قطعات اصلی هواپیما. دستگاه هواپیما

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

اختراع هواپیما نه تنها تحقق باستانی ترین رویای بشر - تسخیر آسمان، بلکه ایجاد سریع ترین حالت حمل و نقل را نیز ممکن کرد. برخلاف بالون ها و کشتی های هوایی، هواپیماها کمی به تغییرات آب و هوایی وابسته هستند و می توانند مسافت های طولانی را با سرعت بالا طی کنند. اجزای هواپیما از گروه‌های ساختاری زیر تشکیل شده است: بال، بدنه، دستگاه‌های خروجی، برخاست و فرود، نیروگاه، سیستم‌های کنترل، تجهیزات مختلف.

اصل عملیات

هواپیما - هواپیما (LA) سنگین‌تر از هوا، مجهز به نیروگاه. با کمک این مهم ترین بخش هواپیما، نیروی رانش لازم برای پرواز ایجاد می شود - نیروی عامل (محرک) که موتور (پروانه یا موتور جت) روی زمین یا در حال پرواز ایجاد می کند. اگر پیچ در جلوی موتور قرار گیرد به آن کشش و اگر در پشت باشد به آن هل دادن می گویند. بنابراین، موتور حرکت انتقالی هواپیما را نسبت به محیط (هوا) ایجاد می کند. بر این اساس، بال نیز نسبت به هوا حرکت می کند که در نتیجه این حرکت رو به جلو، بالابری ایجاد می کند. بنابراین، دستگاه تنها در صورت وجود سرعت معین می تواند در هوا بماند.پرواز.

اسم قطعات هواپیما چیست

پرونده از بخش‌های اصلی زیر تشکیل شده است:

• بدنه بدنه اصلی هواپیما است که بالها (بال)، پرها، سیستم قدرت، ارابه فرود و سایر اجزا را به یک کل واحد متصل می کند. بدنه خدمه، مسافران (در هوانوردی غیرنظامی)، تجهیزات، محموله را در خود جای می دهد. همچنین می تواند (نه همیشه) سوخت، شاسی، موتور و غیره را در خود جای دهد.
• موتورها برای به حرکت درآوردن هواپیما استفاده می شوند.
• Wing - سطح کاری طراحی شده برای ایجاد بالابر.
• دم عمودی برای کنترل پذیری، تعادل و ثبات جهت هواپیما نسبت به محور عمودی طراحی شده است.
• دم افقی برای قابلیت کنترل، تعادل و ثبات جهت هواپیما نسبت به محور افقی طراحی شده است.

بال و بدنه

بخش اصلی ساختار هواپیما بال است. این شرایط را برای برآورده کردن نیاز اصلی برای امکان پرواز - وجود آسانسور - ایجاد می کند. بال به بدنه (بدنه) متصل است، که می تواند یک شکل یا شکل دیگر داشته باشد، اما در صورت امکان با حداقل کشش آیرودینامیکی. برای انجام این کار، یک شکل قطره اشک به راحتی ارائه شده است.

قسمت جلوی هواپیما برای قرار دادن کابین خلبان و سیستم های رادار خدمت می کند. در قسمت عقب به اصطلاح واحد دم قرار دارد. این برای ارائه کنترل در طول پرواز است.

طراحی پر

یک هواپیمای متوسط را در نظر بگیرید،قسمت دم آن طبق طرح کلاسیک، مشخصه اکثر مدل های نظامی و غیرنظامی ساخته شده است. در این مورد، دم افقی شامل یک بخش ثابت - تثبیت کننده (از لاتین Stabilis، استیبل) و یک قسمت متحرک - آسانسور خواهد بود.

تثبیت کننده برای تثبیت هواپیما نسبت به محور عرضی عمل می کند. اگر دماغه هواپیما پایین بیاید، بر این اساس، بخش دم بدنه، همراه با پر، بالا می رود. در این صورت فشار هوا در سطح بالایی تثبیت کننده افزایش می یابد. فشار ایجاد شده تثبیت کننده (به ترتیب بدنه) را به موقعیت اصلی خود باز می گرداند. هنگامی که دماغه بدنه بالا می رود، فشار جریان هوا در سطح پایینی تثبیت کننده افزایش می یابد و دوباره به موقعیت اولیه خود باز می گردد. بنابراین، پایداری خودکار (بدون دخالت خلبان) هواپیما در صفحه طولی آن نسبت به محور عرضی فراهم می‌شود.

قسمت عقب هواپیما نیز شامل یک دم عمودی است. مشابه قسمت افقی، از یک قسمت ثابت - کیل و یک قسمت متحرک - سکان تشکیل شده است. کیل به حرکت هواپیما نسبت به محور عمودی آن در یک صفحه افقی ثبات می دهد. اصل عملکرد کیل شبیه به تثبیت کننده است - هنگامی که دماغه به سمت چپ منحرف می شود، کیل به سمت راست منحرف می شود، فشار روی صفحه سمت راست آن افزایش می یابد و کیل (و کل بدنه) را به حالت قبلی خود باز می گرداند. موقعیت.

بنابراین، با توجه به دو محور، پایداری پرواز توسط پرها تضمین می شود. اما یک محور دیگر وجود داشت - یک محور طولی. برای ارائه خودکارثبات حرکت نسبت به این محور (در صفحه عرضی) کنسول های بال گلایدر نه به صورت افقی، بلکه در یک زاویه مشخص نسبت به یکدیگر قرار می گیرند به طوری که انتهای کنسول ها به سمت بالا منحرف می شوند. این قرارگیری شبیه حرف "V" است.

سیستم های کنترل

سطوح کنترل بخش های مهم هواپیما هستند که برای کنترل هواپیما طراحی شده اند. اینها شامل ایلرون، سکان و آسانسور است. کنترل با توجه به سه محور مشابه در همان سه صفحه ارائه شده است.

آسانسور قسمت متحرک پشتی تثبیت کننده است. اگر تثبیت کننده از دو کنسول تشکیل شده باشد، بر این اساس، دو آسانسور وجود دارد که هر دو به طور همزمان به سمت بالا یا پایین منحرف می شوند. با آن خلبان می تواند ارتفاع هواپیما را تغییر دهد.

سکان قسمت متحرک عقب کیل است. هنگامی که در یک جهت یا جهت دیگر منحرف می شود، یک نیروی آیرودینامیکی روی آن ایجاد می شود که هواپیما را حول محور عمودی که از مرکز جرم عبور می کند، در جهت مخالف جهت انحراف سکان می چرخاند. چرخش تا زمانی ادامه می‌یابد که خلبان سکان را به حالت خنثی (نه منحرف نشده) برگرداند و هواپیما در جهت جدید حرکت کند.

Aileron (از فرانسوی Aile، بال) قطعات اصلی هواپیما هستند که قطعات متحرک کنسول های بال هستند. برای کنترل هواپیما نسبت به محور طولی (در صفحه عرضی) خدمت کنید. از آنجایی که دو کنسول بال وجود دارد، دو ایلرون نیز وجود دارد. آنها به طور همزمان کار می کنند، اما، بر خلاف آسانسور، آنها منحرف می شوندنه در یک جهت، بلکه در جهت های مختلف. اگر یکی از هواپیماها به سمت بالا منحرف شود، دیگری به سمت پایین منحرف شود. در کنسول بال، جایی که آیلرون به سمت بالا منحرف می شود، لیفت کاهش می یابد و در جایی که پایین است، افزایش می یابد. و بدنه هواپیما به سمت هواپیمای برآمده می چرخد.

موتورها

همه هواپیماها مجهز به نیروگاهی هستند که به آنها امکان توسعه سرعت و در نتیجه اطمینان از وقوع بالابر را می دهد. موتورها را می توان در عقب هواپیما (معمولی برای هواپیماهای جت)، جلو (وسایل نقلیه سبک) و روی بالها (هواپیماهای غیرنظامی، ترابری، بمب افکن) قرار داد.

آنها به: تقسیم می شوند

• جت - توربوجت، ضربانی، دو مدار، جریان مستقیم.
• ملخ - پیستون (پروانه)، توربوپراپ.
• موشک - سوخت مایع، جامد.

سیستم های دیگر

البته سایر قسمت های هواپیما نیز مهم هستند. شاسی ها به هواپیماها اجازه می دهند از فرودگاه های مجهز بلند شوند و فرود آیند. هواپیماهای آبی-خاکی وجود دارد که به جای ارابه فرود از شناورهای ویژه استفاده می شود - آنها به شما امکان می دهند در هر جایی که بدن آب وجود دارد (دریا، رودخانه، دریاچه) بلند شوید و فرود بیایید. مدل‌های هواپیمای سبک مجهز به اسکی برای عملیات در مناطقی با پوشش برفی پایدار شناخته شده‌اند.

هواپیماهای مدرن مملو از تجهیزات الکترونیکی، وسایل ارتباطی و انتقال اطلاعات هستند. هوانوردی نظامی از سیستم های تسلیحاتی پیشرفته، شناسایی هدف و سرکوب سیگنال استفاده می کند.

طبقه بندی

همانطور که در نظر گرفته شده استهواپیماها به دو گروه بزرگ غیر نظامی و نظامی تقسیم می شوند. قسمت های اصلی یک هواپیمای مسافربری با وجود یک کابین مجهز برای مسافران متمایز می شود که بیشتر بدنه را اشغال می کند. یکی از ویژگی های متمایز سوراخ های موجود در طرفین بدنه است.

هواپیماهای غیرنظامی به: تقسیم می شوند

• مسافر - خطوط هوایی محلی، مسافت طولانی کوتاه (برد کمتر از 2000 کیلومتر)، متوسط (برد کمتر از 4000 کیلومتر)، برد بلند (برد کمتر از 9000 کیلومتر) و بین قاره ای (برد بیش از 11000 کیلومتر).
• محموله - سبک (وزن محموله تا 10 تن)، متوسط (وزن محموله تا 40 تن) و سنگین (وزن محموله بیش از 40 تن).
• هدف ویژه - بهداشتی، کشاورزی، شناسایی (تشخیص یخ، شناسایی ماهی)، اطفای حریق، برای عکاسی هوایی.
• آموزشی.

برخلاف مدل‌های غیرنظامی، بخش‌هایی از هواپیماهای نظامی کابین راحت با پنجره ندارند. بخش اصلی بدنه توسط سیستم های تسلیحاتی، تجهیزات اطلاعاتی، ارتباطات، موتورها و سایر واحدها اشغال شده است.

هواپیماهای نظامی مدرن (با توجه به ماموریت های رزمی که انجام می دهند) را می توان به انواع زیر تقسیم کرد: جنگنده، هواپیمای تهاجمی، بمب افکن (ناو موشک)، شناسایی، حمل و نقل نظامی، اهداف ویژه و کمکی.

دستگاه هواپیما

طراحی هواپیماها به طراحی آیرودینامیکی که بر اساس آن ساخته می شوند بستگی دارد. طرح آیرودینامیکی با تعداد عناصر اصلی و محل سطوح یاتاقان مشخص می شود. اگر بینیهواپیما برای اکثر مدل ها مشابه است، مکان و هندسه بال ها و دم می تواند بسیار متفاوت باشد.

طرح‌های دستگاه هواپیمای زیر متمایز هستند:

• "کلاسیک".
• Flying Wing.
• "اردک".
• "بی دم".
• "Tandem".
• طرحواره قابل تبدیل.
• طرح ترکیبی.

هواپیما کلاسیک

بیایید قطعات اصلی هواپیما و هدف آنها را در نظر بگیریم. چیدمان کلاسیک (عادی) اجزا و مجموعه‌ها برای اکثر دستگاه‌های جهان، چه نظامی و چه غیرنظامی، معمولی است. عنصر اصلی - بال - در یک جریان دست نخورده خالص عمل می کند که به آرامی در اطراف بال جریان می یابد و بالابر خاصی ایجاد می کند.

دماغه هواپیما کاهش می یابد، که منجر به کاهش ناحیه مورد نیاز (و در نتیجه جرم) دم عمودی می شود. این به این دلیل است که بدنه رو به جلو باعث ایجاد یک لحظه انحراف بی ثبات کننده در مورد محور عمودی هواپیما می شود. کاهش بدنه جلویی باعث بهبود دید نیمکره جلو می شود.

معایب طرح معمولی عبارتند از:

• عملکرد دم افقی (HA) در یک جریان بال کج شده و مختل به طور قابل توجهی کارایی آن را کاهش می دهد، که استفاده از پرهای (و در نتیجه، جرم) بزرگتر را ضروری می کند.
• برای اطمینان از پایداری پرواز، دم عمودی (VO) باید یک بالابر منفی ایجاد کند، یعنی به سمت پایین هدایت شود. این باعث کاهش کارایی کلی هواپیما می شود: ازمقدار نیروی بالابری که بال ایجاد می کند، لازم است نیروی ایجاد شده در GO را کم کنیم. برای خنثی کردن این پدیده باید از بال با مساحت (و در نتیجه جرم) افزایش یافته استفاده کرد.

دستگاه هواپیما طبق طرح "اردک"

با این طراحی، قطعات اصلی هواپیما متفاوت از مدل های "کلاسیک" قرار می گیرند. اول از همه، تغییرات روی طرح دم افقی تأثیر گذاشت. در جلوی بال قرار دارد. بر اساس این طرح، برادران رایت اولین هواپیمای خود را ساختند.

مزایا:

• دم عمودی در یک جریان بدون مزاحمت کار می کند که کارایی آن را افزایش می دهد.
• برای اطمینان از پایداری پرواز، اپناژ بالابر مثبت ایجاد می کند، یعنی به بالابر بال اضافه می شود. این اجازه می دهد تا مساحت آن و بر این اساس، جرم آن کاهش یابد.
• حفاظت طبیعی "ضد چرخش": امکان انتقال بالها به زوایای حمله فوق بحرانی برای "اردک ها" منتفی است. تثبیت کننده طوری نصب شده است که زاویه حمله بالاتری نسبت به بال داشته باشد.
• برگرداندن تمرکز هواپیما به عقب با افزایش سرعت در طرح "اردک" به میزان کمتری نسبت به طرح کلاسیک رخ می دهد. این منجر به تغییرات کمتری در درجه پایداری استاتیکی طولی هواپیما می شود و به نوبه خود ویژگی های کنترل آن را ساده می کند.

معایب طرح "اردک":

• هنگام توقف بر روی اپناژ، هواپیما نه تنها به زوایای حمله کمتری می رسد، بلکه به دلیل کاهش در مجموع بالابر آن، "افت می کند". این امر به ویژه خطرناک استحالت برخاستن و فرود به دلیل نزدیکی به زمین.
• وجود مکانیسم های پر در بدنه جلویی دید نیمکره تحتانی را مختل می کند.
• برای کاهش مساحت HE جلو، طول بدنه جلو قابل توجه است. این منجر به افزایش گشتاور ناپایدار کننده نسبت به محور عمودی و بر این اساس، افزایش سطح و جرم سازه می شود.

هواپیما بدون دم

در مدل‌هایی از این نوع، بخش مهم و آشنای هواپیما وجود ندارد. عکسی از هواپیماهای بدون دم (کنکورد، میراژ، ولکان) نشان می دهد که دم افقی ندارند. مزایای اصلی این طرح عبارتند از:

• کاهش کشش آیرودینامیکی جلو، که به ویژه برای هواپیماهای با سرعت بالا، به ویژه کروز، مهم است. این هزینه سوخت را کاهش می دهد.
• سفتی پیچشی بالاتر بال، که باعث بهبود ویژگی های آیروالاستیک آن می شود و ویژگی های مانورپذیری بالایی به دست می آید.

عیوب:

• برای تعادل در برخی حالت‌های پرواز، بخشی از ابزار مکانیزه کردن لبه عقب بال (فلپ‌ها) و سطوح کنترلی باید به سمت بالا منحرف شود که این امر باعث کاهش ارتفاع کلی هواپیما می‌شود.
• ترکیب کنترل های هواپیما نسبت به محورهای افقی و طولی (به دلیل عدم وجود آسانسور) ویژگی های جابجایی آن را بدتر می کند. عدم وجود پرهای تخصصی باعث می شود سطوح کنترلی واقع در لبه انتهایی بال عملکرد (باضروری) وظایف و هواپیماها و آسانسورها. این سطوح کنترلی elevon نامیده می شوند.
• استفاده از بخشی از تجهیزات مکانیزه برای متعادل کردن هواپیما عملکرد برخاست و فرود آن را بدتر می کند.

بال پرواز

با این طرح، در واقع، هیچ بخشی از هواپیما به عنوان بدنه وجود ندارد. تمام حجم های لازم برای قرار دادن خدمه، محموله، موتورها، سوخت، تجهیزات در وسط بال قرار دارد. این طرح دارای مزایای زیر است:

• کمترین درگ.
• کوچکترین جرم سازه. در این حالت تمام جرم روی بال می افتد.
• از آنجایی که ابعاد طولی هواپیما کوچک است (به دلیل عدم وجود بدنه)، لحظه بی ثبات کننده در مورد محور عمودی آن ناچیز است. این به طراحان این امکان را می دهد که یا به طور قابل توجهی مساحت VO را کاهش دهند، یا حتی آن را به طور کلی رها کنند (پرندگان، همانطور که می دانید، پرهای عمودی ندارند).

معایب شامل دشواری اطمینان از پایداری پرواز هواپیما است.

Tandem

طرح "پشت سر هم"، زمانی که دو بال پشت سر هم قرار می گیرند، به ندرت استفاده می شود. این محلول برای افزایش مساحت بال با همان مقادیر دهانه و طول بدنه آن استفاده می شود. این باعث کاهش بار خاص روی بال می شود. معایب این طرح کشش آیرودینامیکی زیاد، افزایش ممان اینرسی، به ویژه در رابطه با محور عرضی هواپیما است. علاوه بر این، با افزایش سرعت پرواز، ویژگی های تعادل طولی هواپیما تغییر می کند. سطوح را روی چنین کنترل کنیدهواپیما را می توان هم مستقیماً روی بال ها و هم روی پرها قرار داد.

مدار ترکیبی

در این حالت، اجزای هواپیما را می توان با استفاده از طرح های طراحی مختلف ترکیب کرد. به عنوان مثال، دم افقی هم در بینی و هم در دم بدنه ارائه می شود. به اصطلاح کنترل مستقیم بالابر روی آنها قابل استفاده است.

در این حالت، بینی افقی همراه با فلپ ها باعث ایجاد لیفت اضافی می شوند. لحظه پیچی که در این حالت رخ می دهد با هدف افزایش زاویه حمله (بالا رفتن دماغه هواپیما) خواهد بود. برای جلوگیری از این لحظه، واحد دم باید یک لحظه برای کاهش زاویه حمله ایجاد کند (دماغه هواپیما پایین می رود). برای انجام این کار، نیروی وارد بر دم نیز باید به سمت بالا هدایت شود. یعنی افزایشی در نیروی بالابر روی دماغه HE، بال و دم HE (و در نتیجه در کل هواپیما) بدون چرخش آن در صفحه طولی وجود دارد. در این حالت، هواپیما به سادگی بدون هیچ گونه تکاملی نسبت به مرکز جرم خود بالا می رود. و بالعکس، با چنین طرح آیرودینامیکی هواپیما، می‌تواند تغییراتی را نسبت به مرکز جرم در صفحه طولی بدون تغییر مسیر پرواز خود انجام دهد.

توانایی انجام چنین مانورهایی به طور قابل توجهی ویژگی های عملکرد هواپیماهای قابل مانور را بهبود می بخشد. به خصوص در ترکیب با سیستم کنترل مستقیم نیروی جانبی، که برای اجرای آن هواپیما باید نه تنها دم، بلکه پرهای طولی دماغه را نیز داشته باشد.

طرحواره قابل تبدیل

دستگاه هواپیما که طبق یک طرح تبدیل پذیر ساخته شده است با وجود یک بی ثبات کننده در بدنه جلو مشخص می شود. عملکرد بی‌ثبات‌کننده‌ها کاهش در محدوده‌های خاص یا حتی حذف کامل جابجایی فوکوس آیرودینامیکی هواپیما در حالت‌های پرواز مافوق صوت است. این باعث افزایش قدرت مانور هواپیما (که برای یک جنگنده مهم است) و افزایش برد یا کاهش مصرف سوخت (این برای یک هواپیمای مسافربری مافوق صوت مهم است).

همچنین می‌توان از بی‌ثبات‌کننده‌ها در حالت‌های برخاست/ فرود برای جبران لحظه غواصی استفاده کرد که ناشی از انحراف مکانیزاسیون برخاست و فرود (فلپ‌ها، فلپ‌ها) یا بدنه رو به جلو است. در حالت‌های پرواز مادون صوت، بی‌ثبات‌کننده در وسط بدنه پنهان می‌شود یا روی حالت هواشناسی تنظیم می‌شود (به طور آزاد در امتداد جریان جهت‌گیری می‌کند).