling-baling, untuk turboprop - oleh baling-baling dan sebagian oleh reaksi gas, untuk mesin jet - oleh reaksi gas.

CS meliputi: titik attachment engine, nacelle, kontrol CS, perangkat input dan output engine, sistem bahan bakar dan oli, sistem start engine, sistem kebakaran dan anti-icing.

Massa relatif dari sistem kontrol, tergantung pada jenis mesin dan tata letaknya di pesawat, dapat mencapai 14 ... 18 % dari berat lepas landas pesawat.

2.2. Teknis, ekonomi dan teknis penerbangan
karakteristik pesawat

Karakteristik teknis dan ekonomi pesawat adalah:

Massa muatan relatif:

`M mon = M Senin /M 0

di mana M mon - massa muatan;

M 0 - berat lepas landas pesawat;

Massa relatif dari beban maksimum yang dibayarkan:

`M knmax = M knmax / M 0

di mana M knmax massa muatan maksimum;

Output per jam maksimum:

P h = M knmax v penerbangan

di mana v penerbangan - kecepatan terbang pesawat;

Konsumsi bahan bakar per unit produktivitas Q T

Karakteristik kinerja penerbangan utama pesawat meliputi:

Kecepatan jelajah maksimum v cr.max;

kecepatan ekonomi jelajah V ke p .ek;

Ketinggian pelayaran H atas;

Jangkauan penerbangan dengan beban berbayar maksimum L;

Rasio lift-to-drag rata-rata KE dalam penerbangan;

tingkat pendakian;

Daya dukung, yang ditentukan oleh massa penumpang, kargo, bagasi yang diangkut di pesawat untuk massa penerbangan dan pasokan bahan bakar tertentu;

Karakteristik lepas landas dan pendaratan (TLC) pesawat.

Parameter utama yang mencirikan pendaratan di udara adalah kecepatan pendekatan - V z.p.; kecepatan pendaratan - V P; kecepatan lepas landas - V omp; panjang lepas landas aku sekali; panjang lari pendaratan - aku np; nilai maksimum koefisien angkat dalam konfigurasi pendaratan sayap - DENGAN y maks n;nilai maksimum koefisien angkat dalam konfigurasi lepas landas sayap DENGAN di maks vzl

Klasifikasi pesawat

Klasifikasi pesawat dilakukan menurut banyak kriteria.

Salah satu kriteria utama untuk mengklasifikasikan pesawat adalah kriteria janji . kriteria ini menentukan kinerja penerbangan, parameter geometris, tata letak dan komposisi sistem fungsional pesawat.

Menurut tujuannya, pesawat dibagi menjadi: sipil dan militer . Baik pesawat pertama dan kedua diklasifikasikan tergantung pada jenis tugas yang dilakukan.

Klasifikasi pesawat sipil hanya dipertimbangkan di bawah ini.

Pesawat sipil dirancang untuk mengangkut penumpang, surat, kargo, serta untuk memecahkan berbagai masalah ekonomi.

Pesawat dibagi menjadi penumpang , muatan , eksperimental , pelatihan , serta pesawat terbang sasaran tujuan ekonomi nasional .

Penumpang pesawat, tergantung pada jangkauan penerbangan dan daya dukung, dibagi menjadi:

- pesawat jarak jauh - jangkauan penerbangan L>6000 km;

- pesawat angkut sedang - 2500 < L < 6000 км;

- pesawat jarak pendek - 1000< L < 2500 км;

- pesawat untuk maskapai lokal (MVL) - L <1000 км.

pesawat jarak jauh(Gbr. 2.3) dengan jangkauan terbang lebih dari 6000 km, biasanya dilengkapi dengan sistem kontrol empat mesin turbofan atau mesin propfan, yang meningkatkan keselamatan penerbangan jika terjadi kerusakan pada satu atau dua mesin.

Pesawat jarak menengah(Gbr. 2.4, Gbr. 2.5) memiliki sistem kontrol dua atau tiga mesin.

Pesawat jarak pendek(Gbr. 2.6) dengan jangkauan penerbangan hingga 2.500 km, mereka memiliki sistem kontrol dua atau tiga mesin.

Pesawat maskapai lokal (LA) dioperasikan pada rute udara dengan panjang kurang dari 1000 km, dan sistem kendalinya dapat terdiri dari dua, tiga atau bahkan empat mesin. Penambahan jumlah mesin menjadi empat karena keinginan untuk memastikan tingkat keselamatan penerbangan yang tinggi dengan intensitas lepas landas dan pendaratan yang tinggi, khas untuk pesawat internasional.

Pesawat MVL termasuk pesawat administrasi, yang dirancang untuk membawa 4 ... 12 penumpang.

Pesawat kargo menyediakan transportasi barang. Pesawat-pesawat ini, tergantung pada jangkauan penerbangan dan daya dukungnya, dapat dibagi lagi seperti pesawat penumpang. pengangkutan barang dapat dilakukan baik di dalam kompartemen kargo (Gbr. 2.7) dan di selempang eksternal badan pesawat (Gbr. 2.8).

Pesawat latih memberikan pelatihan dan pelatihan bagi personel penerbangan di lembaga pendidikan dan pusat pelatihan penerbangan sipil (Gbr. 2.9) Pesawat semacam itu sering dibuat ganda (instruktur dan peserta pelatihan)

pesawat eksperimental diciptakan untuk memecahkan masalah ilmiah tertentu, untuk melakukan penelitian skala penuh secara langsung dalam penerbangan, bila perlu untuk memverifikasi hipotesis dan solusi konstruktif.

Pesawat untuk perekonomian nasional tergantung pada tujuan penggunaan, mereka dibagi menjadi pertanian, patroli, pengamatan jaringan pipa minyak dan gas, hutan, zona pesisir, lalu lintas, sanitasi, pengintaian es, foto udara, dll.

Bersamaan dengan pesawat yang dirancang khusus untuk tujuan ini, pesawat MVL berkapasitas kecil dapat dilengkapi kembali untuk tugas-tugas tertentu.

Beras. 2.7. Pesawat kargo

Beras. 2.10

Beras. 2.9

Gbr.2.8

Beras. 2.8. Transportasi barang dengan sling eksternal

Beras. 2.9. Pesawat latih

Beras. 2.10. Pesawat terbang tujuan ekonomi nasional

Tata letak aerodinamis pesawat mencirikan jumlah, bentuk luar dari permukaan bantalan dan posisi relatif sayap, ekor, dan badan pesawat.

Klasifikasi tata letak aerodinamis didasarkan pada dua fitur:

- bentuk sayap ;

- pengaturan bulu Saya.

Sesuai dengan tanda pertama, enam jenis konfigurasi aerodinamis dibedakan:

- dengan sayap lurus dan trapesium;

- dengan sayap tersapu;

- dengan sayap delta;

- dengan sayap lurus dengan pemanjangan kecil;

- dengan sayap melingkar;

- dengan sayap bulat.

Untuk pesawat sipil modern, dua jenis konfigurasi aerodinamis pertama dan sebagian ketiga digunakan secara praktis.

Menurut jenis klasifikasi kedua, tiga opsi berikut untuk tata letak aerodinamis pesawat dibedakan:

Skema normal (klasik);

Skema "bebek";

Skema tanpa ekor.

Variasi dari skema "tanpa ekor" adalah skema "sayap terbang".

Pesawat terbang sirkuit normal (lihat gbr. 2.5, 2.6) memiliki GO yang terletak di belakang sayap. Skema ini telah menjadi dominan pada pesawat penerbangan sipil.

Keuntungan utama dari rangkaian normal:

Kemungkinan penggunaan mekanisasi sayap yang efektif;

Penyeimbangan pesawat yang mudah dengan flap yang diperpanjang;

Mengurangi panjang badan pesawat depan. Ini meningkatkan pandangan pilot dan mengurangi area airfoil, karena badan pesawat depan yang diperpendek menyebabkan momen tanah yang tidak stabil;

Kemungkinan pengurangan area VO dan GO, karena bahu GO dan VO jauh lebih besar daripada skema lainnya.

kerugian dari skema normal:

GO menciptakan pengangkatan negatif di hampir semua mode penerbangan. Hal ini menyebabkan penurunan gaya angkat pesawat. Terutama dalam kondisi penerbangan transisi saat lepas landas dan mendarat;

GO terletak di aliran udara yang terganggu di belakang sayap, yang berdampak buruk pada operasinya.

Untuk menghilangkan GO dari "bayangan aerodinamis" sayap atau dari "kebangkitan" sayap dalam mode penerbangan transisi, ia digeser relatif terhadap ketinggian sayap (Gbr. 2.11, a), dilakukan ke tengah lunas (Gbr. 2.11; b) atau ke atas lunas (Gbr. 2.11, c).

Beras. 2.12

Beras. 2.11

Beras. 2.11 Tata letak ekor horizontal

sebuah. VO., offset relatif terhadap tinggi sayap;

B. VO terletak di tengah lunas (bulu salib);

v. bulu berbentuk T;

g.v - bulu kiasan.

Dalam praktik konstruksi pesawat terbang, dikenal kasus penggunaan gabungan, yang disebut ekor-v (Gbr. 2.12). fungsi GO dan VO dalam hal ini dilakukan oleh dua permukaan yang berjarak relatif satu sama lain. Kemudi ditempatkan pada permukaan ini, dengan defleksi ke atas dan ke bawah yang sinkron, bekerja sebagai RV, dan ketika satu kemudi dibelokkan ke atas dan yang lainnya ke bawah, pesawat dikendalikan dalam arah yang sesuai.

Cukup sering, pertahanan udara dua lunas dan bahkan tiga lunas dapat digunakan di pesawat.

Dengan tata letak aerodinamis pesawat sesuai dengan pola bebek di GO mereka ditempatkan di depan sayap di bagian depan badan pesawat (Gbr. 2.13)

Keuntungan dari skema "bebek" adalah:

Penempatan GO pada aliran udara yang tidak terganggu;

Kemungkinan pengurangan ukuran sayap, karena GO menjadi pembawa, mis. berpartisipasi dalam penciptaan gaya angkat pesawat;

Cukup mudah menangkis momen menyelam yang muncul ketika mekanisasi sayap dibelokkan oleh defleksi GO;

Beras. 2.13 Tata letak pesawat sesuai dengan skema "bebek"

Peningkatan bahu GO lebih dari 30% daripada skema normal, yang memungkinkan untuk mengurangi area sayap;

Ketika sudut serang tinggi tercapai, aliran terhenti di GO terjadi lebih awal daripada di sayap, yang praktis menghilangkan risiko pesawat mencapai sudut serang superkritis dan menghentikannya hingga berputar-putar.

Untuk pesawat yang dibuat menurut skema "bebek", pergeseran posisi fokus ke belakang saat bergerak dari M<1 к М>1 kurang dari pesawat normal, sehingga peningkatan derajat stabilitas longitudinal diamati pada tingkat yang lebih rendah.

Kerugian dari skema ini adalah:

Mengurangi daya dukung sayap sebesar 10-15 % karena kemiringan aliran dari GO;

Lengan VO yang relatif kecil, menyebabkan peningkatan luas VO, dan terkadang pemasangan dua lunas untuk meningkatkan stabilitas arah. Ini mengkompensasi momen destabilisasi yang diciptakan oleh badan pesawat yang memanjang ke depan.

Skema tanpa ekor ditandai dengan tidak adanya GO (lihat Gambar 1.13), sedangkan fungsi GO digeser ke sayap. Pesawat yang dibuat menurut skema ini mungkin tidak memiliki badan pesawat, dalam hal ini mereka disebut "sayap terbang". Pesawat semacam itu dicirikan oleh hambatan minimal.

Skema tailless memiliki keuntungan sebagai berikut:

Karena sayap segitiga digunakan pada pesawat seperti itu, dengan dimensi besar dari rusuk onboard, dimungkinkan untuk mengurangi ketebalan relatif profil, memastikan penggunaan volume sayap yang rasional untuk penempatan bahan bakar;

Tidak adanya beban GO memungkinkan untuk meringankan bagian ekor badan pesawat;

Biaya dan berat badan pesawat berkurang, karena tidak ada GO, untuk alasan yang sama, hambatan gesekan pesawat berkurang karena penurunan luas permukaan yang dialiri aliran udara;

Dimensi geometris yang signifikan dari tulang rusuk onboard memberikan kemampuan untuk menciptakan efek "bantalan udara" dalam mode pendaratan pesawat;

Karena sayap sapuan ganda digunakan dalam skema "tanpa ekor", peningkatan yang signifikan dalam koefisien angkat terjadi selama lepas landas.

Di antara kekurangan skema ini, yang paling signifikan adalah:

Ketidakmungkinan penggunaan penuh daya dukung sayap saat mendarat;

Pengurangan plafon pesawat akibat penurunan kualitas aerodinamis, yang dijelaskan dengan menahan elevon pada posisi defleksi atas untuk mencapai angle of attack tertinggi dari sayap;

Kesulitan, dan terkadang ketidakmungkinan untuk menyeimbangkan pesawat dengan sayap yang diperpanjang;

Sulit untuk memastikan stabilitas arah pesawat karena bahu VO yang kecil, oleh karena itu, terkadang tiga lunas dipasang (lihat Gambar 1.13).

Dalam praktik konstruksi pesawat eksperimental, Anda dapat menemukan opsi dengan kombinasi skema dasar dalam satu pesawat.

Varian dimungkinkan ketika dua GO digunakan di pesawat - satu di depan sayap dan yang kedua di belakangnya. Saat menerapkan skema “tandem”, pesawat memiliki sayap dan GO yang hampir sepadan luasnya. Skema "tandem" dapat dianggap sebagai perantara antara skema normal dan skema "bebek", karena rentang operasional keseimbangan keseimbangan diperluas dengan kerugian yang relatif kecil dalam kualitas aerodinamis untuk menyeimbangkan pesawat.

Fitur desain utama yang mengklasifikasikan pesawat adalah:

Jumlah dan susunan sayap;

Jenis pesawat;

Jenis mesin, jumlah dan penempatannya di pesawat;

Skema sasis, dicirikan oleh jumlah penyangga dan posisi relatifnya relatif terhadap CM pesawat.

Tergantung pada jumlah sayap, monoplane dan biplan dibedakan.

Skema pesawat udara bersayap sepasang mendominasi dalam konstruksi pesawat, dan sebagian besar pesawat dibuat sesuai dengan skema ini, yang disebabkan oleh drag yang lebih rendah dari monoplane dan kemungkinan peningkatan kecepatan penerbangan.

Skema pesawat "biplan" (Gbr. 2.16) dibedakan dengan tinggi
kemampuan manuver, tetapi kecepatannya rendah, jadi skema ini diterapkan untuk pesawat tujuan khusus, misalnya, untuk pertanian.

Gambar 2. 16 Pesawat Biplan

Menurut lokasi sayap relatif terhadap badan pesawat, pesawat dapat dioperasikan sesuai dengan skema "sayap rendah" (Gbr. 2.17, a), "sayap sedang" (Gbr. 2.17, b) dan "sayap tinggi" " (Gbr. 2.17, c).

Gambar 2.17. Berbagai tata letak sayap

Skema "sayap rendah" paling tidak menguntungkan dalam hal aerodinamika, karena di zona persimpangan sayap dengan badan pesawat, kelancaran aliran terganggu dan hambatan tambahan muncul karena gangguan sistem sayap-pesawat. Kerugian ini dapat dikurangi secara signifikan dengan mengatur fairing, memastikan penghapusan efek diffuser.

Penempatan mesin turbin gas di bagian akar sayap memungkinkan untuk digunakan
efek ejektor dari mesin jet, yang disebut fairing aktif.

Pesawat sayap rendah memiliki lokasi yang lebih tinggi dari kontur badan pesawat yang lebih rendah di atas tanah. Hal ini disebabkan kebutuhan untuk mencegah ujung sayap menyentuh permukaan landasan pacu selama pendaratan terguling, serta untuk memastikan pengoperasian yang aman dari sistem kontrol saat menempatkan mesin di sayap. Dalam hal ini, proses bongkar muat kargo, bagasi, serta naik dan turun penumpang menjadi lebih rumit. Kekurangan ini dapat dihindari dengan melengkapi landing gear pesawat dengan mekanisme “jongkok”.

Skema "sayap rendah" paling sering digunakan untuk pesawat penumpang, karena memberikan keamanan yang lebih besar dibandingkan dengan opsi lain untuk pendaratan darurat di tanah dan air. Selama pendaratan darurat di tanah dengan roda pendarat ditarik, sayap menyerap energi benturan, melindungi kabin penumpang. Saat mendarat di air, pesawat terendam air hingga ke sayap, yang memberikan daya apung tambahan pada badan pesawat dan menyederhanakan organisasi pekerjaan yang terkait dengan evakuasi penumpang.

Keuntungan penting dari skema "sayap rendah" adalah massa terkecil dari struktur, karena roda pendarat utama paling sering dikaitkan dengan sayap dan dimensi serta beratnya lebih kecil daripada sayap tinggi. Dibandingkan dengan pesawat sayap tinggi dengan roda pendarat di badan pesawat, pesawat sayap rendah memiliki massa yang lebih rendah, karena tidak memerlukan pembobotan badan pesawat yang terkait dengan pemasangan roda pendarat utama padanya.

Pesawat bersayap rendah dengan penempatan penyangga utama di sayap mempertahankan aturan dasar: pesawat didukung oleh permukaan bantalan. Aturan ini dipertahankan dalam semua mode operasional, baik dalam penerbangan maupun saat lepas landas dan mendarat. Sayap dalam kasus terakhir bertumpu pada sasis selama lari dan lari. Berkat ini, dimungkinkan untuk menyatukan sirkuit daya, yang menentukan cara mentransfer beban maksimum, dan untuk mengurangi berat struktur pesawat secara keseluruhan. Keuntungan yang dipertimbangkan menjadi alasan posisi dominan skema "sayap rendah" pada pesawat penumpang.

Skema "rencana menengah" (Gbr. 2. 17, b) paling sering tidak digunakan untuk pesawat penumpang dan kargo, karena kotak sayap (bagian kekuatannya) tidak dapat ditempatkan di kabin penumpang atau kargo.

Dengan pertumbuhan massa lepas landas dan parameter pesawat, menjadi mungkin untuk membawa tata letak sayap pesawat berbadan lebar lebih dekat ke tengah pesawat. Dalam hal ini, sayap dinaikkan ke lantai kabin penumpang atau kompartemen kargo, seperti yang dilakukan pada A-300, Boeing-747, Il-96, dll. Berkat solusi ini, dimungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan karakteristik aerodinamis.

Dalam bentuknya yang murni, skema "rencana menengah" dapat diterapkan pada pesawat dek ganda, di mana sayap praktis tidak mengganggu penggunaan volume badan pesawat untuk menampung kompartemen penumpang, ruang kargo, dan peralatan.

Skema "sayap tinggi" (Gbr. 2.17, c) banyak digunakan untuk pesawat kargo, dan juga diterapkan pada pesawat MVL. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk memperoleh jarak terkecil dari kontur bawah badan pesawat ke permukaan landasan pacu, karena sayap yang tinggi tidak mempengaruhi pilihan ketinggian badan pesawat relatif terhadap tanah.

Saat menggunakan skema "sayap tinggi" ada kemungkinan manuver bebas kendaraan khusus selama perawatan pesawat.

Efisiensi transportasi pesawat kargo meningkat karena posisi terendah dari lantai kompartemen kargo, yang memungkinkan pemuatan dan pembongkaran kargo besar dengan cepat dan mudah, peralatan self-propelled, berbagai modul, dll.

Sumber daya mesin meningkat, karena terletak pada jarak yang cukup jauh dari tanah dan kemungkinan partikel padat dari permukaan landasan memasuki saluran masuk udara berkurang tajam.

Keuntungan yang dicatat dari pesawat bersayap tinggi menjelaskan posisi dominan yang diambil skema ini pada pesawat angkut di dalam negeri (An-22, An-124, An-225), asing (C-141, C-5A, C- 17 (AS) dan lain-lain.) latihan.

Skema "sayap tinggi" dengan mudah memberikan jarak aman terukur dari permukaan landasan pacu ke ujung bilah baling-baling atau kontur bawah saluran masuk udara GTE. Ini menjelaskan penggunaan skema ini yang agak sering pada pesawat penumpang MVL (An-28 (Ukraina), F-27 (Holland), Short-360 (Inggris), ATP 42, ATP-72 (Prancis-Italia)).

Keuntungan yang tidak diragukan dari skema "sayap tinggi" adalah nilai yang lebih tinggi DENGAN pada maksimal karena pemeliharaan permukaan atas sayap yang sepenuhnya atau sebagian bersih secara aerodinamis di atas badan pesawat, efisiensi mekanisasi sayap yang lebih besar dengan mengurangi efek akhir pada sayap, karena sisi badan pesawat dan nacelle mesin berperan sebagai pencuci ujung.

Namun, massa besar struktur badan pesawat dibandingkan dengan skema lain mempengaruhi muatan, atau pasokan bahan bakar dan jangkauan penerbangan. Pembobotan struktur badan pesawat dijelaskan oleh:

Kebutuhan untuk meningkatkan area VO sebesar 15-20 % karena sebagian masuk ke zona naungan dari sayap;

Peningkatan massa badan pesawat sebesar 15-20 % karena peningkatan jumlah kerangka yang diperkuat di area pemasangan roda pendarat utama, penguatan struktur area kontur badan pesawat bawah jika terjadi pendaratan darurat dengan roda pendarat tidak diperpanjang, dan karena pengerasan kabin bertekanan.

Saat memasang roda pendarat utama ke dasar daya badan pesawat, ada kesulitan dalam menyediakan pengukur yang diperlukan.

Jalur kecil sasis meningkatkan beban pada satu pelat beton,
yang mungkin memerlukan kelas aerodrome yang lebih tinggi untuk mengoperasikan pesawat.

Keinginan untuk menyediakan pengukur yang dapat diterima sering kali membuat perlu untuk meningkatkan lebar keseluruhan rangka yang diperkuat di area di mana penyangga utama berada, untuk membentuk nacelles roda pendarat yang menonjol dan untuk meningkatkan bagian tengah pesawat, dan karenanya hambatan aerodinamisnya. . Seperti yang ditunjukkan statistik, dalam hal ini, resistansi frontal nacelles sasis dapat mencapai 10-15 % dari hambatan total badan pesawat.

Keamanan yang lebih rendah dari pesawat bersayap tinggi selama pendaratan darurat di air dan darat terkadang membuat skema ini tidak mungkin digunakan pada pesawat dengan kapasitas penumpang yang besar, karena selama pendaratan darurat di darat, sayap dengan massanya, bersama dengan mesin, cenderung menghancurkan badan pesawat dan kabin penumpang. Saat mendarat di air, badan pesawat tenggelam ke kontur sayap yang lebih rendah dan kabin penumpang mungkin berada di bawah air. Dalam hal ini, organisasi pekerjaan untuk menyelamatkan penumpang jauh lebih rumit dan evakuasi orang hanya mungkin dilakukan melalui palka darurat di bagian atas badan pesawat.

berdasarkan tipe badan pesawat pesawat dibagi menjadi yang konvensional, yaitu dibuat sesuai dengan skema pesawat tunggal (Gbr. 2.18, a); sesuai dengan skema dua badan pesawat dan skema "nacelle" (Gbr. 2.18, b).

Beras. 2.18 Klasifikasi pesawat terbang menurut tipe badan pesawat

Skema badan pesawat tunggal yang paling banyak digunakan, yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan konfigurasi paling menguntungkan dari bentuk badan pesawat dari sudut pandang aerodinamis, karena hambatan dalam hal ini akan menjadi yang terkecil dibandingkan dengan jenis lainnya.

Saat menempatkan ekor pesawat bukan pada badan pesawat, tetapi pada dua balok (Gbr. 2.18, b) atau mengganti badan pesawat dengan gondola, terjadi peningkatan gaya hambat. Skema "nacelle" (Gbr. 2.18, b) dicirikan oleh perampingan nacelle yang buruk, yang dapat menyebabkan ketidakstabilan pesawat pada sudut serang yang tinggi. Oleh karena itu, skema "nacelle" dua balok dalam praktik konstruksi pesawat jarang diterapkan, terutama pada pesawat angkut, di mana masalah efisiensi transportasi menjadi yang terpenting. Contoh dari solusi tersebut adalah pesawat kargo Argosy dari Hawker Sidley.

Gambar 2.19 Pesawat Udara “Pesawat Adgie”

Berdasarkan jenis mesin membedakan antara pesawat dengan PD, turbojet, TVLD, dll.

Dengan jumlah mesin pesawat dibagi menjadi satu, dua, tiga, empat, enam mesin.

Pada pesawat penumpang, dari kondisi menjamin keselamatan penerbangan, jumlah mesin tidak boleh kurang dari dua. Peningkatan jumlah mesin lebih dari enam tidak dapat dibenarkan karena kesulitan yang terkait dengan memastikan sinkronisasi pengoperasian sistem kontrol individu dan peningkatan waktu dan intensitas tenaga kerja untuk pekerjaan pemeliharaan.

Menurut lokasi mesin pesawat penumpang subsonik dapat diklasifikasikan menjadi empat kelompok utama: mesin - di sayap (Gbr. 2.20, a), mesin - di akar sayap, mesin - di badan pesawat belakang (b) dan versi campuran (c) dari tata letak mesin.

Saat memilih tempat untuk memasang mesin, fitur tata letak umum pesawat, kondisi operasi dan memastikan umur mesin maksimum diperhitungkan, mereka berusaha untuk mendapatkan resistensi frontal terkecil dari sistem kontrol, untuk meminimalkan kehilangan udara di asupan udara.

Jadi, pada pesawat dengan tiga mesin, disarankan untuk menggunakan opsi tata letak campuran (Gbr. 2.20): dua mesin di bawah sayap dan yang ketiga di belakang badan pesawat atau di lunas.

Beras. 2.20 Tata letak mesin pesawat

Pada pesawat dengan dua mesin, sistem kontrol ditempatkan di sayap atau di belakang badan pesawat.

Dengan peningkatan rasio bypass mesin, diameternya meningkat. Oleh karena itu, ketika mengatur mesin di bawah sayap, perlu untuk meningkatkan ketinggian sasis untuk memastikan jarak yang dinormalisasi dari bypass nacelle mesin ke tanah. Hal ini menyebabkan peningkatan massa struktur pesawat dan menciptakan sejumlah masalah yang berkaitan dengan penumpang, bagasi dan pemeliharaan. Pertama-tama, ini berlaku untuk pesawat MVL, yang sering dioperasikan dari lapangan terbang yang tidak memiliki peralatan khusus. Pada saat yang sama, efek membongkar sayap dalam penerbangan karena penempatan mesin di atasnya berkurang secara signifikan, karena dengan peningkatan rasio bypass, berat jenis mesin turbojet berkurang.

Gambar 2.21 menunjukkan dua pesawat, desain yang dibuat atas dasar persyaratan yang sama untuk beban berbayar, jangkauan, rasio udara-ke-udara, bagian tengah badan pesawat, dll. Gambar 2.21 menunjukkan perbedaan antara kedua pesawat dalam hal ketinggian sayap dan badan pesawat relatif terhadap tanah.

Gambar 2.21 Pengaruh mesin bypass pada tata letak pesawat

Berdasarkan jenis roda pendaratan mereka dibagi menjadi roda, ski, pelampung (untuk pesawat amfibi), sasis ulat dan hovercraft.

Distribusi dominan diterima oleh sasis beroda, dan cukup sering pelampung digunakan.

Menurut diagram sasis pesawat dibagi menjadi roda tiga dan
dua-dukungan.

Skema tiga bantalan dilakukan dalam dua versi: skema tiga bantalan dengan penyangga hidung dan skema tiga bantalan dengan penyangga ekor. Dalam kebanyakan kasus, penggunaan pesawat roda tiga dengan dukungan hidung. Versi kedua dari skema ini ditemukan pada pesawat ringan.

Skema sasis dua bantalan pada pesawat sipil praktis tidak digunakan.

Pada pesawat berat, terutama transportasi, skema sasis multi-dukungan telah tersebar luas. Misalnya, pada pesawat Boeing-747, roda pendarat lima tiang digunakan, pada pesawat An-225, roda pendarat enam belas tiang digunakan, dan pada penumpang Il-86, roda pendarat empat tiang digunakan.

2.4. PERSYARATAN DESAIN
PESAWAT TERBANG

Semua persyaratan untuk desain pesawat dibagi menjadi: adalah umum , wajib untuk semua unit badan pesawat, dan spesial .

Persyaratan umum meliputi aerodinamis, kekuatan dan kekakuan, keandalan dan kemampuan bertahan pesawat, operasional, perawatan, manufakturabilitas produksi pesawat, ekonomi dan persyaratan, berat minimum struktur badan pesawat dan sistem fungsional.

Persyaratan aerodinamis dikurangi untuk memastikan bahwa pengaruh bentuk pesawat, parameter geometris dan desainnya sesuai dengan data penerbangan yang diperoleh dengan biaya energi terendah. Implementasi persyaratan ini menyediakan untuk memastikan ketahanan minimum pesawat, karakteristik stabilitas dan kemampuan kontrol yang diperlukan, karakteristik penanganan udara yang tinggi, indikator mode penerbangan jelajah.

Pemenuhan persyaratan aerodinamis dicapai dengan memilih nilai optimal dari parameter unit individu (bagian) pesawat, tata letak timbal balik yang rasional dan parameter spesifik tingkat tinggi.

Persyaratan kekuatan dan kekakuan disajikan ke rangka badan pesawat dan kulitnya, yang harus menahan semua jenis beban operasional tanpa kerusakan, sementara deformasi tidak boleh menyebabkan perubahan sifat aerodinamis pesawat, getaran berbahaya tidak boleh terjadi, dan deformasi sisa yang signifikan tidak boleh muncul . Pemenuhan persyaratan ini dipastikan dengan pemilihan sirkuit daya yang rasional dan luas penampang elemen daya, serta pemilihan bahan.

Persyaratan keandalan dan kelangsungan hidup pesawat terbang menyediakan pengembangan dan penerapan langkah-langkah konstruktif yang bertujuan untuk memastikan keselamatan penerbangan.

Keandalan pesawat mewakili kemampuan suatu struktur untuk menjalankan fungsinya sambil mempertahankan indikator kinerja untuk periode tertentu dari periode antar-pengaturan, sumber daya atau unit pengukuran lain dari waktu operasi. Karakteristik keandalan adalah jam terbang per kegagalan, jumlah kegagalan per satu jam terbang, dll.

Keandalan pesawat dapat ditingkatkan dengan memilih elemen struktural yang andal, duplikasinya (redundansi).

Kelangsungan hidup pesawat ditentukan oleh kemampuan struktur untuk menjalankan fungsinya dengan adanya kerusakan. Untuk memastikan persyaratan ini, tindakan konstruktif diperlukan, misalnya, penggunaan sirkuit daya statis tak tentu, tindakan proteksi kebakaran yang efektif dan, terutama, redundansi. Persyaratan ini sangat penting untuk memastikan level tertentu keselamatan penerbangan .

Kebutuhan operasional menyediakan untuk pembentukan tersebut
struktur yang memungkinkan dalam waktu singkat untuk menyediakan teknis
perawatan pesawat dengan biaya material dan teknis yang minimal.

Implementasi persyaratan tersebut dimungkinkan dengan menyediakan akses yang mudah ke unit, standarisasi dan penyatuan unit, unit, bagian dari pesawat dan konektor, penggunaan sistem built-in untuk pemantauan otomatis kondisi teknis sistem dan unit pesawat, sistem yang efektif untuk pemecahan masalah dan pemecahan masalah, meningkatkan sumber daya dan masa pakai antar-regulasi.

Persyaratan Pemeliharaan menentukan kemungkinan pemulihan cepat dan murah bagian-bagian pesawat yang gagal (rusak), pemeliharaan operasional jumlah pesawat dan armada mesin. Pentingnya persyaratan ini meningkat karena komplikasi konstan pesawat dan sarana navigasi.