Как устроен самолет: названия частей самолета

Классификация самолетов с учетом конструктивных особенностей по И.Г. Житомирскому.

С учетом аэродинамической схемы:

Нормальная схема строения.

«Бесхвостка» – самолеты, выполненные в этой схеме аэродинамики, не имеют некоторых плоскостей на горизонтальном управлении. Управление осуществляют хвостовые плоскости.

«Утка» – в этой схеме продольные органы управления находятся в передней части крыла.

Конвертируемая – наиболее ярким представителем этого типа является самолет Ту-144.

Тандем – летательный аппарат, имеющий два крыла, которые расположены друг за другом.

Продольный триплан – хвостовое оперение горизонтального типа, а остальное – переходного типа.

В зависимости от расположения крыла

По количеству установленных крыльев:

Триплан – самолеты оснащены тремя крыльями.

Полутораплан – нижнее крыло значительно короче, чем верхнее.

Биплан – самолет с двумя крыльями, которые в большинстве случаев расположены один над другим.

Моноплан – самолеты с одной несущей поверхностью.

По типу расположения крыльев (монопланы):

Набор внешней части крыла (моноплан):

Набор внешней части крыла (полипланы):

В зависимости от формы крыльев:

В зависимости от типа стреловидности крыльев:

Прямое с углом стреловидности в 0 градусов.

Изменяемой стреловидности во время осуществления полета.

Особый тип строения крыла:

Арочное – использовалось для самолета конструктора Антонова, который обозначался как «Изделие 181».

Советские пассажирские самолеты

На достойном уровне была представлена и советская пассажирская авиационная промышленность. Большинство моделей – это самолеты «Аэрофлота». Названия главных марок: Ту, Ил, Ан и Як.

Первым отечественным реактивным авиалайнером является выпущенный в 1955 году Ту-104. Ту-154, первый взлет которого был совершен в 1972 году, считается самым массовым советским пассажирским воздушным аппаратом. Ту-144 1968 года выпуска обрел легендарный статус, так как является первым в мире авиалайнером, который сумел пробить звуковой барьер. Он мог развивать скорость до 2,5 тыс. км/ч, и этот рекорд к нашему времени не побит. На данный момент последней действующей моделью авиалайнера, разработанной конструкторским бюро Туполева, является самолет Ту-204 1990 года выпуска, а также его модификация Ту-214.

Естественно, что кроме Ту существуют и другие самолеты «Аэрофлота». Названия самых популярных: Ил-18, Ил-114, Ил-103, Ан-24, Ан-28, Як-40 и Як-42.

Двигательная установка

Устройство является основной движущей силой, что толкает летательный аппарат вперед. Ее расположение чаще всего располагается либо под крылом, либо под фюзеляжем. Двигатель так же состоит из некоторых обязательных частей, без которых его функционирование не представляется возможным.

Основные детали двигателя:

  • Турбина
  • Вентилятор
  • Компрессор
  • Камера сгорания
  • Сопло

Размещающийся в самом начале турбины вентилятор служит нескольким функциям: нагнетает захватываемый воздух и занимается охлаждением элементов двигателя. Сразу же вслед за ним располагается компрессор, что принимает подаваемый вентилятором воздух и под сильным давлением запускает его в камеру сгорания. Теперь горючее смешивается с воздухом, и полученная в результате смешивания субстанция поджигается.

Прочие системы

Безусловно, другие части самолета также важны. Шасси позволяют летательным аппаратам взлетать и садиться с оборудованных аэродромов. Существуют самолеты-амфибии, где вместо шасси используются специальные поплавки – они позволяют осуществлять взлет и посадку в любом месте, где есть водоем (море, река, озеро). Известны модели легкомоторных самолетов, оснащенных лыжами, для эксплуатации в районах с устойчивым снежным покровом.

Современные самолеты напичканы электронным оборудованием, устройствами связи и передачи информации. В военной авиации используются сложные системы вооружения, обнаружения целей и подавления сигналов.

Авиация — разбивка по классификации

Военная авиация (ВА) – это, во-первых, ЛА военного назначения, использующие для полета в околоземном воздушном пространстве принципы аэродинамики; во-вторых, это воинские формирования, командования ВВС, имеющие на вооружении различные классы ЛА, а также аэродромы и различные технические средства для обеспечения их полетов.

В общем случае ВА может включать 6 видов (рис. 1):

Рис. 1. Классификация военной авиации по видам

1. Стратегическая (дальняя) авиация

2. Тактическая (фронтовая) авиация

3. Армейская авиация (авиация сухопутных войск)

4. Авиация военно-морского флота

Авиация ВМФ может подразделяться на: палубную (авианосную), базовую, а в США еще и морской пехоты.

5. Военно-транспортная авиация (ВТА)

Под классом ЛА понимают его основное тактическое предназначение, определяемое комплектом вооружения, технического оснащения, а, следовательно, присущими ему боевыми свойствами и ТТХ.

В ВА различают следующие классы ЛА:

В составе комплекта вооружений ЛА боевых классов обязательно имеются такие, которые позволяют применять их в воздушном бою или наносить удары по различным объектам.

Боевые классы ВА включают: стратегические бомбардировщики, тактические истребители, истребители-перехватчики ПВО (ИА ПВО), вертолеты огневой поддержки (ВОП), самолеты и вертолеты противолодочной обороны (ПЛО) и др.

В зависимости от соотношения огневых возможностей вооружения видов «воздух – воздух» («В–В») и «воздух – земля» («В–З») и подразделяются на:

Предназначением ЛА боевого обеспечения является создание необходимых условий своим ударным силам различных видов и родов для эффективного ведения боев.

В настоящее время в развитых странах имеются ЛА для решения следующих задач боевого обеспечения:

· дальнего радиолокационного обнаружения и управления (наведения);

· целеуказания различными огневыми средствами;

· радиоэлектронного подавления радиоэлектронных систем (РЭС);

· связи и ретрансляции;

· тактические транспортно-десантные и многоцелевые.

К ЛА специального обеспечения можно отнести:

· самолеты-заправщики всех видов ВА;

· транспортные самолеты ВТА;

· ЛА для ведения метеорологической разведки;

· ЛА для спасения экипажей, потерпевших аварии или сделавших

вынужденные посадки и др.

К ЛА вспомогательного назначения относятся: учебные, учебно-тренировочные, учебно-боевые и другие.

Одним из перспективных направлений развития СВН в настоящее время считаются дистанционно-пилотируемые ЛА (ДПЛА) и беспилотные ЛА (БПЛА) различного назначения. Они при значительно меньшей стоимости производства и боевого применения способны эффективно выполнять значительную часть задач, присущих пилотируемым ЛА. Благодаря этому, широкое применение ДПЛА в войне позволяет не только избежать больших потерь экипажей ВВС, но и значительно снизить материальные затраты на ведение боевых действий. Кроме указанного, преимуществами ДПЛА перед самолетами ВА аналогичного назначения могут быть: меньшие геометрические размеры, а, следовательно, и уязвимость.

В США и во многих европейских странах на вооружении и в разработке находятся ДПЛА в основном для ведения различных видов воздушной разведки.

Значительно возросшая в локальных войнах эффективность огневых средств ПВО привела к интенсивной разработке и другого вида беспилотных СВН – крылатых ракет (КР).

Крылатыми называются ракеты, управляемый полет которых осуществляется в воздушном пространстве с использованием принципов аэродинамики.

Основным тактическим предназначением современных КР является нанесение ударов по различным объектам, ядерными боеприпасами. Кроме типа боевого снаряжения КР подразделяются про масштабу решаемых боевых задач (стратегические и тактические), а также виду базирования, т. е., месту расположения транспортно-пусковых контейнеров на наземные, авиационные и морские.

Конструкция крыла

Скорость самолета

Крыло – один из основных конструктивных элементов самолёта, обеспечивающий создание подъёмной силы для полёта и маневрирования в воздушных массах. Крылья используют для размещения взлётно-посадочных устройств, силового агрегата, топлива и навесного оборудования. От правильного сочетания веса, прочности, жёсткости конструкции, аэродинамики, качества изготовления зависят эксплуатационные и лётные характеристики самолёта.

Основными частями крыла называется следующий перечень элементов:

  1. Корпус, сформированный из лонжеронов, стрингеров, нервюров, обшивки;
  2. Предкрылки и закрылки, обеспечивающие плавный взлёт и посадку;
  3. Интерцепторы и элероны – посредством них осуществляется управление самолётом в воздушном пространстве;
  4. Щитки тормозные, предназначенные для уменьшения скорости движения во время посадки;
  5. Пилоны, необходимые для крепления силовых агрегатов.


Крыло самолёта

Конструктивно-силовая схема крыла (наличие и расположение деталей при нагрузочном воздействии) должна обеспечивать устойчивое противодействие силам кручения, сдвига и изгиба изделия. К ней относятся продольные, поперечные элементы, а также внешняя обшивка.

  1. К поперечным элементам относят нервюры;
  2. Продольный элемент представлен лонжеронами, которые могут быть в виде монолитной балки и представлять ферму. Располагаются по всему объёму внутренней части крыла. Участвуют в придании жёсткости конструкции, при воздействии сгибающей и поперечной силы на всех этапах полёта;
  3. Стрингер также относят к продольным элементам. Его размещение – вдоль крыла по всему размаху. Работает как компенсатор осевого напряжения нагрузок изгиба крыла;
  4. Нервюры – элемент поперечного размещения. В конструкции представлены фермами и тонкими балками. Придаёт профиль крылу. Обеспечивает жесткость поверхности при распределении равномерной нагрузки во время создания полётной воздушной подушки, а также крепления силового агрегата;
  5. Обшивка придаёт форму крылу, обеспечивая максимальную аэродинамическую подъёмную силу. Вместе с другими элементами конструкции увеличивает жёсткость крыла и компенсирует действие внешних нагрузок.

Классификация крыльев самолёта осуществляется в зависимости от конструктивных особенностей и степени работы наружной обшивки, в том числе:

  1. Лонжеронного типа. Характеризуются незначительной толщиной обшивки, образующей замкнутый контур с поверхностью лонжеронов.
  2. Моноблочного типа. Основная внешняя нагрузка распределяется по поверхности толстой обшивки, закреплённой массивным набором стрингеров. Обшивка может быть монолитной или состоять из нескольких слоёв.


Примыкание крыла к фюзеляжу

Недостатки самолетов с вертикальным взлетом

Главным недостатком СВВП будет то, что ими очень сложно управлять. Летчики, должны быть настоящими асами и должны обладать навыками управления именно этими машинами. Управление изменением тяги от вертикального до горизонтального направления требует очень большого уровня подготовки. Особенно, если речь идет о посадке на авианосец или маневрировании при сильном ветре.

Управлять таким самолетом при посадке сможет только настоящий ас!

Самые большие сложности бывают именно при посадке. При взлете надо поднять самолет и начать набор скорости, а при посадке надо рассчитать заход так, чтобы скорость упала при подлете к посадочной площадке.

Кроме этого, опасность при взлете представляют и двигатели. Если один из двигателей откажет в обычном полете, самолет может лететь на втором и даже просто планировать. При отказе двигателя вертикального взлета/посадки, катастрофа неизбежна. Они не раз случались как с серийными машинами, так и с прототипами.

Еще одним минусом будет большой расход топлива на вертикальный взлет/посадку. Двигатели работают в запредельном режиме, чтобы поднять самолет с полным вооружением. Как итог, мы получаем меньшую дистанцию полета.

Если взлет и посадка на площадки, едва превышающие габариты самолета, являются однозначным плюсом, то требования к этой площадке точно будут минусом. Струя газов очень сильная и горячая. Отрывая от земли пару десятков тонн, она способна буквально уничтожить асфальт под самолетом. Получается, что преимущество использования ”в поле” нивелируются требованием сделать нормальное покрытия площадки. Кстати, в реальном поле такие самолеты не смогут взлетать, пыль может вывести двигатели из строя.

Классификация по конструктивным признакам

В зависимости от количества крыльев различают моноплан (одно крыло), биплан (два крыла) и полутораплан (одно крыло короче, чем другое).

В свою очередь монопланы делят на низкопланы, среднепланы и высокопланы. В основу этой классификации лежит расположение крыльев возле фюзеляжа.

Если говорить об оперении, то можно выделить классическую схему (оперение сзади крыльев), тип “утка” (оперение перед крылом) и “бесхвостка” (оперение — на крыле).

По типу шасси воздушные судна бывают сухопутными, гидросамолеты и амфибии (те гидросамолеты, на которые установили колесные шасси).

Есть разные виды самолетов и по видам фюзеляжа. Различают узкофюзеляжные и широкофюзеляжные самолеты. Последние — это, в основном, двухпалубные пассажирские лайнеры. Наверху находятся места пассажиров, а внизу — багажные отсеки.

Вот что из себя представляет классификация самолетов по конструктивным признакам.

Watch this video on YouTube

Устройство самолета по схеме «утка»

При данной конструкции основные части самолета размещаются иначе, чем в «классических» моделях. Прежде всего, изменения коснулись компановки горизонтального оперения. Оно располагается перед крылом. По этой схеме построили свой ​​первый самолет братья Райт.

Преимущества:

  • Вертикальное оперение работает в невозмущенном потоке, что повышает его эффективность.
  • Для обеспечения устойчивости полета оперение создает положительную подъемную силу, то есть она добавляется к подъемной силе крыла. Это позволяет уменьшить его площадь и, соответственно, массу.
  • Естественная «противоштопорная» защита: возможность перевода крыльев на закритические углы атаки для «уток» исключена. Стабилизатор устанавливается так, что он получает больший угол атаки по сравнению с крылом.
  • Перемещение фокуса самолета назад при увеличении скорости при схеме «утка» происходит в меньшей степени, чем при классической компоновке. Это приводит к меньшим изменениям степени продольной статической устойчивости самолета, в свою очередь, упрощает характеристики его управления.

Недостатки схемы «утка»:

  • При срыве потока на оперениях происходит не только выход самолета на меньшие углы атаки, но и его «проседания» вследствие уменьшения его общей подъемной силы. Это особенно опасно в режимах взлета и посадки из-за близости земли.
  • Наличие в носовой части фюзеляжа механизмов оперения ухудшает обзор нижней полусферы.
  • Для уменьшения площади переднего ГО длина носовой части фюзеляжа делается значительной. Это приводит к увеличению дестабилизирующего момента относительно вертикальной оси, и, соответственно, к увеличению площади и массы конструкции.

Типология воздушных лайнеров

Специалисты в области авиации пользуются определенными критериями, для того чтобы классифицировать разные виды воздушных кораблей. Наиболее важным критерием является основное предназначение летательного средства. Все существующие лайнеры можно разделить на самолеты, имеющие гражданское предназначение и военную технику. Каждую из этих категорий можно разделить на несколько разных групп. Некоторые эксперты используют такой параметр классификации как скорость воздушного судна. Использование данного классификатора позволяет выделить дозвуковые, сверхзвуковые, трансзвуковые и гиперзвуковые модели. В данном случае, ученые учитывают, на сколько скорость конкретного лайнера превышает скорость звука.

На сегодняшний день авиалайнеры, способные преодолевать звуковой барьер, применяются в военных и научных целях

Следует обратить внимание на тот факт, что некоторые из самолетов, способных преодолеть данный барьер, используются как частные транспортные средства. Некоторые ученые предпочитают разделять все воздушные судна на несколько отдельных групп, используя такой классификатор, как способ управления

Пилотируемые летные средства используются как в гражданской, так и военной авиации. Самолеты, летающие на автопилоте, широко используются учеными.

Многие ученые, изучающие типологию воздушных кораблей, используют классификацию, основывающуюся на особенностях конструкций летного средства. В этом случае учитывается аэродинамическая модель, форма крыла и хвостовой части, а также особенности фюзеляжа. Помимо этого, некоторые эксперты выделяют группу, в которую входят все летные средства, имеющие уникальную конструкцию шасси.

Последним классификатором, который используется в данной сфере, является метод монтажа двигателей и их особенности. Помимо воздушно-реактивных и мускульных конструкций, существуют электрические и ядерные устройства. Некоторые авиастроители устанавливают на свои изделия двигатели внутреннего сгорания в комбинации с одним из вышеперечисленных вариантов.

Как называются части самолета

Корпус состоит из следующих основных частей:

  • Фюзеляж – это главный корпус самолета, связывающий в единое целое крылья (крыло), оперения, силовую систему, шасси и другие составляющие. В фюзеляже размещаются экипаж, пассажиры (в гражданской авиации), оборудование, полезная нагрузка. Также может размещаться (не всегда) топливо, шасси, моторы и т. д.
  • Двигатели используются для приведения в движение ЛА.
  • Крыло – рабочая поверхность, призванная создавать подъемную силу.
  • Вертикальное оперение предназначено для управляемости, балансировки и путевой устойчивости самолета относительно вертикальной оси.
  • Горизонтальное оперение предназначено для управляемости, балансировки и путевой устойчивости самолета относительно горизонтальной оси.

Как стать пилотом?

Человек, который управляет самолетом, — профессия пилота или летчика. Чтобы стать пилотом гражданской авиации, потребуется пройти обучение в летном училище или частной школе. Проще всего получить свидетельство частного пилота. Военный летчик подготавливается ВКС России. Чтобы стать летчиком боевого самолета, потребуется вначале стать военнослужащим по контракту и пройти обучение в военном учебном заведении.

Пилот с частной лицензией может управлять только суднами, которые не заняты в коммерческой перевозке. Стоит отметить, что существуют разные типы лицензий. После получения частного свидетельства можно получить лицензию коммерческого пилота для того, чтобы пилотировать самолеты, занимающиеся авиаперевозками. Стать пилотом и управлять самолетом можно только после подтверждения квалификации. Коммерческий пилот и военный летчик — профессии, к которым выдвигается огромное количество требований.

Фюзеляж самолёта

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

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

Корпус фюзеляжа самолёта выполняется в форме, снижающей лобовое сопротивление воздушным массам и способствующей возникновению подъемной силы

Объем, габариты самолёта должны быть пропорционально взвешены;
При проектировании предусматривают максимально плотную компоновку обшивки и силовых элементов корпуса для увеличения полезного объема фюзеляжа;
Сосредотачивают внимание на простоте и надежности крепления крыловых сегментов, взлётно-посадочного оборудования, силовой установки;
Места крепления грузов, размещения пассажиров, расходных материалов должны обеспечивать надёжное крепление и баланс самолёта при различных условиях эксплуатации;. Фюзеляж пассажирского самолёта


Фюзеляж пассажирского самолёта

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

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

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

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

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

Материалы, из которых делают самолет

К основным материалам, из которых делаются самолеты, относятся различные металлы, их сплавы и композиционные материалы. Рассмотрим подробнее принципы работы с этими материалами.

Алюминий

Большая часть конструкции самолета изготавливается из алюминия и его сплавов. Он идеально для этого подходит, прежде всего, из-за своего небольшого веса, а также из-за широких возможностей менять свои свойства в сочетании с различными добавками.

Так, для изготовления планеров, подвергающимся небольшим аэродинамическим нагревам, используется дуралюмин, представляющий собой высокопрочный алюминиевый сплав с примесью меди, марганца и магния. Для температурно нагружаемых оболочек планера и силовых элементов скелета самолета используются сплавы алюминия повышенной жаропрочности, с добавлением магния. Такие сплавы также используются для изготовления отдельных элементов конструкции двигателя, работающих в умеренном тепловом режиме (лопатки, крыльчатки, диски компрессора первого контура).

Алюминиевые сплавы с добавлением кремния применяют для литья сложных по форме деталей, с небольшой нагруженностью. Эти сплавы обладают хорошей текучестью и заполняемостью в нагретом состоянии. Из них изготавливают: кронштейны, рычаги, фланцы. Их также используют для изготовления некоторых деталей двигателя: корпуса компрессоров, картеры, различные патрубки и др.

Титан

Из титана изготавливаются корпуса сверхзвуковых самолетов, передние края крыльев и стабилизаторов. Титановые сплавы широко применяются в конструкциях шасси, узлах крепления закрылков, в силовых элементах. В реактивных двигателях из титана изготавливаются детали, подвергающиеся высокотемпературным нагрузкам: лопатки компрессоров и диски компрессоров второго контура, кожухи камер сгорания, сопла реактивных двигателей.

Сталь

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Она довольно широко используется при изготовлении самолетов. В авиации в основном применяется конструкционная сталь с содержанием от 0,05 до 0,55% углерода. Из стали изготавливают отдельные элементы силового набора конструкции, детали шасси, болты, заклепки. Жаропрочная сталь идет на изготовление обшивок самолетов, развивающих большие скорости.

Поделитесь в социальных сетях:ВКонтактеFacebookTwitter
Напишите комментарий