החלקים העיקריים של המטוס. מכשיר מטוס

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

המצאת המטוס אפשרה לא רק לממש את החלום העתיק ביותר של האנושות - לכבוש את השמים, אלא גם ליצור את אמצעי התחבורה המהיר ביותר. שלא כמו בלוני אוויר חם וספינות אוויר, מטוסים תלויים מעט בגחמות מזג האוויר, מסוגלים לכסות מרחקים ארוכים במהירות גבוהה. מרכיבי המטוס מורכבים מהקבוצות המבניות הבאות: כנף, גוף גוף, אמפנאג', מכשירי המראה ונחיתה, תחנת כוח, מערכות בקרה, ציוד מגוון.

עקרון הפעולה

מטוס - מטוס (LA) כבד יותר מאוויר, מצויד בתחנת כוח. בעזרת החלק החשוב ביותר הזה של המטוס נוצר הדחף הדרוש לטיסה - הכוח הפועל (המונע) שמפתח המנוע (מדחף או מנוע סילון) על הקרקע או בטיסה. אם הבורג ממוקם לפני המנוע, זה נקרא משיכה, ואם הוא מאחור, זה נקרא דחיפה. לפיכך, המנוע יוצר את תנועת התרגום של המטוס ביחס לסביבה (אוויר). בהתאם לכך, הכנף נעה גם ביחס לאוויר, מה שיוצר עילוי כתוצאה מתנועה זו קדימה. לכן, המכשיר יכול להישאר באוויר רק אם יש מהירות מסוימת.טיסה.

מהם שמות חלקי המטוס

המארז מורכב מהחלקים העיקריים הבאים:

• גוף המטוס הוא הגוף הראשי של המטוס, המחבר את הכנפיים (הכנף), הנוצות, מערכת הכוח, גלגלי הנחיתה ורכיבים אחרים למכלול אחד. גוף המטוס מכיל את הצוות, הנוסעים (בתעופה אזרחית), ציוד, מטען. יכול גם להכיל (לא תמיד) דלק, שלדה, מנועים וכו'.
• המנועים משמשים להנעת המטוס.
• Wing - משטח עבודה שנועד ליצור עילוי.
• זנב אנכי מיועד לשליטה, איזון ויציבות כיוונית של המטוס ביחס לציר האנכי.
• זנב אופקי מיועד לשליטה, איזון ויציבות כיוונית של המטוס ביחס לציר האופקי.

כנפיים וגוף המטוס

החלק העיקרי של מבנה המטוס הוא הכנף. הוא יוצר את התנאים למילוי הדרישה העיקרית לאפשרות הטיסה - נוכחות עילוי. הכנף מחוברת לגוף (גוף המטוס), שיכול להיות בעל צורה כזו או אחרת, אך אם אפשר עם גרר אווירודינמי מינימלי. לשם כך, הוא מסופק בצורת דמעה יעילה בצורה נוחה.

החלק הקדמי של המטוס משמש לאחסון מערכות הטייס והרדאר. מאחור נמצאת מה שנקרא יחידת זנב. זה משמש לספק שליטה במהלך הטיסה.

עיצוב פלומה

שקול מטוס ממוצע,החלק הזנב שלו עשוי לפי התוכנית הקלאסית, האופיינית לרוב הדגמים הצבאיים והאזרחיים. במקרה זה, הזנב האופקי יכלול חלק קבוע - המייצב (מהסטביליס הלטינית, יציב) וחלק נע - המעלית.

המייצב משמש לייצוב המטוס ביחס לציר הרוחבי. אם האף של המטוס יורד, אזי, בהתאם, חלק הזנב של גוף המטוס, יחד עם הנוצות, יעלה למעלה. במקרה זה, לחץ האוויר על המשטח העליון של המייצב יגדל. הלחץ שנוצר יחזיר את המייצב (בהתאמה, גוף המטוס) למקומו המקורי. כשהאף של גוף המטוס מורם למעלה, לחץ זרימת האוויר יגדל על המשטח התחתון של המייצב, והוא יחזור שוב למקומו המקורי. לפיכך, ניתנת יציבות אוטומטית (ללא התערבות טייס) של המטוס במישור האורך שלו ביחס לציר הרוחבי.

חלקו האחורי של המטוס כולל גם זנב אנכי. בדומה לאופקי, הוא מורכב מחלק קבוע - הקיל, וחלק נע - ההגה. הקיל נותן יציבות לתנועת המטוס ביחס לציר האנכי שלו במישור אופקי. עקרון הפעולה של הקיל דומה לזה של מייצב - כאשר האף סוטה שמאלה, הקיל סוטה ימינה, הלחץ על המישור הימני שלה גדל ומחזיר את הקיל (ואת כל גוף המטוס) לקדמותו. מיקום.

לכן, ביחס לשני צירים, יציבות הטיסה מובטחת על ידי הנוצות. אבל היה עוד ציר אחד - האורך. לספק אוטומטייציבות התנועה ביחס לציר זה (במישור הרוחבי) של קונסולות כנפי הרחפנים ממוקמות לא אופקית, אלא בזווית מסוימת זו ביחס לזו כך שקצוות הקונסולות מוסטים כלפי מעלה. מיקום זה דומה לאות "V".

מערכות בקרה

משטחי בקרה הם חלקים חשובים של מטוס שנועד לשלוט במטוס. אלה כוללים גלגלונים, הגים ומעליות. השליטה מסופקת ביחס לאותם שלושה צירים באותם שלושה מישורים.

המעלית היא החלק האחורי הניתן להזזה של המייצב. אם המייצב מורכב משתי קונסולות, אזי, בהתאם, ישנן שתי מעליות שסוטה למעלה או למטה, שתיהן באופן סינכרוני. בעזרתו, הטייס יכול לשנות את גובה המטוס.

הגה הוא החלק האחורי הניתן להזזה של הקיל. כאשר הוא מוטה לכיוון זה או אחר, נוצר עליו כוח אווירודינמי המסובב את המטוס סביב ציר אנכי העובר דרך מרכז המסה, בכיוון ההפוך מכיוון ההגה. הסיבוב נמשך עד שהטייס מחזיר את ההגה למצב ניטרלי (לא מוסט) והמטוס נע בכיוון החדש.

Ailerons (מהצרפתית Aile, כנף) הם החלקים העיקריים של המטוס, שהם החלקים הנעים של קונסולות הכנף. משרתים לשליטה במטוס ביחס לציר האורך (במישור הרוחבי). מכיוון שיש שתי קונסולות כנף, יש גם שני גלגלונים. הם עובדים בצורה סינכרונית, אבל בניגוד למעליות, הם סוטיםלא בכיוון אחד, אלא בכיוונים שונים. אם גלגלון אחד סוטה למעלה, אז השני למטה. בקונסולת הכנף, היכן שהגלגלון מוסט למעלה, ההרמה פוחתת, ובמקום שהיא יורדת היא גדלה. וגוף המטוס מסתובב לכיוון הגלגל המורם.

מנועים

כל המטוסים מצוידים בתחנת כוח המאפשרת להם לפתח מהירות, וכתוצאה מכך, להבטיח את התרחשות ההתרוממות. ניתן למקם מנועים בחלקו האחורי של המטוס (אופייני למטוסי סילון), מלפנים (כלי רכב קלים) ובכנפיים (מטוסים אזרחיים, הובלות, מפציצים).

הם מחולקים ל:

• Jet - סילון טורבו, פועם, מעגל כפול, זרימה ישירה.
• פרופלר - בוכנה (פרופלור), טורבופרופ.
• Rocket - דלק נוזלי, מוצק.

מערכות אחרות

כמובן שגם חלקים אחרים של המטוס חשובים. השלדה מאפשרת למטוסים להמריא ולנחות משדות תעופה מצוידים. ישנם מטוסים אמפיביים, בהם משתמשים בצפים מיוחדים במקום ציוד נחיתה - הם מאפשרים להמריא ולנחות בכל מקום בו יש גוף מים (ים, נהר, אגם). דגמי מטוסים קלים המצוידים במגלשיים ידועים כפועלים באזורים עם כיסוי שלג יציב.

מטוסים מודרניים מלאים בציוד אלקטרוני, התקני תקשורת והעברת מידע. התעופה הצבאית משתמשת במערכות נשק מתוחכמות, זיהוי מטרות ודיכוי אותות.

Classification

כפי שנועדמטוסים מחולקים לשתי קבוצות גדולות: אזרחית וצבאית. החלקים העיקריים של מטוס נוסעים נבדלים על ידי נוכחות של תא מאובזר לנוסעים, התופס את רוב גוף המטוס. מאפיין מיוחד הם האשנבים בצידי גוף הספינה.

מטוסים אזרחיים מחולקים ל:

• נוסעים - חברות תעופה מקומיות, טווח קצר (טווח קצר מ-2000 ק"מ), בינוני (טווח פחות מ-4000 ק"מ), טווח ארוך (טווח פחות מ-9000 ק"מ) וביניבשתי (טווח של יותר מ-11,000 ק"מ).
• מטען - קל (משקל מטען עד 10 טון), בינוני (משקל מטען עד 40 טון) וכבד (משקל מטען יותר מ-40 טון).
• מטרה מיוחדת - סניטריים, חקלאיים, סיור (סיירת קרח, סיור דגים), כיבוי אש, לצילום אווירי.
• Educational.

בניגוד לדגמים אזרחיים, לחלקים של מטוס צבאי אין תא נוח עם חלונות. החלק העיקרי של גוף המטוס תפוס על ידי מערכות נשק, ציוד מודיעין, תקשורת, מנועים ויחידות אחרות.

לפי מטרה, ניתן לחלק את המטוסים הצבאיים המודרניים (בהתחשב במשימות הקרב שהם מבצעים) לסוגים הבאים: מטוסי קרב, מטוסי תקיפה, מפציצים (נושאות טילים), סיור, הובלה צבאית, מטרות מיוחדות ומטרות עזר.

מכשיר מטוס

עיצוב המטוסים תלוי בעיצוב האווירודינמי שלפיו הם עשויים. הסכימה האווירודינמית מאופיינת במספר האלמנטים הבסיסיים ובמיקום המשטחים הנושאים. אם האףמטוס דומה ברוב הדגמים, המיקום והגיאומטריה של הכנפיים והזנב יכולים להשתנות מאוד.

הסכמות הבאות של מכשירי המטוסים נבדלות:

• "קלאסי".
• Flying Wing.
• "ברווז".
• "חסר זנב".
• "טנדם".
• סכימה להמרה.
• ערכת שילוב.

מטוס קלאסי

בואו נשקול את החלקים העיקריים של המטוס ומטרתם. הפריסה הקלאסית (הרגילה) של רכיבים ומכלולים אופיינית לרוב המכשירים בעולם, בין אם צבאיים או אזרחיים. האלמנט העיקרי - הכנף - פועל בזרימה טהורה ללא הפרעה, שזורמת בצורה חלקה סביב הכנף ויוצרת עילוי מסוים.

אפו של המטוס מצטמצם, מה שמוביל לירידה בשטח הנדרש (ומכאן גם במסה) של הזנב האנכי. הסיבה לכך היא שגוף המטוס הקדמי משרה רגע פיתול מערער יציבות סביב הציר האנכי של המטוס. הקטנת גוף המטוס הקדמי משפרת את הראות של חצי הכדור הקדמי.

החסרונות של התוכנית הרגילה הם:

• פעולת הזנב האופקי (HA) בזרם כנף משופע ומופרע מפחיתה משמעותית את יעילותו, מה שמחייב שימוש בנוצות שטח גדול יותר (וכתוצאה מכך, מסה).
• כדי להבטיח את יציבות הטיסה, הזנב האנכי (VO) חייב ליצור עילוי שלילי, כלומר מכוון כלפי מטה. זה מקטין את היעילות הכוללת של המטוס: מאת גודל כוח ההרמה שהכנף יוצרת, יש צורך להחסיר את הכוח שנוצר על ה-GO. כדי לנטרל תופעה זו, יש להשתמש בכנף בעלת שטח מוגדל (וכתוצאה מכך, מסה).

מכשיר המטוס לפי סכימת "הברווז"

עם עיצוב זה, החלקים העיקריים של המטוס ממוקמים בצורה שונה מאשר בדגמים ה"קלאסיים". קודם כל, השינויים השפיעו על פריסת הזנב האופקי. הוא ממוקם מול האגף. לפי תוכנית זו, האחים רייט בנו את המטוס הראשון שלהם.

הטבות:

• זנב אנכי פועל בזרימה בלתי מופרעת, מה שמגביר את היעילות שלו.
• כדי להבטיח יציבות טיסה, ה-empennage מייצר עילוי חיובי, כלומר הוא מתווסף לעילוי של הכנף. זה מאפשר להקטין את השטח שלו, ובהתאם, את המסה שלו.
• הגנת "אנטי-ספין" טבעית: נשללת האפשרות של העברת הכנפיים לזוויות התקפה על-קריטיות עבור "ברווזים". המייצב מותקן כך שהוא מקבל זווית התקפה גבוהה יותר בהשוואה לכנף.
• הזזת המיקוד של המטוס לאחור במהירות גוברת בסכימת ה"ברווז" מתרחשת במידה פחותה מאשר בפריסה הקלאסית. זה מביא לפחות שינויים במידת היציבות הסטטית האורכית של המטוס, בתורו, מפשט את מאפייני השליטה בו.

חסרונות של ערכת ה"ברווז":

• כאשר הוא נעצר על ה-empennage, לא רק שהמטוס מגיע לזוויות התקפה נמוכות יותר, אלא שהוא גם "צונח" עקב ירידה בהרמה הכוללת שלו. זה מסוכן במיוחד במצבי המראה ונחיתה עקב קרבה לקרקע.
• נוכחותם של מנגנוני נוצות בגוף המטוס הקדמי פוגעת בנראות של חצי הכדור התחתון.
• כדי לצמצם את שטח ה-HE הקדמי, אורך גוף המטוס הקדמי נעשה משמעותי. הדבר מוביל לעלייה במומנט מערער היציבות ביחס לציר האנכי, ובהתאם, לעלייה בשטח ובמסה של המבנה.

מטוס ללא זנב

בדגמים מסוג זה אין חלק חשוב ומוכר במטוס. צילום של מטוסים חסרי זנב (קונקורד, מיראז', וולקן) מראה שאין להם זנב אופקי. היתרונות העיקריים של תכנית זו הם:

• הפחתת הגרר האווירודינמי הקדמי, שחשוב במיוחד עבור מטוסים עם מהירות גבוהה, בפרט, שיוט. זה מפחית את עלויות הדלק.
• קשיחות פיתול גבוהה יותר של הכנף, המשפרת את המאפיינים האווירואלסטיים שלה, ומשיגים מאפייני תמרון גבוהים.

פגמים:

• לאיזון במצבי טיסה מסוימים, חלק מאמצעי המיכון של הקצה האחורי של הכנף (דשים) ומשטחי הבקרה חייבים להיות מוטים כלפי מעלה, מה שמפחית את העילוי הכולל של המטוס.
• שילוב של בקרות מטוסים ביחס לציר האופקי והאורך (בשל היעדר המעלית) מחמיר את מאפייני הטיפול בה. היעדר נוצות מיוחדות גורם למשטחי הבקרה הממוקמים בקצה האחורי של הכנף לפעול (עםהכרחי) חובות ורובים, ומעליות. משטחי בקרה אלה נקראים elevons.
• שימוש בחלק מציוד המיכון כדי לאזן את המטוס מחמיר את ביצועי ההמראה והנחיתה שלו.

Flying Wing

עם תוכנית זו, למעשה, אין חלק כזה של המטוס כמו גוף המטוס. כל הנפחים הדרושים כדי להכיל את הצוות, המטען, המנועים, הדלק, הציוד ממוקמים באמצע הכנף. לתכנית זו יש את היתרונות הבאים:

• לפחות גרירה.
• המסה הקטנה ביותר של המבנה. במקרה זה, כל המסה נופלת על הכנף.
• מכיוון שממדי האורך של המטוס קטנים (בשל היעדר גוף גוף), הרגע המעורער סביב הציר האנכי שלו זניח. זה מאפשר למעצבים לצמצם משמעותית את שטח ה-VO, או אפילו לנטוש אותו לחלוטין (לציפורים, כידוע, אין נוצות אנכיות).

החסרונות כוללים את הקושי להבטיח את יציבות הטיסה של המטוס.

טנדם

סכימת ה"טנדם", כאשר שני אגפים ממוקמים בזו אחר זו, משמשת לעתים רחוקות. פתרון זה משמש להגדלת שטח הכנף עם אותם ערכים של תוחלת ואורך גוף המטוס. זה מפחית את העומס הספציפי על הכנף. החסרונות של תכנית זו הם גרר אווירודינמי גדול, עלייה במומנט האינרציה, במיוחד ביחס לציר הרוחבי של המטוס. בנוסף, עם עלייה במהירות הטיסה משתנים מאפייני האיזון האורך של המטוס. משטחי שליטה על כאלהניתן למקם את המטוס הן ישירות על הכנפיים והן על הנוצות.

מעגל שילוב

במקרה זה, ניתן לשלב את רכיבי המטוס באמצעות תוכניות עיצוב שונות. לדוגמה, זנב אופקי מסופק הן באף והן בזנב של גוף המטוס. ניתן להשתמש בהם במה שנקרא בקרת הרמה ישירה.

במקרה זה, האף האופקי יחד עם הדשים יוצרים הרמה נוספת. רגע ההתנדנדות המתרחש במקרה זה יהיה מכוון להגדלת זווית ההתקפה (אף המטוס עולה). כדי לסתור את הרגע הזה, על יחידת הזנב ליצור רגע להקטנת זווית ההתקפה (אף המטוס יורד). לשם כך, הכוח על הזנב חייב להיות מופנה גם כלפי מעלה. כלומר, יש עלייה בכוח ההרמה על האף HE, על הכנף ועל הזנב HE (וכתוצאה מכך, על המטוס כולו) מבלי להפוך אותו במישור האורך. במקרה זה, המטוס פשוט עולה ללא כל אבולוציה ביחס למרכז המסה שלו. ולהיפך, עם פריסה אווירודינמית כזו של המטוס, הוא יכול לבצע אבולוציות ביחס למרכז המסה במישור האורך מבלי לשנות את נתיב הטיסה שלו.

היכולת לבצע תמרונים כאלה משפרת משמעותית את מאפייני הביצועים של מטוסים בני תמרון. במיוחד בשילוב עם מערכת של שליטה ישירה על הכוח הרוחבי, שלצורך יישום המטוס חייב להיות לא רק את הזנב, אלא גם את נוצות האף האורכיות.

סכימה להמרה

התקן של כלי טיס שנבנה על פי תוכנית להמרה נבדל בנוכחות של מעורער בגוף המטוס הקדמי. תפקידם של מערירי היציבות הוא לצמצם בגבולות מסוימים, או אפילו לבטל לחלוטין את התזוזה לאחור של המוקד האווירודינמי של המטוס במצבי טיסה על-קוליים. זה מגדיל את יכולת התמרון של המטוס (שחשוב למטוס קרב) ומגדיל את הטווח או מקטין את צריכת הדלק (זה חשוב למטוס נוסעים על-קולי).

ניתן להשתמש במעירי יציבות גם במצבי המראה/נחיתה כדי לפצות על רגע הצלילה, שנגרם מהסטייה של מיכון ההמראה והנחיתה (דשים, דשים) או גוף המטוס הקדמי. במצבי טיסה תת-קוליים, מעורר היציבות מוסתר באמצע גוף המטוס או מכוון למצב שבשבת מזג האוויר (בכיוון חופשי לאורך הזרימה).