Части самолета: устройство и конструкция

Части самолета: конструктивное значение и особенности эксплуатации

Самолёт – воздушное судно, без которого сегодня представить перемещение людей и грузов на большие расстояния невозможно. Разработка конструкции современного самолета, а также создание отдельных его элементов представляется важной и ответственной задачей. К этой работе допускают только высококвалифицированных инженеров, профильных специалистов, так как небольшая ошибка в расчётах или производственный брак приведут к фатальным последствиям для пилотов и пассажиров. Не представляет секрет, что любой самолёт имеет фюзеляж, несущие крылья, силовой агрегат, систему разнонаправленного управления и взлетно-посадочные устройства.

Ниже изложенная информация об особенностях устройства составных частей самолёта будет интересна для взрослых и детей, занимающихся конструкторской разработкой моделей летательных аппаратов, а также отдельных элементов.

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

Место размещения экипажа должно предоставлять условия комфортного управления самолётом, доступ к основным приборам навигации и управления при экстремальных ситуациях;
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:

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

Важно! Равномерное распределение нагрузки на все части самолёта осуществляется за счёт внутреннего каркаса фюзеляжа, который представлен соединением различных силовых элементов по всей длине конструкции.

Конструкция крыла

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:

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

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.

К поперечным элементам относят нервюры;
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;
Стрингер также относят к продольным элементам. Его размещение – вдоль крыла по всему размаху. Работает как компенсатор осевого напряжения нагрузок изгиба крыла;
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;
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:

Лонжеронного типа. Характеризуются незначительной толщиной обшивки, образующей замкнутый контур с поверхностью лонжеронов.
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

Важно! Стыковка частей крыльев, последующее их крепление должны обеспечивать передачу, распределение изгибающего и крутящего моментов, возникающих при различных режимах эксплуатации.

Авиадвигатели

Благодаря постоянному совершенствованию авиационных силовых агрегатов продолжается развитие современного самолётостроения. Первые полёты не могли быть длительными и совершались исключительно с одним пилотом именно потому, что не существовало мощных двигателей, способных развить необходимую тяговую силу. За весь прошедший период авиацией использовались следующие типы двигателей самолёта:

Паровые. Принцип работы заключался в преобразовании энергии пара в поступательное движение, передающееся на винт самолёта. Из-за низкого коэффициента полезного действия использовался непродолжительное время на первых авиамоделях;
Поршневые – стандартные двигатели с внутренним сгоранием топлива и передачей крутящего момента на винты. Доступность изготовления из современных материалов позволяет их использование до настоящего времени на отдельных моделях самолётов. КПД представлен не более 55.0%, но высокая надежность и неприхотливость в обслуживании делают двигатель привлекательным;

Реактивные. Принцип действия основан на преобразовании энергии интенсивного сгорания авиационного топлива в необходимую для полёта тягу. Сегодня такой тип двигателей наиболее востребован в авиастроительстве;
Газотурбинные. Работают по принципу пограничного нагрева и сжатия газа сгорания топлива, направленного на вращение турбинного агрегата. Получили широкое распространение в авиации военного назначения. Используются в самолётах типа Су-27, МиГ-29, F-22, F-35;
Турбовинтовые. Один из вариантов газотурбинных двигателей. Но полученная при работе энергия преобразовывается в приводную для винта самолёта. Небольшая её часть используется для образования реактивной толкающей струи. Применяют, в основном, в гражданской авиации;
Турбовентиляторные. Характеризуются высоким КПД. Применяемая технология нагнетания дополнительного воздуха для полного сгорания топлива обеспечивает максимальную эффективность работы и высокую экологическую безопасность. Такие двигатели нашли своё применение при создании больших авиалайнеров.

Важно! Перечень двигателей, разрабатываемых авиаконструкторами, вышеуказанным перечнем не ограничивается. В разное время неоднократно принимались попытки создавать различные вариации силовых агрегатов. В прошлом веке даже велись работы по конструированию атомных двигателей в интересах авиации. Опытные образцы были опробованы в СССР (ТУ-95, АН-22) и США (Convair NB-36H), но были сняты с испытания в связи с высокой экологической опасностью при авиационных катастрофах.

Органы управления и сигнализации

Комплекс бортового оборудования, командные и исполнительные устройства самолёта называют органами управления. Команды подаются из пилотной кабины, а выполняются элементами плоскости крыла, оперением хвоста. На разных типах самолётов используются различные типы систем управления: ручная, полуавтоматическая и полностью автоматизированная.

Органы управления, независимо от типа системы управления, разделяют следующим образом:

Основное управление, включающее в себя действия, отвечающие за регулировку лётных режимов, восстановление продольного баланса самолёта в заранее заданных параметров, они включают:

рычаги, непосредственно управляемые пилотом (штурвал, рули высоты, горизонта, командные панели);
коммуникации для соединения управляющих рычагов с элементами исполнительных механизмов;
непосредственные исполняющие устройства (элероны, стабилизаторы, сполерные системы, закрылки, предкрылки).

Дополнительное управление, используемое при взлётном или посадочном режимах.

При применении ручного или полуавтоматического управления воздушным судном пилота можно считать неотъемлемой частью системы. Только он может проводить сбор и анализ информации о положении самолёта, нагрузочных показателях, соответствии направления полёта с плановыми данными, принимать соответствующее обстановке решение.

Для получения объективной информации о лётной обстановке, состоянии узлов самолёта пилот использует группы приборов, назовем основные:

Пилотажные и используемые для навигационных целей. Определяют координаты, горизонтальное и вертикальное положение, скорость, линейные отклонения. Контролируют угол атаки по отношению к встречному потоку воздуха, работу гироскопических устройств и многие не менее значимые параметры полёта. На современных моделях самолётов объединены в единый пилотажно-навигационный комплекс;
Для контроля работы силового агрегата. Обеспечивают пилота информацией о температуре и давлении масла и авиационного топлива, расход рабочей смеси, количество оборотов коленчатых валов, вибрационный показатель (тахометры, датчики, термометры и подобное);
Для наблюдения за функционированием дополнительного оборудования и авиационных систем. Включают в себя комплекс измерительных приборов, элементы которого размещены практически во всех конструктивных частях самолёта (манометры, указателя расходования воздуха, перепада давления в герметических закрытых кабинах, положения закрылков, стабилизирующих устройств и тому подобное);
Для оценки состояния окружающей атмосферы. Основными измеряемыми параметрами являются температура наружного воздуха, состояние атмосферного давления, влажность, скоростные показатели перемещения воздушных масс. Используются специальные барометры и другие адаптированные измерительные приборы.

Важно! Измерительные приборы, используемые для мониторинга состояния машины и внешней среды, специально разработаны и адаптированы для сложных условий эксплуатации.

Взлётно-посадочные системы 2280

Взлёт и посадку считают ответственными периодами при эксплуатации самолёта. В этот период возникают максимальные нагрузки на всю конструкцию. Гарантировать приемлемый разгон для поднятия в небо и мягкое касание поверхности посадочной полосы могут только надёжно сконструированные стойки шасси. В полете они служат дополнительным элементом придания жесткости крыльям.

Конструкция наиболее распространённых моделей шасси представлена следующими элементами:

подкос складной, компенсирующий лотовые нагрузки;
амортизатор (группа), обеспечивает плавность хода самолёта при движении по взлетно-посадочной полосе, компенсирует удары во время контакта с землёй, может устанавливаться в комплекте с демпферами-стабилизаторами;
раскосы, выполняющие роль усилителя жесткости конструкции, могут называться стержнями, располагаются диагонально по отношению к стойке;
траверсы, крепящиеся к конструкции фюзеляжа и крыльям стойки шасси;
механизм ориентирования – для управления направлением движения на полосе;
замочные системы, обеспечивающие крепление стойки в необходимом положении;
цилиндры, предназначенные для выпуска и убирания шасси.

Стойка шасси самолёта

Сколько колес размещено у самолета? Количество колёс определяется в зависимости от модели, веса и назначения воздушного судна. Наиболее распространённым считают размещение двух основных стоек с двумя колёсами. Более тяжёлые модели – трёх стоечные (размещены под носовой частью и крыльях), четырёх стоечные – две основные и две дополнительные опорные.

Видео

Описанное устройство самолета даёт лишь общее представление об основных конструктивных составляющих, позволяет определить степень важности каждого элемента при эксплуатации воздушного судна. Дальнейшее изучение требует глубокой инженерной подготовки, наличия специальных знаний аэродинамики, сопротивления материалов, гидравлики и электрооборудования. На производственных предприятиях авиастроения этими вопросами занимаются люди, прошедшие обучение и специальную подготовку. Самостоятельно изучить все этапы создания самолёта можно, только для этого следует запастись терпением и быть готовым к получению новых знаний.

Разбор конструкции самолета — как он устроен и из чего состоит

Сколько ведь раньше не пытались придумать самолет, а ведь все дело оказалось именно в конструкции. Каким-то образом громадные авиалайнеры поднимаются в воздух, и очень важным моментом является безопасность пассажиров. В данной статье будет подробно рассмотрено строение самолета, а именно его основных частей.

Конструкция самолета включает в себя:

Фюзеляж
Крылья
Хвостовое оперенье
Взлетно-посадочное устройство
Двигательная установка
Управляющие системы, авионика

Каждая из этих частей жизненно необходима для быстрого и безопасного полета самолета. Так же разбор составляющих поможет понять, как устроен самолет, и почему сделано все именно так, а не иначе.

Фюзеляж

Данный элемент конструкции представляет собой некую основу самолета, несущую часть, к которой прикрепляются другие части летательного агрегата. Он собирает вокруг все основные части самолетов: хвостовое оперенье, шасси и двигательную установку, а каплеобразная форма отлично справляется с противодействующей силой во время его движения по воздуху. Внутренность корпуса рассчитана на перевоз ценного груза, будь то оружие или военная техника, или же пассажиры; так же здесь размещается различное оборудование и топливо.

Крылья

Очень сложно найти самолет, устройство которого не предусматривало бы размещение наиболее узнаваемой его части – крыльев. Этот элемент служит для формирования подъемной мощи, и в современных конструкциях для увеличения этого параметра крылья размещают в плоском основании фюзеляжа самолета.

Сами крылья предусматривают в своей конструкции наличие специальных механизмов, при поддержке которых исполняется поворот самолета в одну из сторон. Кроме того, данная часть летательного аппарата снабжается взлетно-посадочным устройством, что регулирует движение самолета в моменты взлетов и посадок, и оказывают помощь в контроле взлетной и посадочной скоростей. Нужно еще подметить, что некоторые конструкции самолетов предусматривают наличие топливных баков в крыльях.

Помимо того каждое крыло оснащено консолью. При помощи подвижных составляющих, именуемых элеронами, осуществляется управление судном относительно его продольной оси; функционирование этих элементов осуществляется полностью синхронно. Однако, когда один элемент поворачивается в одну сторону, другой будет идти в противоположную; именно поэтому и происходит вращение корпуса фюзеляжа.

Хвостовое оперенье

Данный элемент строения летательного аппарата является не менее важным элементом. Хвост самолета состоит из киля и стабилизатора. Стабилизатор так же, как и крылья, имеет две консоли – правую и левую; основным предназначением данного элемента является регулирование движения самолета и сохранение заданной высоты с учетом влияния различных погодных условий.

Киль так же является неотъемлемой составной частью хвостового оперенья, что несет ответственность за поддержание нужного направления самолета во время его полета. С целью произведения изменения высоты и направления были созданы два специальных руля, каждый из которых управляет своей частью хвостового оперенья. Важным моментом является то, что не всегда элементы воздушных судов могут называться именно такими именами: так, например, опереньем могут называть хвостовую часть фюзеляжа, а иногда таким именованием обозначают лишь киль.

Взлетно-посадочное устройство

Короткое название устройства – шасси, является главным устройством, благодаря которому осуществляется успешный взлет и плавная посадка. Не стоит недооценивать данный элемент летательного аппарата, так как его конструкция значительно сложнее, нежели просто колеса, выезжающие из фюзеляжа. Если присмотреться к одной системе выпуска и уборки, то уже становится понятно, что конструкция очень серьезная, и представляет собой целый набор различных механизмов и устройств.

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.

Поток от взрыва данной топливной смеси выплескивается в основную часть турбины, что заставляет ее вращаться. Так же приспособление для кручения турбины обеспечивает постоянное вращение вентилятора, образуя подобным способом циклическую систему, что будет работать всегда, пока воздух и топливо будут поступать из камеры сгорания.

Управляющие системы

Авионика представляет собой электронный вычислительный комплекс из различных бортовых устройств системы самолета, что помогают считывать актуальную информацию во время навигации и ориентации подвижных объектов. Без этого обязательного компонента корректное и правильное управление любым летательным аппаратом типа лайнера было бы попросту невозможным. Так же эти системы обеспечивают бесперебойную работу самолета; сюда можно отнести такие функции, как автопилот, система противообледенения, бортовое электроснабжение и множество других.

Классификация воздушных судов и особенности конструкции

Все без исключения воздушные суда можно разделить на две основные категории: гражданские и военные. Самым основным их отличием является наличие салона, что обустроен намеренно с целью перевозки пассажиров. Сами же пассажирские самолеты разделяются по вместительности на магистральные ближние (расстояние перелета до 2000 км), средние (до 4000 км) и дальние (до 9000 км)

Если дальность перелета еще больше, то для этого используются лайнеры межконтинентального типа. К тому же, разнотипные летательные аппараты имеют разницу в весе. Так же авиалайнеры могут различаться в связи с определенным типом и, непосредственно, предназначением.

Конструкция самолета зачастую может обладать разной геометрией крыльев. Для самолетов, что осуществляют пассажирские транспортировки, конструкция крыльев не отличается от классической, что характерно именно авиалайнерам. Модели самолетов данного вида обладают укороченной носовой составляющей, и из-за этого имеют относительно невысокий КПД.

Есть еще одна специфическая форма, что зовется «утка», благодаря своему расположению крыльев. Горизонтальное оперенье размещается перед крылом, что увеличивает подъемную силу. Недостатком такой конструкции можно назвать уменьшение зоны обзора нижней полусферы из-за присутствия перед самим крылом оперенья.

Вот мы и разобрались, из чего состоит самолет. Как Вы могли уже заметить, конструкция довольно непростая, и различные многочисленные детали должны работать слаженно, что бы самолет смог подняться в воздух и после ровного полета удачно приземлился. Конструкция часто бывает специфической, и может существенно разниться в зависимости от модели и назначения самолета.

Читайте также:

Фото Бендерской крепости (30 фото)

Устройство пассажирского самолёта

Современные пассажирские лайнеры проектируют таким образом, что пассажиры могут быть полностью уверены в своей безопасности. Каждая деталь, каждая система — все проверяется и тестируется несколько раз. Запчасти для них производят в разных странах, а потом собирают на одном заводе.

Устройство пассажирского самолета представляет собой планер. Он состоит из фюзеляжа, крыла хвостового оперения. Последний оснащен двигателями и шасси. Все современные лайнеры дополнительно оборудуют авионикой. Так называют совокупность электронных систем, которые контролируют работу самолета.

Как устроен самолет

Любой летательный аппарат (вертолет, пассажирский лайнер) по своей конструкции — это планер, который состоит из нескольких частей.

Вот как называются части самолета:

фюзеляж;
крылья;
хвостовое оперение;
шасси;
двигатели;
авионика.

Это несущая часть воздушного судна. Его главное назначение — образование аэродинамических сил, а второстепенное — установочное. Он служит основой, на которую устанавливают все остальные части.

Фюзеляж

Если говорить о частях самолета и их названиях, то фюзеляж — одна из самых важных его составляющих. Само название происходит от французского слова “fuseau”, которое переводится, как “веретено”.

Планер можно назвать “скелетом” самолета, а фюзеляж — его “телом”. Именно он связывает крылья, хвост и шасси. Здесь размещается экипаж лайнера и все оборудование.

Он состоит из продольных и поперечных элементов и обшивки.

Крылья

Как устроено крыло самолета? Оно собирается из нескольких частей: левая или правая полуплоскости (консоли) и центроплан. Консоли включают наплыв крыла и законцовки. Последние могут быть разными у отдельных видов пассажирских лайнеров. Есть винглеты и шарклеты.

Принцип его работы очень прост — консоль разделяет два потока воздуха. Сверху — находится область низкого давления, а снизу — высокого. За счет этой разницы крыло и позволяет лететь самолету.

На крыло устанавливают меньшие консоли для улучшения их работы. Это элероны, закрылки, предкрылки и т.д. Внутри крыльев расположены топливные баки.

На работу крыла влияет его геометрическая конструкция — площадь, размах, угол, направление стреловидности.

Хвостовое оперение

Оно располагается в хвостовой или носовой части фюзеляжа. Так называют целую совокупность аэродинамических поверхностей, которые помогают пассажирскому лайнеру надежно держаться в воздухе. Они разделяются на горизонтальные и вертикальные.

К вертикальным относят киль или два киля. Он обеспечивает путевую устойчивость воздушного судна, по оси движения. К горизонтальным — стабилизатор. Он отвечает за продольную устойчивость самолета.

Шасси

Это те самые устройства, которые помогают самолету взлетать или садиться, рулить по взлетно-посадочной полосе. Это несколько стоек, которые оборудованы колесами.

Вес пассажирского лайнера напрямую влияет на конфигурацию шасси. Чаще всего используется следующая: одна передняя стойка и две основных. У Аэробуса А320 именно так располагаются шасси. У воздушных судов семейства Боинг 747 — на две стойки больше.

В колесные тележки входит разное количество пар колес. Так у Аэробуса А320 — по одной паре, а у Ан-225 — по семь.

Во время полета шасси убираются в отсек. Когда самолет взлетает или садиться. Они поворачиваются за счет привода к передней стойке шасси или дифференциальной работы двигателей.

Двигатели

Говоря о том, как устроен самолет и как он летает, нельзя забывать о такой важной части самолета, как двигатели. Они работают по принципу реактивной тяги. Они могут быть турбореактивными или турбовинтовыми.

Их крепят к крылу самолета или его фюзеляжу. В последнем случае его помещают в специальную гондолу и используют для крепления пилон. Через него подходят к двигателям топливные трубку и приводы.

У самолета обычно по два двигателя.

Количество двигателей различается в зависимости от модели самолета. О двигателях более подробно написано в этой статье.

Авионика

Это все те системы, которые обеспечивают бесперебойную работу самолета в любых погодных условиях и при большинстве технических неисправностях.

Сюда относят автопилот, противообледенительная система, система бортового электроснабжения и т.д.

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.

Тема 1. Основные сведения о воздушных судах, их конструкции, теории полета и центровке.

Воздушное судно (ВС) – летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счет взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отраженным от поверхности земли или воды.

Самолёт — воздушное судно тяжелее воздуха для полётов в атмосфере, использующее аэродинамическую подъёмную силу планера для удержания себя в воздухе и тягу силовой установки для маневрирования и компенсации потерь полной механической энергии на лобовое сопротивление.

Основные конструктивные элементы самолета, их назначение.

Фюзеляж – (фр. fuselage, от fuseau — веретено) — корпус летательного аппарата. Фюзеляж является «телом» самолёта. В нём располагаются кабина экипажа, пассажирские салоны, багажные, бытовые и технические отсеки, системы самолета (управления, гидравлическая, топливная, кондиционирования, регулирования давления, противопожарная, противообледенительная и другие), авионика и так далее. Фюзеляж состоит из продольных балок (лонжероны, стрингеры), поперечных элементов (шпангоуты) и обшивки.

Пассажирские самолёты разделяют на узкофюзеляжные и широкофюзеляжные. У первых диаметр поперечного сечения фюзеляжа составляет в среднем 2-4 метра (В737 и А320 – узкофюзеляжные самолеты). Диаметр широкого фюзеляжа – не менее 5 метров. Существуют самолёты с двумя пассажирскими палубами (А380, Боинг 747).

Отсек фюзеляжа между передним и задним гермошпангоутами (гермошпангоут – сплошная герметичная перегородка) называется гермокабиной. Гермокабину пассажирского самолета можно условно разделить на верхнюю палубу (кабина экипажа, пассажирские салоны, бытовые отсеки) и нижнюю палубу (багажно-грузовые отсеки – БГО и технические отсеки – ТО).

Крыло является ключевой частью в конструкции самолёта, оно генерирует подъёмную силу: профиль крыла устроен таким образом, что консоль разделяет набегающий на самолёт поток воздуха. Над верхней кромкой крыла образуется область более низкого давления, чем под нижней. За счет возникающей при этом подъемной силы крыло «выталкивается» наверх.

Крылья (а точнее левая и правая консоли или отъемные части крыла) чаще всего крепятся к фюзеляжу через центроплан – центральную часть крыла (ЦЧК), соединяющую правую и левую консоли крыла (или ОЧК).

Конструктивно крыло состоит из продольных силовых элементов (лонжеронов, стрингеров), поперечных силовых элементов (нервюр) и обшивки.

На крыле установлено множество отклоняющихся управляемых поверхностей – механизация (закрылки, предкрылки, спойлеры, воздушные тормоза, интерцепторы), элементы системы управления самолетом (элероны, элероны-интерцепторы, триммеры). Они позволяют регулировать перемещение самолёта в трёх плоскостях, поступательную и вертикальную скорость и некоторые другие параметры полёта. Часто на крыльях устанавливаются вертикальные законцовки, которые уменьшают завихрения воздуха на концах крыла, снижая уровень вибрации, и, как следствие, экономя топливо. Внутри крыльев, как правило, установлены герметичные топливные баки-кессоны.

Аэродинамические свойства крыла определяются его размахом, площадью, а также углом стреловидности. Существуют самолёты с изменяемой стреловидностью крыла.

Оперение устанавливается в хвостовой части фюзеляжа. Хвостовое оперение в большинстве случаев представляет собой вертикально расположенный киль и горизонтально расположенный стабилизатор, близкие по конструкции к крыльям.

Оперение чаще всего бывает вертикальным (А-320 и В-737) или Т-образным (Ту-154). Реже имеются два киля на обеих законцовках цельного стабилизатора (Ан-225). На некоторых боевых самолётах дополнительное оперение устанавливается в носовой части фюзеляжа (Су-35).

Основное назначение хвостового оперения – стабилизация и управление ВС в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Киль – неподвижный элемент оперения, а стабилизатор на современных самолетах (в т. ч. на А-320 и В-737) управляется в ручном илиавтоматическом режимах. На задней кромке киля установлен элемент системы управления самолета – руль направления, а на задней кромке стабилизатора – руль высоты. В киле самолетов могут располагаться топливные баки.

С помощью шасси самолёт осуществляет взлёт, посадку, руление и стоянку. Шасси представляет собой амортизационную стойку, к которой крепится колёсная тележка. В зависимости от массы самолёта различается конфигурация шасси. Наиболее часто встречающиеся (А-320 и В-737): одна передняя опора шасси (ПОШ) и две основных или главных (ГОШ), одна носовая и три основных (Ил-96), одна носовая и четыре основных (Боинг 747), две носовых и две основных (B-52).

Колёсные тележки ГОШ могут иметь различное количество колёсных пар: от одной (А-320 и В-737) до семи (Ан-225). Колеса ГОШ оборудованы тормозами для торможения самолета при движении по земле, а колеса ПОШ подтормаживаются только при их уборке после взлета.

Управление поворотом самолёта на земле осуществляется через привод к носовой стойке шасси. В полёте шасси убираются в специальные отсеки (ниши или гондолы шасси) для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Силовая установка.

Самолёт приводится в движение двигателем. Для современных самолётов характерны газотурбинные (турбореактивные или турбовинтовые) двигатели (топливо – авиационный керосин). На более ранних ВС устанавливались поршневые двигатели (топливо – авиационный бензин).Основной характеристикой газотурбинного двигателя является тяга (измеряется в кгс), поршневого – мощность (измеряется в лошадиных силах – л.с.). Для аэродинамического торможения самолета двигатель может быть оборудован реверсивным устройством (А-320 и В-737 – оба двигателя). Двигатель с установленным на него оборудованием, системами и устройствами называется силовой установкой.Двигатель либо крепится к крылу или фюзеляжу с помощью пилона (в этом случае он помещается в защищённую гондолу – А-320 и В-737), через который к нему подходят топливопроводы и различные приводы, либо встраивается непосредственно в фюзеляж. Компоновка может сильно различаться: на самолёте может быть всего один двигатель, два (А-320 и В-737), три (Ту-154), четыре (Ил-96), шесть (Ан-225), восемь (B-52).

Части самолета: конструктивное значение и особенности эксплуатации

Авиадвигатели

Благодаря постоянному совершенствованию авиационных силовых агрегатов продолжается развитие современного самолётостроения. Первые полёты не могли быть длительными и совершались исключительно с одним пилотом именно потому, что не существовало мощных двигателей, способных развить необходимую тяговую силу. За весь прошедший период авиацией использовались следующие типы двигателей самолёта:

Паровые. Принцип работы заключался в преобразовании энергии пара в поступательное движение, передающееся на винт самолёта. Из-за низкого коэффициента полезного действия использовался непродолжительное время на первых авиамоделях;
Поршневые – стандартные двигатели с внутренним сгоранием топлива и передачей крутящего момента на винты. Доступность изготовления из современных материалов позволяет их использование до настоящего времени на отдельных моделях самолётов. КПД представлен не более 55.0%, но высокая надежность и неприхотливость в обслуживании делают двигатель привлекательным;

Реактивные. Принцип действия основан на преобразовании энергии интенсивного сгорания авиационного топлива в необходимую для полёта тягу. Сегодня такой тип двигателей наиболее востребован в авиастроительстве;
Газотурбинные. Работают по принципу пограничного нагрева и сжатия газа сгорания топлива, направленного на вращение турбинного агрегата. Получили широкое распространение в авиации военного назначения. Используются в самолётах типа Су-27, МиГ-29, F-22, F-35;
Турбовинтовые. Один из вариантов газотурбинных двигателей. Но полученная при работе энергия преобразовывается в приводную для винта самолёта. Небольшая её часть используется для образования реактивной толкающей струи. Применяют, в основном, в гражданской авиации;
Турбовентиляторные. Характеризуются высоким КПД. Применяемая технология нагнетания дополнительного воздуха для полного сгорания топлива обеспечивает максимальную эффективность работы и высокую экологическую безопасность. Такие двигатели нашли своё применение при создании больших авиалайнеров.

Видео

На производственных предприятиях авиастроения этими вопросами занимаются люди, прошедшие обучение и специальную подготовку. Самостоятельно изучить все этапы создания самолёта можно, только для этого следует запастись терпением и быть готовым к получению новых знаний.

Конструктивные особенности

Эксперты в области авиации используют пять основных классификаторов с целью определения принадлежности летного средства к одной из вышеописанных категорий. В первую очередь изучается способ крепления крыльев к основной конструкции. Помимо этого, необходимо учитывать особенности фюзеляжа, тип шасси и расположение оперения.

Использование классификации по типу крыла позволяет разделить воздушные корабли на следующие категории: полипланы, бипланы и монопланы. Категория монопланов включает в себя низкоплановые и высокоплановые судна. Этот параметр определяет, как именно крепятся крылья к фюзеляжу. В том случае, когда используется типология самого фюзеляжа, все воздушные лайнеры разделяются на группу двухбалочных и однофюзеляжных моделей.

Одним из важных показателей, оказывающих влияние на скорость полетов, является аэродинамика воздушного судна. Немалую роль в этом вопросе играет вид шасси и способ крепления опор. Данные части конструкций могут быть изготовлены на основе гусеничной, поплавковой или роликовой системы. Помимо этого, существуют комбинированные конструкции, создающиеся на основе воздушной опоры.

Читайте также:

Дети арабских шейхов: фото, как живут

По мнению специалистов в области авиастроения, при классификации самолетов очень важно учитывать расположение двигателей. Они могут быть установлены как на крыльях, так и на самом фюзеляже

Некоторые транспортные средства оборудованы всего одним двигателем. В пассажирских моделях используется несколько пар моторов.

Самые лучшие военные самолеты в мире

Среди них, конечно, лидируют истребители. Военные самолеты, предназначенные для воздушных боев и сопровождения бомбардировщиков, транспортных самолетов и прочих.

Для составления любого рейтинга учитываются, в первую очередь, технические данные самолета, а также количество успешных проведенных боев.

1 место

Здесь расположился истребитель F-15 Eagle. У него почти 104 победы в подтвержденных воздушных боях и при этом без каких-либо потерь. Он есть в разных вариациях — F-15 Е “Stike Eagle”, F-15 SE “Silent Eagle”.

Гордость американского воздушного флота, он может соперничать разве что с российским СУ- 27.

F-15 Strike Eagle.

2 место

На втором месте также находится американский истребитель — F-4 “Phantom 2″. Это универсальный бомбардировщик, который весит около 20 тонн.

Проверенный в боях во Вьетнаме, Пакистане, Ираке, Индии, он прекрасно оборудован, как радиоэлектронными системами, так и прочими специальными техническими новинками.

3 место

Supermarine Spitfire — одна из настоящих легенд времен Второй Мировой войны. Именно благодаря этим самолетам, Великобритании удалось остановить вторжение немцев на свою территорию в самом начале войны.

Овальная форма крыльев и 8 автоматических пушек обеспечивали им непревзойденные победы.

4 место

Messerschmitt ME 109 существовал в разных модификациях. Можно сказать, что он был бриллиантом в короне немецкой Люфтваффе.

Его достоинствами были отличная маневренность и мощность вооружения. Развивал скорость до 560 км/ч.

Messerschmitt ME 109.

5 место

P-51 Mustang тоже особенно впечатлял многих во времена Второй мировой. Он принадлежал американцам и мог развивать скорость до 700 км/ч.

Он одержал более 5 тысяч воздушных побед и был грозным противником.

6 место

Американские инженеры и авиаконструкторы создали немало гениальных моделей. Среди них можно отметить и McDonnell Douglas F-18 Super Hornet.

Он до сих пор есть на вооружении у НАТО. Оснащен двумя мощными двигателями, благодаря которым развивает сверхзвуковую скорость.

McDonnell Douglas F-18 Super Hornet.

7 место

Японская модель Mitsubishi A6M Zero показал себя во всей красе во время нападения японцев на Перл-Харбор.

Из них они обстреляли гавань со стоящими там американскими военными кораблями. Мог взлетать как с земли, так и с авианосцев.

Mitsubishi A6M Zero.

8 место

Hawker Siddeley Harrier Jump Jet отличился во время так называемой Фолклендской войны и во многом помог британцам отстоять эти острова.

Мог взлетать откуда угодно, а поднимать груз до 2, 3 тонн. Уже усовершенствованная модель есть еще на вооружении Корпуса Морской пехоты США.

Hawker Siddeley Harrier Jump Jet.

9 место

Messerschmitt Me.262 «Schwalbe» тоже был одной из звезд Люфтваффе. Это был первый реактивный самолет во всем мире. Его максимальная скорость достигала 900 км/ч.

Они помогали одерживать воздушные победы немцам недолгое время, так как было выпущено всего около двух тысяч самолетов этой модели, и то к концу войны.

Messerschmitt Me 262 Schwable.

10 место

Lockheed F-117 Stealth Nighthawk показал себя в боях в Панаме, Ираке и Боснии. До сих пор некоторые его технические данные недоступны мировой общественности.

Известно лишь, что благодаря особенной конструкции фюзеляжа, он незаметен на радарах, а также может брать на борт более 2 тонн разного оружия.

F-117 Nighthawk Stealth.

Теперь давайте рассмотрим лучшие военные самолеты России.

Конструкция самолёта

Конструкция самолёта наиболее часто представляет собой планер, состоящий из фюзеляжа, крыла и хвостового оперения, оснащённый двигателем и шасси. Современные самолёты оснащаются также авионикой.

Существуют, однако, иные конструктивные схемы современных самолетов. В частности всем известный бомбардировщик B-2, построенный по схеме «летающее крыло». Другой пример — МиГ-29, построенный по так называемой несущей схеме, в которой вместо понятия фюзеляж применяется понятие корпус. (Корпус МиГ-29 — широкий фюзеляж, также участвующий в создании аэродинамической подъемной силы.) Еще один пример альтернативной конструктивной схемы самолета — ЭКИП, который условно можно назвать «летающей черепахой» из-за его довольно своеобразной формы.

Содержание

Планер

Обычно планер самолёта включает фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, шасси и гондолы, куда помещают двигательные установки или другие агрегаты. Этот набор элементов характерен для классической конструктивной схемы. Некоторые элементы могут отсутствовать в других конструктивных схемах.

Компоновочные схемы

На сегодняшний день различают следующие существующие компоновочные схемы самолётов:

классическая компоновка
бесхвостка
утка
летающее крыло
«летающая черепаха»
продольный триплан (с передним и хвостовым горизонтальным оперением)
тандем (два крыла расположено друг за другом)
конвертируемая (Ту-144)

Фюзеляж

Фюзеляж является «телом» самолёта. В нём располагаются кабина экипажа, основные топливные баки, системы управления и контроля, пассажирские салоны и багажные отсеки (в пассажирских самолётах) или грузовые отсеки (в грузовых самолетах), оружие (в боевых самолётах) и так далее. Фюзеляж состоит из продольных балок, шпангоутов и металлических (как правило, алюминиевых) листов.

Пассажирские самолёты разделяют на узко- и широкофюзеляжные. У первых диаметр поперечного сечения фюзеляжа составляет в среднем 2-3 метра. Диаметр широкого фюзеляжа — не менее шести метров. Все широкофюзеляжные самолёты — двухпалубные: на верхней палубе располагаются пассажирские места, на нижней — багажные отсеки. Существуют самолёты с двумя пассажирскими палубами — Airbus A380 и Боинг 747.

Крыло

Крыло является ключевой частью в конструкции самолёта, оно создаёт подъёмную силу: профиль крыла устроен таким образом, что консоль разделяет набегающий на самолёт поток воздуха. Над верхней кромкой крыла образуется область низкого давления, одновременно под нижней — область высокого давления, крыло «выталкивается» наверх, и самолёт поднимается.

Крыло чаще всего крепятся к фюзеляжу:

через центроплан, расположенный в нижней части фюзеляжа у низкопланов (Ил-96, Ту-96, Airbus A380 и Боинг 747)
или — у высокопланов — в верхней части фюзеляжа (Ил-76, Ан-22, Ан-124-Руслан, Ан-225-Мрия, CH-Hercules, Lockheed-500).

Крепление крыла непосредственно к центральной части фюзеляжа без центроплана характерно для боевых самолётов (Ту-22М). Самолёт также может иметь два, три и более крыла. Чаще всего у самолётов, имеющих два крыла — бипланов — одно крыло крепится к верхней части фюзеляжа, а другое — к нижней (Ан-2).

На крыле установлено множество отклоняющихся меньших консолей (механизации): закрылки, предкрылки, спойлеры, элероны, интерцепторы и другие. Они позволяют регулировать перемещение самолёта в трёх плоскостях, путевую скорость и некоторые другие параметры полёта. На современных самолетах на крыльях часто устанавливаются вертикальные законцовки, уменьшающие завихрения воздуха на кончиках крыла, снижая уровень вибрации, и, как следствие, экономя топливо. Внутри крыльев (у крупных самолетов), как правило, установлены топливные баки. У легких самолетов крылевые товпливные баки нередко подвещиваются к специальным вертикальным консолям-креплениям.

Аэродинамические свойства крыла определяются его геометрией: размахом, площадью, а также углом и направлением стреловидности. Существуют самолёты с изменяемой геометрией крыла: самолеты с изменяемой стреловидностью крыла, самолеты со складыващися крылом.

Оперение

Оперение устанавливается в хвостовой или носовой части фюзеляжа. Хвостовое оперение в большинстве случаев представляет собой вертикально расположенный киль (или несколько килей — как правило два киля) и стабилизаторы, близкие по конструкции к крылу. Киль регулирует азимутальную устойчивость самолёта по оси движения, а стабилизаторы — тангаж.

Хвостовое оперение чаще всего бывает фюзеляжным (Ил-86) или Т-образным (Ту-154, Ил-76). Реже встречаются два киля на обоих кончиках цельного стабилизатора (Ан-225), хотя оно было довольно распространным на самолетах Второй мировой войны (Пе-2, Ту-2). На некоторых боевых самолётах дополнительное оперение устанавливается в носовой части фюзеляжа (Су-35). Для обеспечения достаточной путевой устойчивости на высоких скоростях, сверхзвуковые самолёты имеют непропорционально большой киль (Ту-22М3) или два киля (Су-27, МиГ-25, F-15).

Шасси

С помощью шасси самолёт осуществляет взлёт и посадку, руление, стоянку. Шасси представляет собой демпферную стойку, к которой крепится колёсная тележка (у гидропланов — поплавок). В зависимости от массы самолёта различается конфигурация шасси. Наиболее часто встречающиеся: одна передняя стойка и две основных (Ту-154, А320), одна передняя и три основных (Ил-96), одна передняя и четыре основных (Боинг 747), две передних и две основных (B-52). Для ранних самолётов было характерно устанавливать две основных стойки и небольшое вращающееся колесо непосредственно под килем без стойки (Ли-2). Также уникальную схему шасси имеет Ил-62: одна передняя стойка, две основных и выдвигающаяся штанга с одной колёсной парой в самом хвосте для устойчивости при разгрузке-погрузке. На самых первых самолётах стоек не было вообще, а колеса крепились на обыкновенную ось.

Колёсные тележки могут иметь различное количество колёсных пар: от одной (А320) до семи (Ан-225).

Управление поворотом самолёта на земле может осуществляться через привод к передней стойке шасси или дифференциацией режима работы двигателей (у самолётов с более чем одним двигателем). В полёте шасси убираются в специальные отсеки для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Силовая установка

Самолёт приводится в движение двигателем-движителем. Для современных самолётов характерны турбореактивные или турбовинтовые двигатели. На ранних устанавливались поршневые.

Двигатель либо крепится к крылу или фюзеляжу с помощью пилона (в этом случае он помещается в защищённую гондолу), через который к нему подходят топливные трубки и различные приводы, либо встраивается непосредственно в фюзеляж. Компоновка может сильно различаться: на самолёте может быть всего один двигатель (F-16), два (Ту-204), три (Ту-154), четыре (Ил-96), шесть (Ан-225), восемь (B-52).

Системы бортового оборудования

Современные летательные аппараты оснащены весьма сложным и разнообразным оборудованием, которые позволяют выполнять полеты при любых условиях. По действующей документации (Федеральные Авиационные Правила), оборудование летательных аппаратов включает: Авиационное оборудование (АО), Радиоэлектронное оборудование (РЭО), Авиационное вооружение (АВ) – для военных машин.

Системы бортового оборудования большинства летательных аппаратов включают:

Навигационный (НК), навигационно-пилотажный (НПК) или прицельно-навигационный пилотажный комплекс (ПрНК).
Автопилот (АП), система автоматического управления (САУ) или комплекс аппаратуры автоматической бортовой системы управления (АБСУ).
Системы оборудования силовых установок (СУ).
Система предупреждения о столкновении
Система бортового электроснабжения (БЭС).
Противообледенительная система (ПОС)
Противопожарная система (ППС)
Приборное оборудование
Радионавигационное оборудование (РНО)
Радиосвязное оборудование (РСО)
Бортовые средства объективного контроля (БСОК)
Светотехническое оборудование
Система кондиционирования (СКВ) и жизнеобеспечения
Высотное и кислородное оборудование
Аварийно-спасательное оборудование
Бытовое оборудование

В летательных аппаратах военного назначения могут устанавливаться:

Радиолокационные и телевизионно-оптические прицельные системы
Системы радиоэлектронного противодействия
Системы фото и ИК-разведки
Системы закрытой кодированной связи

и многое другое.

Тормозная система

Систему торможения самолета можно разделить на две части:

Система торможения встроенная в шасси.
Аэродинамические системы торможения
- Интерцепторы, аэродинамический тормоз.
- Парашютные системы торможения

Части самолета: конструктивное значение и особенности эксплуатации

Авиадвигатели

Благодаря постоянному совершенствованию авиационных силовых агрегатов продолжается развитие современного самолётостроения. Первые полёты не могли быть длительными и совершались исключительно с одним пилотом именно потому, что не существовало мощных двигателей, способных развить необходимую тяговую силу. За весь прошедший период авиацией использовались следующие типы двигателей самолёта:

Паровые. Принцип работы заключался в преобразовании энергии пара в поступательное движение, передающееся на винт самолёта. Из-за низкого коэффициента полезного действия использовался непродолжительное время на первых авиамоделях;
Поршневые – стандартные двигатели с внутренним сгоранием топлива и передачей крутящего момента на винты. Доступность изготовления из современных материалов позволяет их использование до настоящего времени на отдельных моделях самолётов. КПД представлен не более 55.0%, но высокая надежность и неприхотливость в обслуживании делают двигатель привлекательным;

Реактивные. Принцип действия основан на преобразовании энергии интенсивного сгорания авиационного топлива в необходимую для полёта тягу. Сегодня такой тип двигателей наиболее востребован в авиастроительстве;
Газотурбинные. Работают по принципу пограничного нагрева и сжатия газа сгорания топлива, направленного на вращение турбинного агрегата. Получили широкое распространение в авиации военного назначения. Используются в самолётах типа Су-27, МиГ-29, F-22, F-35;
Турбовинтовые. Один из вариантов газотурбинных двигателей. Но полученная при работе энергия преобразовывается в приводную для винта самолёта. Небольшая её часть используется для образования реактивной толкающей струи. Применяют, в основном, в гражданской авиации;
Турбовентиляторные. Характеризуются высоким КПД. Применяемая технология нагнетания дополнительного воздуха для полного сгорания топлива обеспечивает максимальную эффективность работы и высокую экологическую безопасность. Такие двигатели нашли своё применение при создании больших авиалайнеров.