Апарати важчий за повітря

До літальних апаратів, важчих за повітря відносяться літаки; планери, літаки-снаряди, ракети, вертольоти, автожири, орнітоптери.

літак - літальний апарат (ЛА), важчих за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигунів і нерухомим щодо інших частин апарату крилом. Завдяки великій швидкості, вантажопідйомності і радіусу дії, надійності в експлуатації, високою маневреності, стійкості і керованості літак став основним засобом пересування в повітрі.

Основні частини літака: «рило, фюзеляж, шасі, оперення, силова установка.

Крило створює підйомну силу при русі літака. Воно зазвичай нерухомо закріплено на фюзеляжі, але у деяких літаків може повертатися щодо поперечної осі (наприклад, у caмoлeтoв вертикального зльоту і посадки) або змінювати конфігурацію (стреловидность, розмах). На крилі встановлені керма крену - елерони і елементи механізації крила - пристрої, здатні збільшувати несучу здатність і опір крила три посадці, зльоті, маневрі (щитки, закрилки, предкрилки і ін.).

Фюзеляж служить для розміщення екіпажу, пасажирів, вантажів і устаткування.

Шасі призначене для пересування літака по аеродрому, поглинання енергії удару при посадці л, як правило, забезпечується гальмами. Шасі бувають забираються в польоті і неубі- рающіміся. Літаки з шасі, що забираються мають менший лобовий опір, але важче і складніше по конструкції.

Оперення служить для забезпечення стійкості, керованості і балансування літака. Зазвичай воно розміщується Лозада крила і складається з нерухомих і рухомих поверхонь. Нерухома частина горизонтального оперення називається стабілізатором, а вертикального - кілем. До стабілізатора шарнмрно кріпиться кермо висоти, що складається зазвичай з двох половин, а до кіля - кермо напряму. Рулі відхиляються за допомогою штурвальної колонки

підвищення безпеки польоту пасажирськими літаками зазвичай керують два пілоти, а в систему управління можуть включатися автопілот і бортові обчислювачі. Зменшення навантажень, що діють на важелі управління при відхиленні керма, досягається за допомогою гідравлічних, пневматичних або електричних підсилювачів, а також пристроями аеродинамічній компенсації. Управління літаком, коли повітряні рулі неефективні (політ в сильно розрідженій атмосфері, на літаках вертикального зльоту або посадки), здійснюється газовими рулями. Систему управління повітряними рулями називають основною. Допоміжні системи служать для управління двигунами, триммерами рулів, люками, шасі, гальмами.

Силова установка літака необхідна для створення тяги * Вона складається з авіаційних двигунів, а також систем і пристроїв, що забезпечують їх роботу і зміна тяги. На літаках цивільної авіації застосовують головним чином турбореактивні, турбогвинтові двигуни. Зустрічаються ще літаки поршневими двигунами, у яких сила тяги створюється повітряними гвинтами. У турбореактивних двигунів тяга виникає внаслідок закінчення з великою швидкістю газів з реактивного сопла У турбогвинтових двигунів більше 85% тяги створюється повітряними гвинтами, а інша частина - за рахунок виділення газів. Авіаційні двигуни зазвичай розміщують в гондолах. Роботу двигунів забезпечують системи: паливна, мастила (масляна), всмоктування повітря, газів, запуску, управління та автоматизованого контролю.

Устаткування літака складається з приладового, радіо-, електро- обладнання, протиобмерзних пристроїв, висотного, бортового і спецобладнання. Приладове обладнання в залежності від призначення підрозділяють на пілотажно-навігаційне (варіометри, покажчики швидкості, авіагоризонти, компаси, автопілот і т. П.), Для контролю за роботою двигунів (манометри, тepJ (мометри, витратоміри) і допоміжне (наприклад, амперметри, вольтметри). Електрообладнання літака забезпечує роботу приладів, засобів управління, радіо, системи запуску авіадвигунів, освітлення. Радіообладнання - це засоби радіозв'язку і радіонавігації, радіолокаційне обладнання, системи автоматичного зльоту і посадки. Для забезпечення безпеки і захисту людини при польоті на великих висотах служить висотне обладнання (системи кондиціонування повітря, кисневого харчування та ін.). Зручність розміщення пасажирів і екіпажу, комфорт під час польоту забезпечуються побутовим обладнанням, До спеціального обладнання відносять пристрої для розміщення і розпилення хімікатів у літаків сільгоспавіації, для пе-ревозкі хворих і поранених на літаках Саніт арной авіації, завантаження і

кріплення великогабаритних вантажів у вантажних літаків, аерофотозйомки і т. п.

Планер - бездвігательний апарат важчий за повітря, підйомну силу якого створює нерухоме щодо корпусу крило. Рух планера вперед створюється дією складової ваги. Планер злітає за допомогою гумового амортизатора, лебідки, на барабан якої намотується трос, прикріплений до планеру, або за допомогою літака-буксирувальника. Політ в спокійній атмосфері відбувається з Постійним зниженням під деяким кутом до горизонту. При наявності в атмосфері висхідних потоків повітря воз-можения політ з набором висоти. Планери, як правило, бувають одно- і двомісні. Конструкторами вітчизняних планерів є О. К.Антонов, Б. О. Корвяліс, Б. І. Ошкініс, В. Ф. спи вак і ін. При рекордні польоти планер набирав висоту до 14 км і здійснював польоти з дальністю понад 1000 км. Основні льотно-технічні дані сучасних планерів: швидкість зниження 0,4-0,8 м / с, швидкість польоту при найбільшому аеродинамічному якості 80-100 км / год, розмах крила 29 м, подовження крила 20- 36, найбільше аеродинамічна якість 40- 53.

Літаки-снаряди і ракети відносяться до безпілотним літальним апаратам важче повітря. Спочатку вони були створені для вивчення роботи ракетних двигунів і верхніх шарів атмосфери. Досягнення в галузі ракетної техніки за останні десятиліття дозволили створити численні системи балістичних літальних апаратів, ракет для запуску штучних супутників Землі і пілотованих космічних кораблів.

Вертоліт (гелікоптер)-летательний апарат важчий за повітря, у якого підйомна сила і тяга, необхідні для польоту, створюються одним або декількома несучими гвинтами, що обертаються в горизонтальній або майже горизонтальній площині. Несучі гвинти приводяться в © рощення поршневими або реактивними двигунами через редуктор і вертикальний вал. Створено вертольоти, у яких обертання несучого гвинта здійснюється від реактивних двигунів або насадок, встановлених на лопатах. До насадок подається стиснене повітря від компресора. Вертольоти з таким приводом несучих гвинтів називають реактивними. На відміну від літака, підйомна сила на крилі якого створюється тільки при поступальному русі, несучий гвинт вертольота може створювати підйомну силу без поступального переміщення апарата. Несучий гвинт вертольота замінює йому не тільки крило, Але і гвинт, що тягне (тягу реактивного двигуна), дозволяючи аппа- Рату рухатися вперед, назад і в сторони, підніматися і знижуватися під різними кутами до горизонту, нерухомо висіти в возду- е і повертатися навколо

вертикальної осі. Це досягається на

клоном тяги несучого гвинта в сторону польоту. Несучий гвинт вертольота володіє ще одним ісклкь ве властивістю - в разі відмови двигуна в польоті він може створювати підйомну силу, обертаючись під дією набігу-ющего повітряного потоку (авторотація). Це дозволяє вертольоту здійснювати планує або парашютірующій спуск і посад- Рис. 1.3. АвтожірКу. Конструкцію вертольота будь

схеми утворюють фюзеляж, шасі, несучий гвинт, органи управління, приладове, радіо-, електрообладнання, силова установка з системами, що забезпечують її роботу (паливної, масляної, всмоктування повітря, охолодження, «управління і т. п.), трансмісія, що включає редуктори , вали,] муфти включення трансмісії, гальмо несучих гвинтів. Для уве-; лнченія швидкості польоту деякі вертольоти мають невелике ^ крило, розвантажує несучий гвинт. Одногвинтові вертольоти з механічним приводом несучого гвинта, крім того, мають хвосто-! виття гвинт і систему управління ім. Деякі конструкції Верт *! льотів забезпечені вертикальним і горизонтальним оперенням.

Апарати вертикального зльоту і посадки (АВВП) являють собою або поєднання літака з вертольотом, або літаки, у яких підйомна сила на зльоті і посадці створюється пр-та допомоги реактивних двигунів, званих підйомними. У горизонтальних; тальном польоті у таких апаратів підйомна сила створюється крилом, а тяга-звичайними двигунами, які називаються маршовими. При інших схемах вертикальний зліт і посадка могут1 відбуватися шляхом відхилення вектора тяги, що досягається або поворотом двигунів, або відхиленням реактивної струменя. При проектуванні подібних апаратів ставиться завдання поєднати переваги вертольота з високою швидкістю літака. Однак перспектива застосування таких апаратів, очевидно, буде повністю завищити від економічних показників: більш складна і дорога конструкція повинна мати високу продуктивність.

Автожир - літальний апарат важчий за повітря, у якого основною несучою поверхнею є ротор - несучий гвинт, що обертається під дією зустрічного потоку повітря. Поступальне переміщення автожиру забезпечується на відміну від вертольота звичайним повітряним гвинтом, що обертається двигуном (рис. 1.3).

Автожири НЕ півмилі широкого застосування тому, що, значно поступаючись літакам в швидкості польоту, не можуть вертикально злітати і здійснювати вертикальну посадку.

рухів можна досягти певних успіхів.

1. Камені з неба падати не можуть, їм там нема звідки взятися! (Паризька Академія Наук про метеоритах, 1772 р)

2. У майбутньому комп'ютери будуть важити не більше 1.5 тонн. (Журнал Popular Mechanics, 1949 р)

3. Думаю, що на світовому ринку ми знайдемо попит для п'яти комп'ютерів. (Томас Уотсон - директор компанії IBM, 1943 р)

4. Я об'їздив цю країну вздовж і поперек, спілкувався з найрозумнішими людьми і я можу вам ручатися в тому, що обробка даних є лише примхою, мода на яку протримається не більше року. (Редактор видавництва Prentice Hall, 1957 г)

5. Але, що ... може бути корисного в цій штуці? (Питання на обговоренні створення мікрочіпа в Advanced Computing Systems Division of IBM, 1968 р)

6. Ні в кого не може виникнути необхідність мати комп'ютер в своєму будинку. (Кен Олсон - засновник і президент корпорації Digital Equipment Corp., 1977 р)

7. Такий пристрій, як телефон має занадто багато недоліків, щоб розглядати його, як засіб зв'язку. Тому, вважаю, що даний винахід не має ніякої цінності. (З обговорень в компанії Western Union в 1876 г)

8. Ця музична коробка без проводів не може мати ніякої комерційної цінності. Хто буде оплачувати послання, не призначені для якоїсь приватної персони? (Ділові партнери Давида Сарнова у відповідь на його пропозицію інвестувати проект створення радіо, 1920 р)

9. Концепція цікава і добре оформлена. Але, для того, щоб ідея почала працювати, вона повинна містити здоровий глузд. (Професура Yale University у відповідь на пропозицію Фреда Сміта про організацію сервісу швидкої доставки; Фред Сміт стане засновником служби доставки Federal Express Corp.)

11. Так, кого, до біса, цікавлять розмови акторів? (Реакція Warner Brothers на використання звуку в кінематографі, 1927 р)

12. Нам не подобається їх звук і, взагалі, гітарні квартети - це вчорашній день. (Decca Recording Co., відхилила запис альбому групи The Beatles, в 1962 г)

13.Летательние апарати важче повітря неможливі! (Лорд Кельвін - фізик, президент Королівського Наукового Товариства, 1895р)

14. Професор Годдард не розуміє відносин між дією і реакцією, йому не відомо, що для реакції потрібні умови більш підходящі, ніж вакуум.

Схоже, професор відчуває гостру нестачу в елементарних знаннях, які викладаються ще в середній школі. (Передова стаття в газеті New York Times, присвячена революційній роботі Роберта Годдарда на тему створення ракети, 1921 р)

15. Буріння землі в пошуках нафти? Ви маєте на увазі, що треба свердлити землю для того, щоб знайти нафту? Ви зійшли з розуму. (Відповідь на проект Едвіна Дрейка в 1859 г)

16. Літаки - цікаві іграшки, але ніякої військової цінності вони не представляють. (Маршал Фердинанд Фош, професор стратегії в Академії Генштабу Франції)

17. Все, що могло бути винайдено, вже винайшли. (Чарльз Дьюелл - спеціальний уповноважений американського Бюро Патентів, 1899 р)

18. Теорія Луї Пастера про мікроби - смішна фантазія. (П'єр Паші - професор психології університету Тулузи, 1872 р)

19. Живіт, груди і мозок завжди будуть закриті для вторгнення мудрого і гуманного хірурга. (Сер Джон Ерік Еріксен - британський лікар, призначений головним хірургом королеви Вікторії, 1873 р)

20. 640 кілобайт пам'яті повинно бути досить для кожного. (Білл Гейтс, 1981 р)

21. 100 мільйонів доларів - занадто велика ціна за Microsoft. (IBM, 1982 р)

Мрія про підкорення повітряного простору людиною відображається в легендах і переказах практично всіх народів що населяють Землю. Перші документальні свідчення спроб людини підняти в повітря літальний апарат відносяться до першого тисячоліття до нашої ери. Тисячі років спроб, праці і роздумів призвело до повноцінного повітроплавання тільки в кінці 18 століття, вірніше до його розвитку. Спочатку з'явилися монгольф'єр, а слідом і шарльєр. Це два види літального апарату легший за повітря - аеростата, в подальшому розвиток аеростатної техніки призвело до створення - дирижаблів. А на зміну цим повітряним левіафанів прийшли і апарати важче повітря.

Приблизно в 400 році до н. е. в Китаї масово стали застосовуватися повітряні змії не тільки для розваги, але і в суто військових цілей, як засіб сигналізації. Цей апарат вже можна охарактеризувати як пристрій важчий за повітря, що має жорстку конструкцію і використовує для підтримки в повітрі аеродинамічну підйомну силу потоку, що набігає за рахунок струменевих повітряних течій.

Класифікація літальних апаратів

Літальний апарат - це будь-яке технічний пристрій, який призначається для польотів в повітряному або космічному просторі. У загальній класифікації розрізняють апарати легше повітря, важчий за повітря і космічні. Останнім часом все більш широко розвивається напрямки конструювання суміжних апаратів, особливо створення гібрида повітряно - космічного апарату.

ЛА класифікуватися можуть і інакше, наприклад за такими ознаками:

за принципом дії (польоту);
за принципом управління;
по призначенню і сферам застосування;
за типом двигунів, встановлених на ЛА;
за конструктивними особливостями, що стосуються фюзеляжу, крил, оперення і шасі.

Коротко про літальних апаратах.

1. повітроплавні ЛА. Вважаються літальні апарати легше повітря. Повітряна оболонка наповнена легким газом. До них відносяться дирижаблі, аеростати та гібридні ЛА. Вся конструкція даного типу апаратів цілком залишається важчий за повітря, але з за різниці щільності газових мас в і поза оболонкою, створюється різниця тисків і як підсумок - виштовхуюча сила, так звана сила Архімеда.

2. ЛА, що використовують аеродинамічну підйомну силу. Даний тип апаратів вважається вже важчий за повітря. Підйомна сила у них створюється вже за рахунок геометричних поверхонь - крил. Крила починають підтримувати ЛА в повітряному середовищі тільки після того як навколо їх поверхонь починають утворюватися повітряні потоки. Таким чином крила починають працювати після досягнення ЛА певної мінімальної швидкості «спрацьовування» крил. На них починає утворюватися підйомна сила. Тому, наприклад, щоб піднятися літаку в повітря або опуститися з нього на землю, потрібен пробіг.

Планери, літаки, екранольоти і крилаті ракети - це апарати, у яких підйомна сила утворюється при обтіканні крила;
Вертольоти і їм подібні агрегати, у них підйомна сила утворюється за рахунок обтікання лопатей несучого гвинта;
ЛА, мають несучий корпус, створений за схемою «літаюче крило»;
Гібридні - це апарати вертикального зльоту і посадки, як літаки, так і гвинтокрилих, а також пристрої поєднують якості аеродинамічних і космічних ЛА;
Апарати на динамічної повітряної подушці типу екраноплан;

3. досміческіе ЛА.Ці апарати створені спеціально для роботи в безповітряному просторі з незначною гравітацією, а так само для подолання сили тяжіння небесних тіл, для виходу в космічний простір. До їх числа відносяться супутники, космічні кораблі, орбітальні станції, ракети. Переміщення і підйомна сила створюється за рахунок реактивної тяги, шляхом відкидання частини маси апарату. Робоче тіло так само утворюється завдяки перетворенню внутрішньої маси апарату, яка до початку польоту ще складається з окислювача і палива.

Найпоширеніші літальні апарати - це літаки. При класифікації вони поділяються за багатьма ознаками:

На другому місці за поширеністю знаходяться вертольоти. Вони також класифікуються за різними ознаками наприклад, по кількості і розташуванню несучих гвинтів:

мають одногвинтові схему, яка передбачає наявність додаткового рульового гвинта;
співісна схема - коли два несучих гвинта знаходяться на одній осі один над одним і обертаються в різні боки;
поздовжня - це коли несучі гвинти знаходяться на осі руху один за одним;
поперечна - гвинти розташовуються з боків від фюзеляжу вертольота.

1,5 - поперечна схема, 2 - поздовжня схема, 3 - Одногвинтові схема, 4 - співісна схема

Крім того вертольоти можна класифікувати за призначенням:

для пасажирських перевезень;
для бойового застосування;
для застосування в якості транспортних засобів під час перевезення вантажів різного призначення;
для різних сільськогосподарських потреб;
для потреб медичного забезпечення та пошуково-рятувальних робіт;
для застосування в якості повітряно-кранових пристроїв.

Коротка історія авіації та повітроплавання

Люди, які серйозно займаються історією створення літальних апаратів, визначають, що якийсь пристрій є ЛА, в першу чергу виходячи з можливості подібного агрегату підняти людину в повітря.

Найперший з відомих в історії польотів відноситься до 559 року нашої ери. В одній з держав на території Китаю засудженого до смерті людини закріпили на повітряному змії і після запуску він зміг пролетіти над міськими стінами. Цей змій був швидше за все першим планером конструкції «несе крило».

В кінці першого тисячоліття нашої ери на території мусульманської Іспанії арабський учений Аббас ібн Фарнас сконструював і побудував дерев'яний каркас з крилами, який мав подобу органів управління польотом. Він зміг злетіти на цьому прообраз дельтаплана з вершини невеликого пагорба, протриматися в повітрі близько десяти хвилин і повернутися до місця старту.

1475 рік - першими серйозними з наукової точки зору кресленнями літальних апаратів і парашута вважаються ескізи зроблені Леонардо да Вінчі.

1783 рік - здійснений перший політ з людьми на повітряному аеростаті Монгольф'є, в цьому ж році в повітря піднімається аеростат з гелієвим наповненням кулі і виконується перший стрибок з парашутом.

1852 рік - перший дирижабль з паровим двигуном виконав успішний політ з поверненням в точку старту.

1853 рік - в повітря піднявся планер з людиною на борту.

1881 - 1885 року - професор Можайський отримує патент, будує і відчуває літак з паровими двигунами.

1900 рік - побудований перший дирижабль Цепеліна з жорсткою конструкцією.

1903 рік - брати Райт виконують перші реально керовані польоти на літаках з поршневим двигуном.

1905 рік - створена Міжнародна авіаційна федерація (ФАІ).

1909 рік - створений рік тому Всеросійський аероклуб вступає в ФАІ.

1910 рік - з водної поверхні піднявся перший гідролітак, в 1915 році російський конструктор Григорович дає старт літаючому човні М-5.

1913 рік - в Росії створено родоначальник бомбардувальної авіації «Ілля Муромець».

1918 рік, грудень - організований ЦАГІ, який очолив професор Жуковський. Цей інститут багато десятиліть буде визначати напрямки розвитку російської та світової авіаційної техніки.

1921 рік - зароджується російська цивільна авіація, що перевозить пасажирів на літаках «Ілля Муромець».

1925 рік - здійснює політ АНТ-4, дводвигуновий суцільнометалевий літак-бомбардувальник.

1928 рік - прийнятий до серійного виробництва легендарний навчальний літак У-2, на якому буде підготовлено не одне покоління видатних радянських льотчиків.

В кінці двадцятих років був сконструйований і успішно випробуваний перший радянський автожир - гвинтокрилий літальний апарат.

Тридцяті роки минулого століття - це період різних світових рекордів встановлених на ЛА різного типу.

1946 рік - в цивільній авіації з'являються перші вертольоти.

У 1948 році народжується радянська реактивна авіація - літаки МіГ-15 і Іл-28, в цьому ж році з'являється перший турбогвинтовий літак. Через рік в серійне виробництво запускається МіГ-17.

Аж до середини сорокових років XX століття основним будівельним матеріалом для ЛА були дерево і тканину. Але вже в перші роки Другої світової війни на зміну дерев'яним конструкціям приходять суцільнометалеві конструкції з дюралюмінію.

конструкція літака

У всіх літальних апаратів є схожі конструкційні елементи. Для повітряних апаратів легше повітря - одні, для апаратів важче повітря - інші, для космічних - треті. Найрозвиненіша і численна гілка літальних апаратів - це пристрої важчий за повітря для польотів в атмосфері Землі. Для всіх літальних апаратів, важчих за повітря є основні загальні риси, так як все аеродинамічний повітроплавання і подальші польоти в космос виходили з найпершої конструктивної схеми - схеми аероплана, літака по іншому.

Конструкція такого ЛА як літак, незалежно від його типу або призначення, має ряд спільних елементів, обов'язкових для того, щоб цей пристрій міг літати. Класична схема виглядає наступним чином.

Планер літака.

Цим терміном називають цільну конструкцію, що складається з фюзеляжу, крил і хвостового оперення. Насправді - це окремі елементи, що мають різні функції.

а) фюзеляж -це основна силова конструкція літака, до якої кріпляться крила, хвостове оперення, двигуни і злітно-посадочні пристрої.

Корпус фюзеляжу зібраний за класичною схемою складається з:
- носової частини;
- центральної або несучої частини;
- хвостовій частині.

У носовій частині цієї конструкції, як правило, розташовується радіолокаційне та радіоелектронне літакове обладнання і кабіна екіпажу.

Центральна частина несе основну силове навантаження, до неї кріпляться крила літака. Крім того, в ній розташовуються основні паливні баки, прокладені центральні електричні, паливні, гідравлічні і механічні магістралі. Залежно від призначення ЛА усередині центральної частини фюзеляжу можуть розташовуватися салон для перевезення пасажирів, транспортний відсік для розміщення вантажів, що перевозяться або відсік для розміщення бомбового і ракетного озброєння. Можливі також варіанти для паливозаправників, літаків розвідників або інших спеціальних ЛА.

Хвостова частина має також потужну силову конструкцію, так як вона призначена для кріплення до неї хвостового оперення. У деяких модифікаціях літаків на ній розташовуються двигуни, а у бомбардувальників типу ІЛ-28, ТУ-16 або ТУ-95 в цій частині може розташовуватися кабіна повітряного стрілка з гарматами.

З метою зменшення опору тертя фюзеляжу про набігає повітряний потік вибирається оптимальна форма фюзеляжу з загостреними носом і хвостом.

З огляду на великі навантаження на цю частину конструкції під час польоту, він виконується цельнометаллическим з металевих елементів за жорсткою схемою. Основним матеріалом при виготовленні цих елементів є дюралюміній.

Основними елементами конструкції фюзеляжу є:
- стрингери - забезпечують жорсткість в поздовжньому відношенні;
- лонжерони - забезпечують жорсткість конструкції в поперечному відношенні;
- шпангоути - металеві елементи швеллерного типу, мають вигляд замкнутої рами різного перетину, що скріплюють стрингери і елерони в задану форму фюзеляжу;
- зовнішня обшивка - заздалегідь заготовлені за формою фюзеляжу металеві листи з дюралюмінію або композиційних матеріалів, які кріпляться на стрингери, лонжерони або шпангоути в залежності від конструкції ЛА.

Залежно від заданої конструкторами форми фюзеляж може створювати підйомну силу від двадцяти до сорока відсотків всієї підйомної сили ЛА.

Підйомна сила, за рахунок якої ЛА важчий за повітря тримається в атмосфері - це реально існуюча фізична сила, що утворюється при обтіканні набігаючим повітряним потоком крила, фюзеляжу і інших елементів конструкції ЛА.

Підйомна сила прямо пропорційна щільності середовища, в якій утворюється повітряний потік, квадрату швидкості з яким рухається ЛА і куту атаки, який утворюють крило та інші елементи щодо набігаючого потоку. Вона також пропорційна площі ЛА.

Найпростіше і популярне пояснення виникнення підйомної сили це утворення різниці тисків у нижній і верхній частині поверхні.

б) Крило літака - це конструкція має несучу поверхню для утворення підйомної сили. Залежно від типу літака крило може бути:
- прямим;
- стріловидним;
- трикутним;
- трапецієподібним;
- зі зворотним стреловидностью;
- з перемінної стрілкою.

Крило має центроплан, а також ліву і праву півплощині, ще їх можна називати консолями. У разі, якщо фюзеляж виконаний у вигляді несучої поверхні як у літака типу Су-27, то є тільки ліва і права півплощини.

За кількістю крил можуть бути моноплани (це основна конструкція сучасних літаків) і біплани (прикладом може служити Ан-2) або триплан.

По розташуванню щодо фюзеляжу крила класифікуються як низькорозташованим, среднерасположенним, верхньорозташованим, «парасоль» (тобто крило розташоване над фюзеляжем). Основними силовими елементами конструкції крила є лонжерони і нервюри, а також металева обшивка.

До крилу кріпиться механізація, що забезпечує керування літаком - це елерони з триммерами, а також має відношення до злітно-посадкових пристроїв - це закрилки і предкрилки. Закрилки після їх випуску збільшують площу крила, змінюють його форму, збільшуючи можливий кут атаки на малій швидкості і забезпечують збільшення підйомної сили на режимах зльоту і посадки. Предкрилки - це пристрої для вирівнювання повітряного потоку і недопущення завихрень і зриву струменя на великих кутах атаки і малих швидкостях. Крім того, на крилі можуть інтерцептори-елерони - для поліпшення керованості ЛА і інтерцептори-спойлери - як додаткова механізація зменшує підйомну силу і гальмує ЛА в польоті.

Усередині крила можуть розміщуватися паливні баки, наприклад як у літака МіГ-25. У закінцівках крила розташовуються сигнальні вогні.

в) Хвостове оперення.

До хвостовій частині фюзеляжу літака кріпляться два горизонтальних стабілізатора - це горизонтальне оперення і вертикальний кіль - це вертикальне оперення. Ці елементи конструкції ЛА забезпечують стабілізацію літака в польоті. Конструктивно вони виконані також як і крила, тільки мають значно менший розмір. До горизонтальних стабілізаторів кріпляться керма висоти, а до кіля - кермо повороту.

Злітно-посадкові пристрої.

а) шасі - основний пристрій відносяться до цієї категорії .

Стійка шасі. задня візок

Шасі літака - це спеціальні опори призначені для зльоту, посадки, рулювання і стоянки ЛА.

Конструкція їх досить проста і включає стійку з амортизаторами або без них, систему опор і важелів забезпечують стійке положення стійки в випущеному положенні і швидку прибирання її після зльоту. Також є колеса, поплавці або лижі в залежності від типу літака і злітно-посадкової поверхні.

Залежно від розташування на планері можливі різні схеми:
- шасі з передньою стійкою (основна схема для сучасних літаків);
- шасі з двома основними стійками і хвостовою опорою (прикладом може служити Лі-2 і Ан-2, в даний час практично не застосовується);
- велосипедне шасі (таке шасі встановлено на літаку Як-28);
- шасі з передньою стійкою і випускається при посадці задньої штангою з коліщатком.

Найпоширенішою схемою для сучасних літаків є шасі з передньою стійкою і двома основними. На дуже важких машинах основні стійки мають багатоколісного візки.

б) Гальмівна система.Гальмування літака після посадки здійснюється за допомогою гальм в колесах, спойлерів-інтерцептеров, гальмівних парашутів і реверсу двигунів.

Рухові силові установки.

Літакові двигуни можуть розміщуватися в фюзеляжі, підвішені на крилах за допомогою пілонів або розміщені в хвостовій частині літака.

Конструктивні особливості інших літальних апаратів

Гвинтокрил.Здатність злітати вертикально і крутитися навколо своєї осі, зависати на місці і літати боком і задом. Все це характеристики вертольота і все це забезпечується завдяки рухомий площині, що створює підйомну силу - це гвинт, який має аеродинамічну площину. Гвинт постійно знаходиться в русі, не залежно від того з якою швидкістю і в якому напрямку відбувається політ безпосередньо вертольота.
Гвинтокрил.Особливістю цього ЛА є те, що зліт апарату здійснюється за рахунок несучого гвинта, а набір швидкості і горизонтальний політ - за рахунок класично розташованого пропелера, встановленого на ТВД, як у літака.
Конвертоплан.Цю модель ЛА можна віднести до апаратів з вертикальним зльотом і посадкою, які забезпечуються поворотними ТВД. Вони закріплені на кінцях крил і після зльоту повертаються в літакове положення, в якому створюється тяга для горизонтального польоту. Підйомна сила забезпечується крилами.
Автожир. Особливість даного ЛА полягає в тому, що під час польоту він спирається на повітряну масу за рахунок вільно обертового гвинта в режиму авторотації. В даному випадку гвинти замінюють собою статичне крило. Але для підтримки польоту необхідно постійно обертати гвинт, а він обертається від набігаючого повітряного потоку, тому апарату, не дивлячись на гвинт необхідна мінімальна швидкість для польоту.
Літак вертикального зльоту і посадки. Злітає і сідає при нульовій горизонтальній швидкості, використовуючи тягу реактивних двигунів, яка спрямована в вертикальному напрямку. У світовій авіаційній практиці це такі літаки як Харрієр і Як-38.
Екраноплан. Це апарат здатний пересуватися на великій швидкості, використовуючи при цьому ефект аеродинамічного екрану, який дозволяє цьому ЛА триматися на висоті кількох метрів над поверхнею. При цьому площа крила у цього апарату менше, ніж у аналогічного літака. ЛА використовує цей принцип, але здатний підніматися на висоту в кілька тисяч метрів називається екранольоти.Особливістю його конструкції є більш широкі фюзеляж і крило. Такий апарат має велику вантажопідйомність і дальність польоту до тисячі кілометрів.
Планер, дельтаплан, параплан.Це ЛА важчий за повітря, як правило безмоторні, які для польоту використовують підйомну силу за рахунок обтікання повітряним потоком крила або несучої поверхні.
Дирижабль.Це апарат легший за повітря, який використовує для керованого руху двигун з гвинтом. Він може бути з м'якою, полужесткой і твердою оболонкою. В даний час використовується у військових і спеціальних цілях. Однак цілий ряд переваг, таких як дешевизна, велика вантажопідйомність і ряд інших, дають привід до дискусій про повернення цього виду транспорту в реальний сектор економіки.

1. літаки;

2. планери;

3. літаки снаряди;

4. ракети;

5. вертольоти;

6. автожири.

1. Літаки - ла. важчий за повітря для польоту в атмосфері з допомогу двигунів і нерухомим щодо інших частин апарату крилом. Завдяки великій швидкості, вантажопідйомності, радіусу дії, надійності в експлуатації, високою маневреності, стійкості і керованості літак став основним засобом пересування в повітрі. Основні частини літака - це крило, фюзеляж, шасі, оперення і силова установка.

a) Крило створює підйомну силу при русі літака. Воно зазвичай нерухомо закріплено на фюзеляжі, але у деяких літаків може повертатися щодо поперечної осі. На крилі встановлені керма крену і елементи механізації крила, тобто пристрої здатні збільшувати несучу здатність і опір крила при посадці, зльоті, маневрі.

b) Фюзеляж служить для розміщення екіпажу, пасажирів, вантажів і устаткування.

c) Шасі призначене для пересування літака по аеродрому, поглинання енергії удару при посадці і на третьому встановлюються гальма. Бувають шасі забираються і не вбирається. Літаки з шасі, що забираються мають менший лобовий опір, але важче і складніше в конструкції.

d) оперення служить для забезпечення стійкості, керованості і балансування літака. Воно зазвичай розміщується позаду крила і складається з рухомих і нерухомих поверхонь. Нерухома частина горизонтального оперення називається стабілізатором, а вертикального кілем. До стабілізатора шарнірно кріпиться кермо висоти складається зазвичай з двох половин, а до кіля кермо управління. Рулі відхиляються за допомогою штурвальної колонки або ручки управління і педалей розташованих в кабіні екіпажу. Для полегшення пілотування і підвищення безпеки польоту пасажирськими літаками зазвичай керують 2 пілота а в систему управління можуть включатися автопілот і бортові обчислювачі. Зменшення навантажень діючих на важелі управління пі відхилення рулів досягається за допомогою гідравлічних пневматичних або електричних підсилювачів, а також пристроями аеродинамічній компенсації. Управління літаком коли повітряні рулі неефективні (політ сильно розряджений в атмосфері на літаках вертикального зльоту або посадки) здійснюється газовими рулями. Систему управління повітряними рулями називають основною. Допоміжні системи служать для управління двигунами тріперамі рулів люками шасі і гальмами.

e) Силова установка літака необхідна для створення тяги. Вона складається з авіаційних двигунів а також систем і пристроїв що забезпечують їх роботу і зміна тяги. На літаках цивільної авіації застосовуються головним чином турбореактивні, турбогвинтові двигуни.

Зустрічаються ще літаки з поршневим двигунами у яких сила тяги створюється повітряними гвинтами. У турбо реактивних двигунів тяга виникає в слідстві закінчення з великою швидкістю газів з реактивного сопла. У турбо гвинтових двигунів більше 85% тяги створюється повітряними гвинтами а інша частина за рахунок витікання газів. Авіаційних двигуни зазвичай розміщують в гандоли роботу двигунів забезпечують системи паливні масляне всмоктування повітря і газів запуску управління та автоматизованого контролю.
Устаткування літака складається з приладового радіо і електрообладнання, протиобмерзних пристроїв, висотного бортового і спец. обладнання.
Приладове обладнання в залежності від призначення підрозділяється на:
- пілотажно навігаційні (варіометри покажчики швидкості авіагоризонти автопілот компаси та т. Д.) Для роботи за контролем роботи двигунів (манометри керометри витратоміри) допоміжні (вольтметри амперметри)
- електрообладнання літака забезпечує роботу приладів засобів управління радіо системи запуску авіа двигунів освітлення.
- радіо встаткування- це засіб радіозв'язку і радіонавігації радіолокаційне обладнання системи автоматичного зльоту і посадки.
Для забезпечення безпеки і захисту людини при польоті на великих висотах служить висотне обладнання (системи кондиціонування повітря кисневе харчування і тд) зручності розміщення пасажирів і екіпажу комфорт під час польоту забезпечується побутовим обладнанням.
До спеціального устаткування відносяться пристрої для розміщення і розпорошення хімікатів у літаків сільгосп авіації для перевезення хворих і поранених на літаках санітарної авіації завантаження і кріплення великогабаритних вантажів у вантажних літаків і різні види знімань (Аерофлот зйомка магнітна зйомка і тд.)

2. Планер - бездвігательний апарат, важчий за повітря підйомну силу, якого створює нерухоме щодо корпусу крило. Рух планера вперед створюється під дією складової ваги. Планер злітає за допомогою гумового арматізатора і лебідки, на барабан якої намотаний трос, прикріплений до планеру. Політ в спокійній атмосфері відбувається з постійним зниженням під деяким кутом до горизонту, при наявності в атмосфері висхідних потоків повітря можливий політ з набором висоти. Планери як правило бувають одномісні та двомісні, при рекордні польоти планер набирав висоту до 14 км і здійснював політ з дальністю понад 1000 км.

34. Літаки-снарядів і ракети відносяться до безпілотним ла. важчий за повітря. Спочатку вони були створені для вивчення роботи ракетних двигунів у верхніх шарах атмосфери. Досягнення в галузі ракетної техніки дозволили створити численні сі-ми балістичних ла., Ракет для запуску штучних супутників землі пілотованих космічних кораблів.

5. Вертоліт (гелікоптер) - ла. важчий за повітря, у якого підйомна сила створюється одним або декількома несучими гвинтами, що обертаються в горизонтальній площині. Несучі гвинти приводяться в обертання поршневими або реактивними двигунами через редуктор і вертикальний вал. Створено вертольоти, у яких обертання несучого гвинта здійснюється під дією реактивних двигунів або насадок, встановлених на лопатах, до насадок подається стиснене повітря від компресора. Вертольоти з таким приводом несучих гвинтів називаються реактивними. На відміну від літака підйомна сила на крилі якого створюються тільки при поступальний рух несучий гвинт вертольота може створювати підйомну силу без поступального переміщення апарата. Несучий гвинт вертольота замінює йому не тільки крило але і гвинт, що тягне дозволяючи літальному апарату рухатися вперед назад і в сторони підніматися і знижуватися під різними кутами до горизонту нерухомо висіти в повітрі і повертатися навколо вертикальної осі. Це досягається нахилом тяги несучого гвинта в сторону польоту. Несучий гвинт вертольота володіє ще одним винятковим властивістю в випадки відмови двигуна в польоті він може створювати підйомну силу обертаючись під дією набігаючого повітряного потоку це явище називається авторатаціей це дозволяє вертольоту здійснювати планує або парашютірующій спуск і посадку. Конструкцію вертольота будь-якої схеми утворює:

a) фюзеляж

b) шасі

c) несучий гвинт

d) органи управління

e) приладова

f) радіо

g) електрообладнання

h) силова установка з системами забезпечують її роботу (паливна масляна всмоктування повітря охолодження управління і т.д.)

i) трансмісія включає: редуктори, вали, муфти включають трансмісії і гальмо несучого гвинта.

Для збільшення швидкості польоту деякі вертольоти мають невелике крило розвантажувати несучий гвинт (вертоліт МІ-6). Одногвинтові вертольоти з механічним приводом несучого гвинта мають хвостовий гвинт і систему управління ім. Деякі конструкції вертольотів забезпечені вертикальним і горизонтальним оперенням.
Апарати вертикального зльоту і посадки.
Являють собою поєднання вертольота з літаком або літаки у яких підйомна з ла при зльоті та посадці створюється за допомогою реактивних двигунів званих підйомними. У го зональному польоті у таких апаратів підйомна сила створюється крилом а тяга звичайними двигунами які називають маршалами. При інших схемах вертикальний зліт і посадка можуть відбуватися шляхом відхилення вектора тяги що досягається або поворотом двигунів або відхиленням реактивної струменя. При проектуванні подібних апаратів ставиться завдання поєднати переваги вертольота з високою швидкістю літака проте перспектива застосування ткаль апаратів залежить від економічних показників тобто більш складна і дорога конструкція повинна мати високу продуктивність.

Пристрій і проектування літальних апаратів

Глава 1. Загальні відомості про літальних апаратах.

Літальні апарати важче повітря.

До літальних апаратів даного типу відносяться: літаки, планери, літаки, снаряди, ракети, вертольоти, автожири, орнітоптери.

Літак - це літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигунів і нерухомим щодо інших частин апарату крилом (виключаючи літальні апарати з становленням кута / виключаючи крила зі змінюваної стрілкою). Пальне: гас і повітря атмосфери.

Причини становлення літака основним засобом пересування в повітрі:

1. Велика швидкість

2. Велика вантажопідйомність і радіус дії

3. Надійність в експлуатації

4. Висока маневреність, стійкість і керованість

Основні частини літака:

фюзеляж

оперення

Силова установка (це не тільки двигуни, але і елементи автоматики, системи харчування і життєдіяльності двигунів)

крило створює підйомну силу при русі літака. Зазвичай воно нерухомо закріплено на фюзеляжі, але у літаків вертикального зльоту і посадки воно повертається щодо поперечної осі. На крилі встановлені керма крену - елерони і елементи механізації крила, тобто пристрої, здатні збільшувати несучу здатність і опір крила при зльоті, посадці і маневрі (закрилки, щитки, предкрилки і ін.).

фюзеляж служить для розміщення екіпажу, пасажирів, вантажів і устаткування.

шасі призначені для пересування літака по аеродрому і поглинання енергії удару при посадці. Вони забезпечуються гальмами. Шасі бувають забираються і не вбирається. Останні мають більшу лобове опір, але вони простіше по конструкції і легше.

оперення служить для забезпечення стійкості, керованості і балансування літака; розміщуються позаду крила і складається з рухомих і нерухомих поверхонь.

Нерухоме горизонтальне оперення - стабілізатор, вертикальне - кіль. До стабілізатора шарнірно кріпиться кермо висоти, а до кіля - кермо отруєння. При необхідності для управління можуть бути використані газові рулі.

Силова установка служить для створення тяги. Вона складається з авіаційних двигунів, а також систем і пристроїв, що забезпечують їх роботу і зміна тяги.

В даний час в силовій установці застосовують:

ТРД - турбореактивні двигуни

ТРДД - двоконтурні турбореактивні двигуни

ТРДФ - турбореактивні двигуни з форсажною камерою

ТРДДФ - двоконтурні турбореактивні двигуни з форсажною камерою

ТВД - турбогвинтові двигуни

ПВРД - прямоточні повітряно-реактивні двигуни

СПВРД - надзвукові прямоточні повітряно-реактивні двигуни, або гібридні

Цивільна авіація: ТРД, ТРДД, ТРДФ, ТРДДФ

Військова авіація: ТРДФ, ТРДДФ

Місцева авіація: ТВД

Роботу двигуна забезпечують системи: паливна, мастила, всмоктування повітря, газів, запуску, управління та автоматичного контролю

Устаткування літака складається з: приладового, радіо і електрообладнання, протиобмерзних пристроїв, висотного, бортового і спеціального устаткування.

Приладове обладнання:

1. Пілотажно-навігаційне (варіометри, компаси, покажчики швидкості, автопілот).

2. Контроль за роботою двигуна (манометри, термометри, витратоміри).

3. Допоміжні (амперметри, вольтметри).

Електрообладнання забезпечує роботу приладів, засобів управління і радіо, системи запуску двигунів, системи освітлення.

Радіоустаткування - це засоби радіозв'язку і радіонавігації, радіолокаційне обладнання, системи автоматичного зльоту і посадки.

Висотна обладнання забезпечує безпеку і захист людини в польоті (системи кондиціонування, кисневого харчування).

Бортове обладнання забезпечує зручність розміщення пасажирів.

Спеціальне обладнання - пристрою для розміщення і розпилення хімікатів для сільського господарства, для перевезення хворих і поранених, для завантаження і кріплення спеціальних великогабаритних вантажів, для аерофотозйомки.

Планер - без руховий літальний апарат важчий за повітря. Підйомну силу створює нерухоме щодо корпусу крило. Рух вперед створюється дією складової силою ваги. Зліт здійснюється за допомогою гумових амортизаторів, лебідки з тросом або літака-буксирувальника. Політ в спокійних шарах атмосфери здійснюється з постійним зниженням під кутом до горизонту. Характеристики планера:

1. Висота польоту - 14 км

2. Дальність польоту - 1000 км

3. Швидкість зниження - 0,4-0,8 м / с

4. Швидкість польоту - 80-100 км / год

5. Розмах крила - 29 м

6. Подовження крила-20-36 м

Літаки-снаряди і ракети - це безпілотні літальні апарати важче повітря. До них відносяться:

1. балістичні літальні апарати

2. ракети для запуску штучних супутників

3. ракети для запуску пілотованих космічних апаратів

Вертоліт (г (х) елікоптер) - літальний апарат важчий за повітря, у якого підйомна сила і тяга створюються несучими гвинтами, що обертаються в горизонтальній або майже горизонтальній площині. Несучі гвинти приводяться в обертання поршневими або реактивними двигунами через редуктор і вертикальний вал. У реактивних вертольотів гвинт обертається від реактивного двигуна або насадок, встановлених на лопатах гвинта. До насадок подається стиснене повітря від компресора. Підйомна сила створюється без поступального руху вертольота. Несучий гвинт замінює вертольоту не тільки крило, але і тягне гвинт, що дозволяє апарату:

Рухатися вперед, назад і в сторони

Підніматися і знижуватися під кутом до горизонту

Нерухомо висіти в повітрі

Повертатися навколо вертикальної осі

Це досягається нахилом тяги несучого гвинта в сторону польоту.

Важлива властивість гвинта: при відмові двигуна можливість обертатися під дією набігаючого потоку повітря, тобто здійснювати планує або парашутний спуск і посадку.

сталеви ктівная елементи вертольота:

1. Фюзеляж, шасі, несучий гвинт і органи управління

2. Приладове, радіо- і електрообладнання

3. Силова установка з системами, що забезпечують її роботу

4. Трансмісія, яка включає в себе редуктори, вали, муфти, гальмо несучих гвинтів

Апарати вертикального зльоту і посадки - являють собою або поєднання властивостей літаків і вертольотів, або це - літаки, у яких підйомна сила на зльоті і посадці створюється за допомогою спеціальних реактивних двигунів, званих підйомними. У горизонтальному польоті підйомна сила створюється крилом, а тяга - звичайними двигунами, які називаються маршовими. Перспектива використання таких апаратів визначаються економічними показниками: більш складна і дорога конструкція повинна мати високу продуктивність.

Автожир - літальний апарат важчий за повітря, у якого основною несучою поверхнею є ротор, тобто несучий гвинт, що обертається під дією зустрічного потоку повітря. Поступальний рух автожиру здійснюється на відміну від вертольота звичайним повітряним гвинтом, що обертається двигуном. Недоліки автожирів:

1. Значно поступаються літакам в швидкості польоту.

2. Не можуть вертикально злітати і здійснювати вертикальну посадку

Орнітоптери - це літальні апарати важче повітря, у яких підйомну силу і тягу створюють крила, які здійснюють руху подібно до крил птаха. Відтворити такий рух складно. Тому конструктивно такі апарати створити дуже важко, тому економічно невигідно.