Les parts principals de l'avió. Dispositiu d'avió

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

La invenció de l'avió va permetre no només realitzar el somni més antic de la humanitat: conquerir el cel, sinó també crear el mitjà de transport més ràpid. A diferència dels globus aerostàtics i els dirigibles, els avions depenen poc dels capricis del temps, capaços de cobrir llargues distàncies a gran velocitat. Els components de l'aeronau consisteixen en els següents grups estructurals: ala, fuselatge, empenatge, dispositius d'enlairament i aterratge, central elèctrica, sistemes de control, equipament divers.

Principi de funcionament

Airplane: un avió (LA) més pesat que l'aire, equipat amb una central elèctrica. Amb l'ajuda d'aquesta part més important de l'aeronau, es crea l'empenta necessària per al vol: la força d'acció (conducció) que el motor (hèlix o motor a reacció) desenvolupa a terra o en vol. Si el cargol es troba davant del motor, s'anomena tirar, i si està darrere, s'anomena empènyer. Així, el motor crea el moviment de translació de l'aeronau en relació amb l'entorn (aire). En conseqüència, l'ala també es mou en relació a l'aire, la qual cosa crea sustentació com a resultat d'aquest moviment cap endavant. Per tant, el dispositiu només pot romandre a l'aire si hi ha una certa velocitat.vol.

Quins són els noms de les parts de l'avió

El cas consta de les parts principals següents:

• El fuselatge és el cos principal de l'avió, connectant les ales (ala), el plomatge, el sistema d'alimentació, el tren d'aterratge i altres components en un sol tot. El fuselatge allotja la tripulació, els passatgers (a l'aviació civil), l'equip, la càrrega útil. També pot allotjar (no sempre) combustible, xassís, motors, etc.
• Els motors s'utilitzen per impulsar l'avió.
• Wing: una superfície de treball dissenyada per crear elevació.
• La cua vertical està dissenyada per a la controlabilitat, l'equilibri i l'estabilitat direccional de l'aeronau en relació amb l'eix vertical.
• La cua horitzontal està dissenyada per al control, l'equilibri i l'estabilitat direccional de l'aeronau en relació amb l'eix horitzontal.

Ales i fuselatge

La part principal de l'estructura de l'avió és l'ala. Crea les condicions per complir el principal requisit per a la possibilitat de vol: la presència d'ascensor. L'ala s'enganxa a la carrosseria (fuselatge), que pot tenir una forma o una altra, però si és possible amb una resistència aerodinàmica mínima. Per fer-ho, s'ofereix amb una forma de llàgrima molt estilitzada.

La part davantera de l'avió serveix per acomodar la cabina i els sistemes de radar. A la part posterior hi ha l'anomenada unitat de cua. Serveix per proporcionar control durant el vol.

Disseny de plomatge

Penseu en un avió normal,la secció de la cua està feta segons l'esquema clàssic, característic de la majoria de models militars i civils. En aquest cas, la cua horitzontal inclourà una part fixa: l'estabilitzador (del llatí Stabilis, estable) i una part mòbil: l'ascensor.

L'estabilitzador serveix per estabilitzar l'aeronau respecte a l'eix transversal. Si el morro de l'avió es baixa, la secció de la cua del fuselatge, juntament amb el plomatge, s'aixecarà. En aquest cas, augmentarà la pressió de l'aire a la superfície superior de l'estabilitzador. La pressió generada tornarà l'estabilitzador (respectivament, el fuselatge) a la seva posició original. Quan s'aixeca el morro del fuselatge, la pressió del flux d'aire augmentarà a la superfície inferior de l'estabilitzador i tornarà a la seva posició original. Així, es proporciona una estabilitat automàtica (sense intervenció del pilot) de l'aeronau en el seu pla longitudinal respecte a l'eix transversal.

La part posterior de l'avió també inclou una cua vertical. Semblant a l'horitzontal, consta d'una part fixa, la quilla, i una part mòbil, el timó. La quilla dóna estabilitat al moviment de l'aeronau respecte al seu eix vertical en un pla horitzontal. El principi de funcionament de la quilla és similar al d'un estabilitzador: quan el morro es desvia cap a l'esquerra, la quilla es desvia cap a la dreta, la pressió al seu pla dret augmenta i torna la quilla (i tot el fuselatge) al seu anterior. posició.

Així, respecte a dos eixos, l'estabilitat del vol està assegurada pel plomatge. Però hi havia un eix més: el longitudinal. Per proporcionar automàticamentl'estabilitat del moviment en relació a aquest eix (en el pla transversal) de les consoles de l'ala del planador no es col·loquen horitzontalment, sinó en un cert angle entre si, de manera que els extrems de les consoles es desvien cap amunt. Aquesta ubicació s'assembla a la lletra "V".

Sistemes de control

Les superfícies de control són parts importants d'un avió dissenyat per controlar l'avió. Aquests inclouen alerons, timons i ascensors. El control es proporciona respecte als mateixos tres eixos en els mateixos tres plans.

L'ascensor és la part posterior mòbil de l'estabilitzador. Si l'estabilitzador consta de dues consoles, llavors, en conseqüència, hi ha dos ascensors que es desplacen cap amunt o cap avall, tots dos de manera sincrònica. Amb ell, el pilot pot canviar l' altitud de l'avió.

El timó és la part posterior mòbil de la quilla. Quan es desvia en una direcció o una altra, sorgeix sobre ell una força aerodinàmica, que fa girar l'aeronau al voltant d'un eix vertical que passa pel centre de masses, en sentit contrari a la direcció de la deflexió del timó. La rotació continua fins que el pilot torna el timó a neutre (no desviat) i l'avió es mou en la nova direcció.

Els alerons (del francès Aile, ala) són les parts principals de l'avió, que són les parts mòbils de les consoles d'ala. Serveixen per controlar l'aeronau respecte a l'eix longitudinal (en el pla transversal). Com que hi ha dues consoles d'ala, també hi ha dos alerons. Funcionen de manera sincrònica, però, a diferència dels ascensors, es desvienno en una direcció, sinó en direccions diferents. Si un aleron es desvia cap amunt, l' altre cap avall. A la consola de l'ala, on l'aleró es desvia cap amunt, la sustentació disminueix, i quan està avall, augmenta. I el fuselatge de l'avió gira cap a l'aleró elevat.

Motors

Totes les aeronaus estan equipades amb una central elèctrica que els permet desenvolupar velocitat i, en conseqüència, garantir l'ocurrència de sustentació. Els motors es poden situar a la part posterior de l'avió (típic per a avions a reacció), davant (vehicles lleugers) i a les ales (avions civils, transports, bombarders).

Es divideixen en:

• Jet - turborreactor, pulsació, doble circuit, flux directe.
• Hèlix - pistó (hèlix), turbohélice.
• Coet: combustible sòlid i líquid.

Altres sistemes

Per descomptat, altres parts de l'avió també són importants. Els xassís permeten als avions enlairar i aterrar des dels aeròdroms equipats. Hi ha avions amfibis, on s'utilitzen flotadors especials en lloc de trens d'aterratge: permeten enlairar i aterrar a qualsevol lloc on hi hagi una massa d'aigua (mar, riu, llac). Els models d'avions lleugers equipats amb esquís són coneguts per operar en zones amb coberta de neu estable.

Els avions moderns estan plens d'equips electrònics, dispositius de comunicació i de transferència d'informació. L'aviació militar utilitza sistemes d'armes sofisticats, detecció d'objectius i supressió de senyal.

Classificació

Com estava previstEls avions es divideixen en dos grans grups: civils i militars. Les parts principals d'un avió de passatgers es distingeixen per la presència d'una cabina equipada per a passatgers, que ocupa la major part del fuselatge. Una característica distintiva són els ports als laterals del casc.

Les aeronaus civils es divideixen en:

• Passenger: línies aèries locals, llarg recorregut (autonomia inferior a 2000 km), mitjà (autonomia inferior a 4000 km), llarg abast (autonomia inferior a 9000 km) i intercontinental (autonomia superior a 11.000 km).
• Càrrega: lleugera (pes de càrrega de fins a 10 tones), mitjana (pes de càrrega de fins a 40 tones) i pesada (pes de càrrega de més de 40 tones).
• Propòsit especial: sanitaris, agrícoles, de reconeixement (reconeixement de gel, reconeixement de peixos), lluita contra incendis, per a fotografia aèria.
• educatiu.

A diferència dels models civils, les parts d'un avió militar no tenen una cabina còmoda amb finestres. La part principal del fuselatge està ocupada per sistemes d'armes, equips d'intel·ligència, comunicacions, motors i altres unitats.

Per propòsit, els avions militars moderns (tenint en compte les missions de combat que realitzen) es poden dividir en els següents tipus: caces, avions d'atac, bombarders (portamíssils), reconeixement, transport militar, finalitats especials i auxiliars.

Dispositiu d'avió

El disseny dels avions depèn del disseny aerodinàmic segons el qual es fabriquen. L'esquema aerodinàmic es caracteritza pel nombre d'elements bàsics i la ubicació de les superfícies de suport. Si el nasL'avió és similar per a la majoria de models, la ubicació i la geometria de les ales i la cua poden variar molt.

Es distingeixen els esquemes de dispositius d'aeronau següents:

• "Clàssic".
• Flying Wing.
• "Ànec".
• "Sense cua".
• "Tàndem".
• Esquema convertible.
• Esquema de combinació.

Aeronau clàssic

Considerem les parts principals de l'avió i la seva finalitat. La disposició clàssica (normal) dels components i conjunts és típic de la majoria de dispositius del món, ja siguin militars o civils. L'element principal, l'ala, funciona en un flux pur sense pertorbacions, que flueix suaument al voltant de l'ala i crea una certa sustentació.

El morro de l'avió es redueix, la qual cosa comporta una disminució de l'àrea requerida (i per tant la massa) de la cua vertical. Això es deu al fet que el fuselatge cap endavant indueix un moment de guindada desestabilitzador sobre l'eix vertical de l'avió. La reducció del fuselatge davanter millora la visibilitat de l'hemisferi davanter.

Els desavantatges de l'esquema normal són:

• El funcionament de la cua horitzontal (HA) en un corrent d'ala inclinat i alterat redueix significativament la seva eficiència, la qual cosa requereix l'ús d'un plomatge d'àrea més gran (i, en conseqüència, massa).
• Per garantir l'estabilitat del vol, la cua vertical (VO) ha de crear una sustentació negativa, és a dir, dirigida cap avall. Això redueix l'eficiència global de l'avió: dela magnitud de la força de sustentació que crea l'ala, cal restar la força que es crea al GO. Per neutralitzar aquest fenomen, s'hauria d'utilitzar una ala amb una àrea augmentada (i, en conseqüència, massa).

El dispositiu de l'avió segons l'esquema "ànec"

Amb aquest disseny, les parts principals de l'avió es col·loquen de manera diferent que en els models "clàssics". En primer lloc, els canvis van afectar la disposició de la cua horitzontal. Es troba davant de l'ala. Segons aquest esquema, els germans Wright van construir el seu primer avió.

Avantatges:

• La cua vertical funciona en un flux tranquil, la qual cosa augmenta la seva eficiència.
• Per garantir l'estabilitat del vol, l'empenatge genera una sustentació positiva, és a dir, s'afegeix a la sustentació de l'ala. Això permet reduir la seva àrea i, en conseqüència, la seva massa.
• Protecció natural "anti-gir": s'exclou la possibilitat de transferir les ales a angles d'atac supercrítics per als "ànecs". L'estabilitzador s'instal·la de manera que tingui un angle d'atac més elevat en comparació amb l'ala.
• Mover el focus de l'avió cap enrere amb una velocitat creixent en l'esquema "ànec" es produeix en menor mesura que en el disseny clàssic. Això provoca menys canvis en el grau d'estabilitat estàtica longitudinal de l'aeronau, al seu torn, simplifica les característiques del seu control.

Inconvenients de l'esquema "ànec":

• Quan s'atura a l'empenatge, l'avió no només arriba a angles d'atac més baixos, sinó que també "s'enfonsa" a causa d'una disminució de la seva sustentació total. Això és especialment perillós amodes d'enlairament i aterratge a causa de la proximitat del terra.
• La presència de mecanismes de plomatge al fuselatge davanter perjudica la visibilitat de l'hemisferi inferior.
• Per reduir l'àrea de l'HE frontal, la longitud del fuselatge davanter es fa significativa. Això comporta un augment del moment desestabilitzador respecte de l'eix vertical i, en conseqüència, un augment de l'àrea i la massa de l'estructura.

Aeronau sense cua

En models d'aquest tipus no hi ha cap part important i familiar de l'avió. Una foto d'avions sense cua (Concorde, Mirage, Vulcan) mostra que no tenen cua horitzontal. Els principals avantatges d'aquest esquema són:

• Reducció de l'arrossegament aerodinàmic frontal, que és especialment important per a avions d' alta velocitat, en particular, de creuer. Això redueix els costos de combustible.
• Major rigidesa torsional de l'ala, que millora les seves característiques aeroelàstiques, i s'aconsegueixen característiques d'elevada maniobrabilitat.

Defectes:

• Per a l'equilibri en alguns modes de vol, part dels mitjans de mecanització de la vora posterior de l'ala (flaps) i les superfícies de control s'han de desviar cap amunt, la qual cosa redueix la sustentació total de l'aeronau.
• La combinació dels controls de l'aeronau en relació als eixos horitzontal i longitudinal (per l'absència de l'ascensor) empitjora les característiques del seu maneig. L'absència de plomatge especialitzat fa que les superfícies de control situades a la vora posterior de l'ala funcionin (ambnecessaris) deures i alerons, i ascensors. Aquestes superfícies de control s'anomenen elevons.
• L'ús de part de l'equip de mecanització per equilibrar l'avió empitjora el seu rendiment d'enlairament i aterratge.

Flying Wing

Amb aquest esquema, de fet, no hi ha cap part de l'avió com el fuselatge. Tots els volums necessaris per allotjar la tripulació, la càrrega útil, els motors, el combustible i l'equip es troben al mig de l'ala. Aquest esquema té els avantatges següents:

• Mínim arrossegament.
• La massa més petita de l'estructura. En aquest cas, tota la massa cau sobre l'ala.
• Com que les dimensions longitudinals de l'aeronau són petites (a causa de la manca de fuselatge), el moment desestabilitzador al voltant del seu eix vertical és insignificant. Això permet als dissenyadors reduir significativament l'àrea de la VO, o fins i tot abandonar-la del tot (els ocells, com ja sabeu, no tenen plomatge vertical).

Els desavantatges inclouen la dificultat de garantir l'estabilitat del vol de l'avió.

Tàndem

L'esquema "tàndem", quan dues ales estan situades una darrere de l' altra, s'utilitza poques vegades. Aquesta solució s'utilitza per augmentar la superfície de l'ala amb els mateixos valors de la seva envergadura i longitud del fuselatge. Això redueix la càrrega específica de l'ala. Els desavantatges d'aquest esquema és una gran resistència aerodinàmica, un augment del moment d'inèrcia, especialment en relació amb l'eix transversal de l'avió. A més, amb l'augment de la velocitat de vol, les característiques de l'equilibri longitudinal de l'aeronau canvien. Superfícies de control en aquestsL'avió es pot localitzar tant directament a les ales com al plomatge.

Circuit de combinació

En aquest cas, els components de l'avió es poden combinar mitjançant diversos esquemes de disseny. Per exemple, la cua horitzontal es proporciona tant al morro com a la cua del fuselatge. Es pot utilitzar l'anomenat control d'elevació directa.

En aquest cas, el morro horitzontal juntament amb les solapes creen una elevació addicional. El moment de llançament que es produeix en aquest cas anirà dirigit a augmentar l'angle d'atac (el morro de l'avió s'eleva). Per parar aquest moment, la unitat de cua ha de crear un moment per reduir l'angle d'atac (el morro de l'avió baixa). Per fer-ho, la força sobre la cua també s'ha de dirigir cap amunt. És a dir, hi ha un increment de la força de sustentació al morro HE, a l'ala i a la cua HE (i, en conseqüència, a tota l'aeronau) sense girar-la en el pla longitudinal. En aquest cas, l'avió simplement puja sense cap evolució respecte al seu centre de massa. I viceversa, amb una disposició tan aerodinàmica de l'aeronau, pot dur a terme evolucions respecte al centre de masses en el pla longitudinal sense canviar la seva trajectòria de vol.

La capacitat de dur a terme aquestes maniobres millora significativament les característiques de rendiment dels avions maniobrables. Especialment en combinació amb un sistema de control directe de la força lateral, per a la implementació del qual l'aeronau ha de tenir no només la cua, sinó també el plomatge longitudinal del morro.

Esquema convertible

El dispositiu d'un avió construït segons un esquema convertible es distingeix per la presència d'un desestabilitzador al fuselatge davanter. La funció dels desestabilitzadors és reduir dins de certs límits, o fins i tot eliminar completament el desplaçament cap enrere del focus aerodinàmic de l'avió en modes de vol supersònics. Això augmenta la maniobrabilitat de l'avió (que és important per a un caça) i augmenta l'autonomia o redueix el consum de combustible (això és important per a un avió de passatgers supersònic).

Els desestabilitzadors també es poden utilitzar en els modes d'enlairament/aterratge per compensar el moment d'immersió, que és causat per la desviació de la mecanització d'enlairament i aterratge (flaps, flaps) o el fuselatge endavant. En els modes de vol subsònic, el desestabilitzador s'amaga al mig del fuselatge o s'estableix en el mode veleta (orientat lliurement al llarg del flux).