Классификация оборудования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский политехнический университет»

МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХ

Проект «Электролет»

РЕФЕРАТ

«Конструкция и приборное оборудование самолета»

 

 

 

Студент группы 161-113

Харитонов М.П.

Москва-2017

КОНСТРУКЦИЯ САМОЛЕТА

Самолёт — воздушное судно, предназначенное для полётов в атмосфере с помощью силовой установки, создающей тягу, и неподвижного, относительно других частей аппарата крыла, создающего подъёмную силу. Неподвижное крыло отличает самолёт от махолёта (орнитоптера) и вертолёта, а наличие двигателя — от планёра. От дирижабля и аэростата самолёт отличается тем, что использует аэродинамический, а не аэростатический способ создания подъёмной силы.

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 самолётов. 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 подъёмной силы). Ещё один пример альтернативной конструктивной схемы самолёта — ЭКИП, который условно можно назвать «летающей черепахой» из-за его довольно своеобразной формы.

Компоновочные схемы

На сегодняшний день различают следующие компоновочные схемы самолётов:

· Классическая компоновка

Нормальная аэродинамическая схема (классическая) — наиболее массовая аэродинамическая схема, при которой летательный аппарат (ЛА) имеет горизонтальное оперение (стабилизатор), расположенное после крыла. Для обеспечения статической устойчивости ЛА нормальной аэродинамической схемы положение центра тяжести должно быть впереди аэродинамического фокуса. Нормальная аэродинамическая схема имеет наиболее простое решение вопросов продольной управляемости и устойчивости на различных режимах полёта^[1]. При нормальной аэродинамической схеме ЛА может оснащаться прямым или стреловидным крылом, крылом переменной стреловидности, комбинацией крыльев (биплан, триплан), плоским или крестообразным крылом (крылатые ракеты). Хвостовое оперение может быть классическим, Т-образным, с цельноповоротными килями и/или горизонтальными рулями, с одним или несколькими килями, крестообразным.

К представителям данной схемы можно отнести практически всю пассажирскую, спортивную, и транспортную авиацию, большинство послевоенных бомбардировщиков. Представители этой схемы присутствуют в любом классе авиации.

 

· Бесхвостка — аэродинамическая схема, согласно которой у самолёта отсутствуют отдельные плоскости управления высотой, а используются только плоскости, установленные на задней кромке крыла. Эти плоскости называются элевонами и комбинируют функции элеронов и рулей высоты.

Следует отличать от утки, у которой может не быть хвоста, но рули управления высотой присутствуют.

Схема получила определённое распространение с появлением сверхзвуковой авиации и треугольных, и дельтавидных крыльев малого удлинения. При большой корневой хорде способность S-образного профиля к самостабилизации проявилась особенно отчетливо.

Преимуществом такой схемы является меньший вес планера и меньшее сопротивление, однако, меньшее плечо органов вертикального управления приводит к меньшей эффективности управления по каналу тангажа. Внедрение электродистанционных систем управления позволяет нивелировать этот недостаток^[1].

 

· «Утка» — аэродинамическая схема, при которой у летательного аппарата (ЛА) органы продольного управления по тангажу (горизонтальное оперение) расположены впереди центра тяжести ЛА (крыла). Названа так, потому что один из первых самолётов, сделанных по этой схеме — «14-бис» Сантос-Дюмона — напомнил очевидцам утку: вынесенные вперёд плоскости управления без хвоста сзади.

 

· «Летающее крыло» — разновидность схемы «бесхвостка» с редуцированным фюзеляжем, роль которого играет крыло, несущее все агрегаты, экипаж и полезную нагрузку.продольный триплан (с передним и хвостовым горизонтальным оперением)

 

· «Тандем» – крайне редко используемая для самолётов комновочная схема, представляющая сочетание двухкрыльев, расположенных одно за другим. В зависимости от расположения органов продольного управленияона может рассматриваться либо близкой к «утке» (ОУ на переднем крыле), либо близкой к нормальной схеме(ОУ на заднем крыле). Однако во всех случаях с точки зрения аэродинамического качества и общих лётныхданных схема нерациональна, так как заднее крыло, будучи расположено в скосе потока переднего, имеет меньшие несущие свойства. Большая суммарная площадь крыльев предопределяет большоеаэродинамическое сопротивление, что приводит к значительному снижению аэродинамического качества.

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 самолётах), оружие (в боевых самолётах) и так далее. Конструктивно-силовая схема фюзеляжа, как правило, состоит из продольных элементов (лонжеронов и стрингеров), поперечных элементов (шпангоутов) и обшивки (металлических (чаще дюралюминиевых) 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.

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 самолётах на крыльях часто устанавливаются вертикальные законцовки, уменьшающие завихрения воздуха на кончиках крыла, снижая уровень вибрации, и, как следствие, экономя топливо. Внутри крыльев (у крупных самолётов), как правило, установлены топливные баки. У самолётов-истребителей дополнительные топливные баки нередко подвешиваются 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 (самолёты с крылом изменяемой стреловидности).

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 горизонтальный стабилизатор, близкие по конструкции к крылу. Киль регулирует путевую устойчивость самолёта (по оси движения), а стабилизатор — продольную (т. е. устойчивость по тангажу).

Горизонтальное оперение устанавливается на фюзеляже (Ил-86) или на верху киля (T-образная схема (Ту-154, Ил-76)). Киль устанавливается на фюзеляж или в двухкилевой схеме - на обоих кончиках цельного стабилизатора (Ан-225). 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 (Ан-2), 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 полёты 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.

 

Тормозная система

Систему торможения самолёта можно разделить на две части:

· Система торможения, встроенная в шасси.

· Аэродинамические системы торможения

· Интерцепторы, аэродинамический тормоз.

· Парашютные системы торможения

ПРИБОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТА

В наши дни самолеты способны летать на огромные расстояния и подниматься на большие высоты. В любое время года, днем и ночью, при любой погоде они пересекают океаны и континенты, летают с околозвуковой и сверхзвуковой скоростью. Но все эти успехи современной авиации были бы невозможны, если бы вместе с развитием самолетов не происходило развитие техники, которая помогает пилоту управлять летательным аппаратом.
Руководствуясь показаниями всевозможных приборов, экипаж контролирует и управляет работой двигателей, других агрегатов и систем самолета, ориентируется в пространстве, определяет высоту и скорость полета своего лайнера, получает с земли информацию о погодных условиях и при необходимости квалифицированную помощь, поддерживает связь с диспетчерскими службами аэропортов.

Классификация оборудования

В кабине современного самолета имеется большое количество приборов и оборудования различного назначения (пилотажные, пилотажно-навигационные приборы, приборы контроля работы силовой установки, радио — и радиолокационное оборудование, кислородные приборы и др.), рычагов управления, ручек, переключателей, кнопок, сигнализаторов, необходимых для управления самолетом, выполнения полетного или боевого задания и спасения при авариях. На самолетах выпуска 60-70х годов в кабине экипажа имеется от 80 до 100 различных приборов, переключателей и других. Естественно, что наблюдение за всеми этими приборами и работа с оборудованием требуют от каждого члена экипажа большого внимания и опыта.

В процессе полета экипаж, зная летно-технические характеристики (ЛТХ) самолета, вертолета, должен знать:

Скорость полета

Самолет относительно воздушной массы перемещается с воздушной скоростью в направлении своей продольной оси. Одновременно под действием ветра он перемещается вместе с воздушной массой в направлении и со скоростью ее движения. В результате движение самолета относительно земной поверхности будет происходить по равнодействующей, построенной на слагаемых скоростях самолета и ветра.

· Воздушная;

Воздушной скоростью V называется скорость самолета относительно воздушной среды. Эту скорость самолет приобретает под действием силы тяги двигателей.

Она делится на два вида:
· истинная воздушная скорость (TrueAirspeed (TAS))
· приборная воздушная скорость (IndicatedAirspeed (IAS))

Истинная скорость – это фактическая скорость полета самолета относительно воздуха.
Приборная скорость – эта та скорость, которую летчик видит в своей кабине на приборе-указателе скорости.

· Путевая;

Путевой скоростью W называется скорость самолета относительно земной поверхности. На ее величину влияет ветер, который уменьшает или увеличивает скорость движения воздушного судна относительно земной поверхности.
Она рассчитывается на основании истинной скорости с учетом скорости.

Таким образом, при полете с боковым ветром векторы воздушной скорости, путевой скорости и скорости ветра образуют треугольник, который называется навигационным треугольником скоростей. Каждый вектор характеризуется направлением и величиной.

 

· Скорость числа М.

Число́ Ма́ха— в механике сплошных сред — один из критериев подобия в механике жидкости и газа. Представляет собой отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде — назван по имени австрийского учёного Эрнста Маха.

 

2) Высоту полёта — расстояние по вертикали от определённого уровня до воздушного судна. В зависимости от уровня начала отсчёта различают высоты:

· Истинную (Нист) - от уровня точки, находящейся непосредственно под воздушным судном;

· Относительную (Нотн) - от уровня порога ВПП, уровня аэродрома, наивысшей точки рельефа и т. п.;

· Абсолютную (Набс) - от уровня моря;

· Высота эшелона (Нэш) - высота полета, измеряемая от уровня изобарической поверхности с давлением 760мм рт.ст..

Направление полета.