Лонжероны самолета это: Лонжерон крыла самолета

  • 26.10.2020

Содержание

Лонжерон крыла самолета

 

Лонжероны – это стыковые узлы крыльев, которые являются частью компенсаторных узлов. Помимо лонжеронов, к компенсаторам также относят подмоторные рампы, различные подвески и прочее. Это продольный основной элемент силового набора самолета. Он выполняет функцию передачи растягивающих, изгибающих, сжимающих и других типов нагрузок. Существует несколько видов лонжеронов – балочные, ферменно-балочные, ферменные, коробчатые. Кроме того, лонжероны принимают участие в восприятии перерезывающей силы. Коробчатого и круглого сечения лонжероны способны воспринимать крутящийся момент.

Лонжерон крыла самолета 455

У летательных аппаратов лонжероны совмещаются со стрингерами и создают продольный набор крыла, оперения, фюзеляжа, элеронов и рулей.

Конструкция

С конструктивной точки зрения лонжероны бывают сборными или монолитными. Сборный лонжерон обладает нижним и верхним поясом и стенкой. Коробчатое сечение имеет только две стенки. Со стенкой пояса соединяются путем клепки, точечной электросварки, болтовых соединений или склейки. Пояса работают от изгибающего момента на растяжение-сжатие. Они составляют большую часть всей площади сечения лонжерона.

Моноблочное крыло – это тип конструкции крыла, у которого при изгибе продольные силы воспринимаются стрингерами и обшивкой по всему поперечному контуру. В таких крыльях лонжеронов нет, но вместо них устанавливаются продольные стенки.

Пояса лонжерона создаются из высококачественных материалов:

  • сталь;
  • титан;
  • алюминиевые сплавы.

При создании формы сечения конструкторы руководствуются определенной задачей – обрести максимальный момент инерции при заданной площади сечения, простотой изготовления, удобством выдерживания профиля, экономии и удобств закрепления к обшивке и стенкам.

По ширине вытянутая форма сечения профиля повышает момент инерции лонжерона. Благодаря присутствию лапок площадь поясов, которая занята отверстиями под заклепки, становится небольшой, а крепление стенки и обшивки к поясу значительно упрощается. Профиль крыла держится за счет малой ковки профилей и их лапок, но в том случае, если это возможно. В других вариациях на пояса устанавливают накладки из мягкого материала.

Лонжерон крыла самолета 454345

Применяя профили разного сечения, можно измерить площадь самого сечения поясов в длину. Разрушение пояса при сжатии образовывается от напряжений, равных прочностному пределу материала. При этом пояс работает далеко не всей площадью, а только ее частью, которая равна площади пояса.

Критические напряжения сжатия поясов балочного лонжерона

В двух плоскостях пояс балочного лонжерона подкреплен жесткими элементами – стенкой и обшивкой. Они препятствуют искривлению оси пояса, что приводит к отсутствию потери устойчивости. Критические напряжения определяются так же, как и у стрингеров.

Стенки балочных лонжеронов создают в основном из листовых материалов. Тонкие стенки подкрепляют стойками, как правило, уголкового сечения. Основная задача стойки – разделить стенку на несколько панелей и повысить касательные критические напряжения потери устойчивости, зависящей от соотношения h/a и толщины стенки.

В конструкции лонжерона бывает одна или две стенки. Критические напряжения сдвигания стенок намного меньше, чем толстых. По этой причине одна толстая стенка выгоднее в весовом отношении, чем две тонкие, которые рассчитаны на ту же нагрузку.

Лонжерон — Википедия

Wing structure - spar.svg Рама автомобиля Renault 4, изготовленная на базе лонжеронов коробчатого сечения

Лонжерон (фр. longeron, от longer — идти вдоль) — основной силовой элемент конструкции многих инженерных сооружений (самолётов, автомобилей, вагонов, мостов, кораблей и другого), располагающийся по длине конструкции.

Лонжеронные рамы автомобилей

У автомобилей, вагонов и локомотивов два лонжерона, соединённые поперечными элементами, представляют собой металлический короб сложной формы, образующий раму (шасси), служащую опорой для безрамного кузова, а также для крепления рессор, колёс и других деталей. Иными словами, лонжерон — это труба из металла, которая имеет прямоугольное сечение, чаще всего это парная деталь — для задней и передней части.[1]

Классический вариант такой рамы напоминает по виду и конструкции лестницу, поэтому в обиходе её иногда могут называть

лестничной (ladder frame). Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин[2], также называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов[2]. Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными; так, различают трубчатые, К-образные и Х-образные поперечины. Лонжероны как правило имеют сечение швеллера[3], причём обычно переменное по длине — в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена[2]. Иногда они хотя бы на части своей длины имеют замкнутое сечение (короб). На спортивных автомобилях могли применяться трубчатые лонжероны и поперечины круглого сечения, имеющие лучшее соотношение массы и жёсткости. По расположению лонжероны могут быть параллельны друг другу, либо располагаться друг относительно друга под некоторым углом. Детали рамы соединяются заклёпками, болтами или сваркой. Грузовые автомобили обычно имеют клёпаные рамы, легковые и сверхтяжёлые самосвалы — сварные
[2]
. Болтовые соединения находят применение обычно при малосерийном производстве[2]. Современные тяжёлые грузовики и прицепы также иногда имеют рамы, собранные на болтах, что значительно облегчает их обслуживание и ремонт, при этом приходится применять специальные меры, направленные на предотвращение самооткручивания болтов.

Лонжеронная рама традиционного типа обеспечивает автомобилю достаточно высокую жёсткость, особенно в случае наличия развитых поперечин (К-образных, Х-образных), и с технической точки зрения не устарела до сих пор, однако имеет существенный недостаток — её лонжероны проходят под полом кузова, так что его приходится располагать достаточно высоко. До тех пор, пока массовые легковые автомобили оставались сравнительно высокими, это не представляло затруднения, однако во второй половине 1950-х годов распространилась мода на приземистые кузова, что в случае использования рамы традиционного типа вынуждало делать сидения очень низкими, чтобы при высоком расположении пола обеспечить достаточное расстояние между подушками сидений и крышей, а это снижало комфортабельность. Выходом стал переход либо на несущий кузов, либо на раму вильчато-хребтового или периферийного типа, у которых лонжероны так или иначе обходят пассажирский салон (либо вынесены по бокам от него, либо расположены в центральном тоннеле кузова), позволяя опустить пол и совместить небольшую общую высоту автомобиля с достаточным простором в салоне. На автомобилях же, к которым не предъявляется подобных требований, например — имеющих высокие кузова внедорожниках, лонжеронная рама и сегодня применяется в своём исходном виде. Один из последних примеров применения лонжеронной рамы на обычном легковом автомобиле — восточногерманский Wartburg, выпускавшийся до конца 1980-х годов.

Wing structure - spar.svg Лонжеронная рама с Х-образной поперечиной.

Лонжеронные рамы применяются практически на всех грузовиках, в прошлом широко применялись и на легковых автомобилях — в Европе до конца сороковых, а в Америке — до конца восьмидесятых — середины девяностых годов. На внедорожниках лонжеронные рамы широко применяются по сей день. Ввиду такого широкого распространения, обычно в популярной литературе под словом «рама» понимают именно лонжеронную раму.

К лонжеронным ряд источников[2] относит также периферийные (часто выделяемые в отдельный тип) и Х-образные рамы (последние другими источниками[4] классифицируются как разновидность хребтовых).

У самолётов

Двухлонжеронное крыло

У самолётов лонжероны совместно со стрингерами образуют продольный набор крыла, фюзеляжа, оперения, рулей и элеронов. Продольные элементы каркаса проходят, как правило, по всей длине фюзеляжа. Совместно с обшивкой они воспринимают нормальные усилия при изгибе фюзеляжа. Простые стрингеры и лонжероны обычно изготавливаются из прессованных или гнутых профилей сечения. Лонжероны отличаются от стрингеров большей жесткостью. При больших нагрузках могут использоваться составные лонжероны, состоящие из нескольких соединенных между собой профилей. Для окантовки больших вырезов в фюзеляже часто используются лонжероны коробчатого сечения — бимсы, которые состоят из прессованных профилей, связанных между собой стенками и обшивкой.

Wing structure - spar.svg
Лонжероны выделены красным цветом Нервюры закрепляются на продольном силовом наборе (лонжероны, кромки, стрингеры), являются основой для закрепления обшивки.

Лонжеронное крыло включает один или несколько продольных силовых элементов — лонжеронов, которые воспринимают изгибающий момент.[5] Помимо лонжеронов, в таком крыле могут присутствовать продольные стенки. Они отличаются от лонжеронов тем, что панели обшивки с стрингерным набором крепятся к лонжеронам. Лонжероны передают нагрузку на шпангоуты фюзеляжа самолёта с помощью моментных узлов.

Воспринимаемые силовые факторы

Основным силовым фактором, воспринимаемым лонжероном, является изгибающий момент. Кроме того, лонжероны участвуют в восприятии перерезывающей силы. Лонжероны круглого, коробчатого и др. замкнутых сечений могут воспринимать крутящий момент.

Виды сечений

Наилучшим сечением для восприятия изгибающего момента является двутавровое сечение. Кроме двутаврового, применяются:

  • Швеллер
  • Z-образное сечение
  • круглая труба (например, в легкомоторной авиации)
  • коробчатое (прямоугольное) сечение

Конструкция

Конструктивно лонжерон может быть выполнен монолитным или сборным. Сборный лонжерон имеет верхний и нижний пояс и стенку. В случае коробчатого сечения стенок две. Пояса соединяются со стенкой путём клёпки, болтовых соединений, точечной электросварки или склейки (для конструкции из КМ). Пояса работают на растяжение-сжатие от изгибающего момента. Они составляют большую часть площади сечения лонжерона.

См. также

Примечания

  1. ↑ Лонжерон автомобиля.
  2. 1 2 3
    4
    5 6 Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок grishkevitch не указан текст
  3. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок turevskiy не указан текст
  4. Кленников, В. М., Кленников Е. В. Теория и конструкция автомобиля. — М.: «Машиностроение», 1967. — С. 181—185.
  5. ↑ Житомирский, 1991.

Литература

  • Житомирский Г. И. Конструкция самолетов: Учебник для студентов авиационных специальностей вузов. — М.: Машиностроение, 1991. — 400 с: ил. — ISBN 5-217-01519-5; ББК 39.53я73 Ж 74; УДК 629.73.02 (075.8).

Лонжерон крыла самолета. — Студопедия

Лонжероны – это стыковые узлы крыльев, которые являются частью компенсаторных узлов. Помимо лонжеронов, к компенсаторам также относят подмоторные рампы, различные подвески и прочее. Это продольный основной элемент силового набора самолета. Он выполняет функцию передачи растягивающих, изгибающих, сжимающих и других типов нагрузок. Существует несколько видов лонжеронов – балочные, ферменно-балочные, ферменные, коробчатые. Кроме того, лонжероны принимают участие в восприятии перерезывающей силы. Коробчатого и круглого сечения лонжероны способны воспринимать крутящийся момент.

У летательных аппаратов лонжероны совмещаются со стрингерами и создают продольный набор крыла, оперения, фюзеляжа, элеронов и рулей.

Конструкция

С конструктивной точки зрения лонжероны бывают сборными или монолитными. Сборный лонжерон обладает нижним и верхним поясом и стенкой. Коробчатое сечение имеет только две стенки. Со стенкой пояса соединяются путем клепки, точечной электросварки, болтовых соединений или склейки. Пояса работают от изгибающего момента на растяжение-сжатие. Они составляют большую часть всей площади сечения лонжерона.

Моноблочное крыло – это тип конструкции крыла, у которого при изгибе продольные силы воспринимаются стрингерами и обшивкой по всему поперечному контуру. В таких крыльях лонжеронов нет, но вместо них устанавливаются продольные стенки.

Пояса лонжерона создаются из высококачественных материалов:


· сталь;

· титан;

· алюминиевые сплавы.

Первый лонжерон ТУ-160 создается из титановых сплавов.

При создании формы сечения конструкторы руководствуются определенной задачей – обрести максимальный момент инерции при заданной площади сечения, простотой изготовления, удобством выдерживания профиля, экономии и удобств закрепления к обшивке и стенкам.

По ширине вытянутая форма сечения профиля повышает момент инерции лонжерона. Благодаря присутствию лапок площадь поясов, которая занята отверстиями под заклепки, становится небольшой, а крепление стенки и обшивки к поясу значительно упрощается. Профиль крыла держится за счет малой ковки профилей и их лапок, но в том случае, если это возможно. В других вариациях на пояса устанавливают накладки из мягкого материала.

Применяя профили разного сечения, можно измерить площадь самого сечения поясов в длину. Разрушение пояса при сжатии образовывается от напряжений, равных прочностному пределу материала. При этом пояс работает далеко не всей площадью, а только ее частью, которая равна площади пояса.

Фюзеляж самолета и что это такое ? Обшивка, элементы и материалы.

 

Под термином «фюзеляж» принято понимать корпус самолета. Именно к фюзеляжу летательного аппарата крепится оперение, крылья и в некоторых моделях шасси. Основным предназначением фюзеляжа является размещение экипажа, груза, пассажиров и оборудования. В фюзеляже самолета могут быть размещены топливные баки, силовая установка и шасси.

Фюзеляж выступает телом каждого самолета. В нем размещается кабина пилотов, баки с топливом, в зависимости от типа самолета могут также быть оборудованы: багажные отделения, салон с креслами пассажиров и т.д. Схема корпуса самолета состоит из поперечных, продольных элементов и обшивки. Поперечные элементы силовой конструкции корпуса представлены шпангоутами, а продольные системой – стрингерами и лонжеронами. Что касается обшивки, то она изготовляется из металлических листов, для снижения массы и повышения прочности широко используют дюралюминий.

Фюзеляж самолета сборка

Современное авиастроение использует балочный и ферменный тип фюзеляжа. Ранее создавались летательные аппараты с бескаркасным – моноковым фюзеляжем. Впервые такой самолет был создан еще в 1910 году. Особенностью было использование гнутых трубчатых колец, к которым крепилась изогнутая фанера.

Общие сведения о фюзеляжах самолетов

Фюзеляж выступает строительной основой каждого летательного аппарата, он позволяет соединить в единое целое все составляющие части. Каждый тип самолета выдвигает свои требования к характеристикам корпуса, при этом нужно сохранить аэродинамику, необходимую форму и максимально снизить массу, не теряя прочности конструкции. Все это достигается за счет:

  • Выбора форм и параметров строения фюзеляжа, за счет которого можно достичь минимального лобового сопротивления при полете. Подобрать полезный объем и определиться с общими габаритами корпуса.

  • Корпус должен создавать подъемную силу агрегата до 40% в интегральных схемах летательного аппарата. Это позволяет снизить массу и площадь крыльев.

  • Повышение плотности общей компоновки позволяет рационально использовать внутренний объем и размещение грузов возле центра тяжести. Размещение грузов возле центра массы позволяет достичь лучших летных характеристик самолета. Сужение диапазонов центровки аппарата при различных вариантах расположения топлива, боеприпасов и их расходование в процессе полета должно обеспечивать стабильность машины.

  • Продуманная силовая схема компоновки всего самолета. При этом нужно обеспечить качественное крепление оперения, силовой установки, крыльев, шасси.

  • При обслуживании самолета должен быть продуман удобный подход к каждому агрегату. Удобный выход пассажиров и экипажа, выброс десантных групп, погрузка и разгрузка, швартовка машины. Фюзеляж должен обеспечить жизненные условия для пилотов и пассажиров, а именно: нормальное давление, звукоизоляция и теплоизоляция. Для пилотов самолета должен быть отличный обзор. В аварийных ситуациях продумано покидание машины.

 

Фюзеляж самолета внутри

Нагрузки, воздействующие на фюзеляж при посадке:

  • Силы от присоединенных частей и деталей самолета, таких как шасси, крылья, оперение, силовые установки.

  • Инерционные силы узлов, агрегатов, оборудования, общая масса конструкции.

  • Силы аэродинамики, которые воздействуют на весь корпус в полете.

  • Избыточное давление в герметичных отсеках, салонах, кабине и каналах воздухозаборников.

Все эти виды нагрузок учитываются с помощью принципа Д’Аламбера, это позволяет привести все силы в равновесие.

В строительной механике корпус аппарата принято рассматривать как балку коробчатого типа, которая закреплена на крыле и получает все виды нагрузок, перечисленные выше. Данный тип фюзеляжа принято называть балочным. На каждую часть сечения фюзеляжа воздействует крутящий и изгибающий момент. На герметичные отсеки дополнительно действует избыточное давление внутренней части.

Основные виды фюзеляжей самолетов:

  • Плоскофюзеляжный тип.

  • Одноэтажный тип.

  • Двухэтажный тип.

  • Широкофюзеляжный тип.

  • Узкофюзеляжный тип.

Внешний облик и формы фюзеляжа

Наиболее выгодной формой корпуса самолета выступает осесимметричное тело вращения, которое имеет плавное сужение к хвостовой и носовой части. Это позволяет минимизировать площадь при заданных габаритах конструкции. Соответственно снижается общая масса обшивки и минимизируется трение фюзеляжа при сопротивлении в полете.

Сечение круглой формы тела вращения наиболее выгодно по массе при воздействии внутреннего давления гермокабин. При создании и компоновке летательных аппаратов конструкторы отступают от подобной идеальной формы. Плавность обвода нарушают фонари кабины пилотов, антенны БРЭО, воздухозаборники, при этом растет масса корпуса и сопротивление конструкции в полете. В большинстве случаев форма сечения фюзеляжа самолета зависит от большого количества факторов.

Силовая схема конструкции фюзеляжа

Все нагрузки и воздействующие силы на корпус снижаются за счет снижения веса аппарата. Тонкостенная обшивка летательного аппарата изнутри имеет силовой каркас, который позволяет противостоять всем воздействиям. Силовой каркас машины позволяет удовлетворить все требования компоновки, простоты, надежности и живучести фюзеляжа при эксплуатации.

Ранее более распространенными были ферменные типы фюзеляжа, но они значительно проигрывают балочному типу. Нужно отметить, что ферма значительно затрудняет компоновку и расположение грузов в корпусе. В современном авиастроении ферменный тип фюзеляжа используется только на небольших и тихоходных самолетах. В силу этого ферменный тип является невостребованным.

Фюзеляж самолета 2

Современные фюзеляжи балочного типа подразделяют на такие разновидности:

  • Обшивочный.

  • Лонжеронный.

  • Стрингерный.

Балочный фюзеляж состоит из набора продольных стрингеров и лонжеронов. Стоит отметить, что основным отличием является большее поперечное сечение и площадь лонжерона. Что касается стрингеров, то они имеют немного другую форму и меньшее сечение. Обшивочная часть корпуса не имеет продольных элементов. Корпус имеет и поперечный набор, который представлен набором шпангоутов. Они позволяют сохранить форму конструкции и распределить нагрузку по всему фюзеляжу. В местах крепления больших деталей и узлов, таких как крылья, используется усиленный тип шпангоутов.

За счет внутреннего каркаса обшивки стало возможным распределение нагрузок более равномерно по всей поверхности фюзеляжа. В свою очередь внешние силы приносят минимальный урон целостности самолета.

Силовой набор фюзеляжа

Как правило, продольные части каркаса, такие как стрингеры и лонжероны, проходят через всю длину летательного аппарата. Они представлены как гнутый профиль с разным сечением среза. Основной задачей стрингера является распределение нагрузок. Что касается лонжеронов, то они обеспечивают общую жесткость конструкции.

Поперечные детали каркаса состоят из простых и усиленных шпангоутов. Они позволяют сохранить форму фюзеляжа при внешних и внутренних воздействиях. Усиленные шпангоуты устанавливают возле больших вырезов в корпусе или в месте крепления узлов.

Фюзеляж самолета 3

Обшивка летательных аппаратов изготовляется из листового металла, который и формирует поверхности фюзеляжа. Обшивка самолета крепится к силовому каркасу. Стыки листов обшивки расположены на поперечных и продольных частях силового каркаса. В современном авиастроении для снижения массы летательных аппаратов все больше используют композиционные материалы.

Соединение обшивки с элементами силового каркаса

В авиастроении выделяют три основных способа крепления:

  • Листы обшивки прикрепляются к стрингерам. В этом случае на корпусе образуются продольные швы из заклепок. Данный тип крепления значительно повышает аэродинамические свойства машины.

  • Листы обшивки крепятся исключительно к шпангоутам. Подобный вариант крепления влечет за собой увеличение общей массы конструкции и значительное снижение устойчивости самолета. Проблемы решаются путем использования дополнительных накладок, которые называются компенсаторами.

  • Листы обшивки прикреплены к шпангоутам и стрингерам. Этот тип обеспечивает крепление к продольным и поперечным деталям силового каркаса.

В большинстве случаев обшивка крепится к каркасу заклепками. В последнее время некоторые конструкторы используют шестиугольные металлические материалы, которые имеют внутри специальный клей. Такое крепление отлично противостоит деформационным процессам и передает нагрузки на всю поверхность фюзеляжа.

Крепление основных агрегатов к фюзеляжу самолета

Крепление крыльев

Особенность соединения крыла и корпуса заключается в уравновешивании моментов изгиба крыльевых консолей в месте крепления. Наиболее эффективным уравновешиванием является соединение между собой крыльев через фюзеляж. В лонжеронных крыльях это сделать довольно просто, стоит только пустить через корпус от одного крыла лонжерон к другому крылу.

Фюзеляж самолета внутри

Что касается кессонных крыльев, то через фюзеляж пускают все силовые панели. В случае когда пропуск через корпус невозможен, используют замыкание колебаний на силовых шпангоутах. К силовым шпангоутам так часто крепятся и бортовые нервюры от крыла.

Крепление киля

Крепление киля, так же как и крыла, требует передачи изгибающего момента на корпус. Для получения этого используется рамный или сеточный силовой шпангоут. В большинстве случаев используется крепление лонжеронов в двух точках, которые разнесены по силовому шпангоуту. В точке, где пересекается лонжерон со шпангоутом, лонжерон киля имеет излом, именно здесь необходимо усиление конструкции с помощью дополнительной нервюры.

Силовые установки могут крепиться как к самому силовому каркасу, так и к пилонам на крыльях.

Гермоотсеки в самолете

За счет наличия герметических кабин и отсеков современные самолеты имеют возможность летать и перевозить пассажиров на очень больших высотах. При этом в кабинах создается особый микроклимат с избыточным давлением в 45-60 КПа. Гермоотсеки могут иметь различную форму, но наиболее рациональной считается сферическая или цилиндрическая.

Стык сферического сегмента с гермоотсеком цилиндрической формы должен быть усилен шпангоутом, поскольку здесь возникают очень высокие сжимающие нагрузки.

В конструкции отсеков должна быть обеспечена отличная герметизация по швам заклепок и других соединений. Для абсолютной герметизации швов используют специальные ленты, которые пропитываются герметиком. Кроме этого, швы промазывают жидким герметиком с дальнейшей горячей сушкой. Также небольшой шаг между заклепками позволяет повысить надежность обшивки и герметизации отсеков.

Конструкторы отдельное внимание уделяют герметизации люков, дверей, фонарей, окон. Для этого используют специальные прокладки, ленты и жгуты. 

 

Другие детали и части самолета

Лонжерон — Википедия. Что такое Лонжерон

Wing structure - spar.svg Рама автомобиля Renault 4, изготовленная на базе лонжеронов коробчатого сечения

Лонжерон (фр. longeron, от longer — идти вдоль) — основной силовой элемент конструкции многих инженерных сооружений (самолётов, автомобилей, вагонов, мостов, кораблей и другого), располагающийся по длине конструкции.

Лонжеронные рамы автомобилей

У автомобилей, вагонов и локомотивов два лонжерона, соединённые поперечными элементами, представляют собой металлический короб сложной формы, образующий раму (шасси), служащую опорой для безрамного кузова, а также для крепления рессор, колёс и других деталей. Иными словами, лонжерон — это труба из металла, которая имеет прямоугольное сечение, чаще всего это парная деталь — для задней и передней части.[1]

Классический вариант такой рамы напоминает по виду и конструкции лестницу, поэтому в обиходе её иногда могут называть лестничной (ladder frame). Лонжеронные рамы состоят из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин[2], также называемых «траверсами», а также креплений и кронштейнов для установки кузова и агрегатов[2]. Форма и конструкция лонжеронов и поперечин могут быть различными; так, различают трубчатые, К-образные и Х-образные поперечины. Лонжероны как правило имеют сечение швеллера[3], причём обычно переменное по длине — в наиболее нагруженных участках высота сечения зачастую увеличена[2]. Иногда они хотя бы на части своей длины имеют замкнутое сечение (короб). На спортивных автомобилях могли применяться трубчатые лонжероны и поперечины круглого сечения, имеющие лучшее соотношение массы и жёсткости. По расположению лонжероны могут быть параллельны друг другу, либо располагаться друг относительно друга под некоторым углом. Детали рамы соединяются заклёпками, болтами или сваркой. Грузовые автомобили обычно имеют клёпаные рамы, легковые и сверхтяжёлые самосвалы — сварные[2]. Болтовые соединения находят применение обычно при малосерийном производстве[2]. Современные тяжёлые грузовики и прицепы также иногда имеют рамы, собранные на болтах, что значительно облегчает их обслуживание и ремонт, при этом приходится применять специальные меры, направленные на предотвращение самооткручивания болтов.

Лонжеронная рама традиционного типа обеспечивает автомобилю достаточно высокую жёсткость, особенно в случае наличия развитых поперечин (К-образных, Х-образных), и с технической точки зрения не устарела до сих пор, однако имеет существенный недостаток — её лонжероны проходят под полом кузова, так что его приходится располагать достаточно высоко. До тех пор, пока массовые легковые автомобили оставались сравнительно высокими, это не представляло затруднения, однако во второй половине 1950-х годов распространилась мода на приземистые кузова, что в случае использования рамы традиционного типа вынуждало делать сидения очень низкими, чтобы при высоком расположении пола обеспечить достаточное расстояние между подушками сидений и крышей, а это снижало комфортабельность. Выходом стал переход либо на несущий кузов, либо на раму вильчато-хребтового или периферийного типа, у которых лонжероны так или иначе обходят пассажирский салон (либо вынесены по бокам от него, либо расположены в центральном тоннеле кузова), позволяя опустить пол и совместить небольшую общую высоту автомобиля с достаточным простором в салоне. На автомобилях же, к которым не предъявляется подобных требований, например — имеющих высокие кузова внедорожниках, лонжеронная рама и сегодня применяется в своём исходном виде. Один из последних примеров применения лонжеронной рамы на обычном легковом автомобиле — восточногерманский Wartburg, выпускавшийся до конца 1980-х годов.

Wing structure - spar.svg Лонжеронная рама с Х-образной поперечиной.

Лонжеронные рамы применяются практически на всех грузовиках, в прошлом широко применялись и на легковых автомобилях — в Европе до конца сороковых, а в Америке — до конца восьмидесятых — середины девяностых годов. На внедорожниках лонжеронные рамы широко применяются по сей день. Ввиду такого широкого распространения, обычно в популярной литературе под словом «рама» понимают именно лонжеронную раму.

К лонжеронным ряд источников[2] относит также периферийные (часто выделяемые в отдельный тип) и Х-образные рамы (последние другими источниками[4] классифицируются как разновидность хребтовых).

У самолётов

Двухлонжеронное крыло

У самолётов лонжероны совместно со стрингерами образуют продольный набор крыла, фюзеляжа, оперения, рулей и элеронов. Продольные элементы каркаса проходят, как правило, по всей длине фюзеляжа. Совместно с обшивкой они воспринимают нормальные усилия при изгибе фюзеляжа. Простые стрингеры и лонжероны обычно изготавливаются из прессованных или гнутых профилей сечения. Лонжероны отличаются от стрингеров большей жесткостью. При больших нагрузках могут использоваться составные лонжероны, состоящие из нескольких соединенных между собой профилей. Для окантовки больших вырезов в фюзеляже часто используются лонжероны коробчатого сечения — бимсы, которые состоят из прессованных профилей, связанных между собой стенками и обшивкой.

Wing structure - spar.svg Лонжероны выделены красным цветом Нервюры закрепляются на продольном силовом наборе (лонжероны, кромки, стрингеры), являются основой для закрепления обшивки.

Лонжеронное крыло включает один или несколько продольных силовых элементов — лонжеронов, которые воспринимают изгибающий момент.[5] Помимо лонжеронов, в таком крыле могут присутствовать продольные стенки. Они отличаются от лонжеронов тем, что панели обшивки с стрингерным набором крепятся к лонжеронам. Лонжероны передают нагрузку на шпангоуты фюзеляжа самолёта с помощью моментных узлов.

Воспринимаемые силовые факторы

Основным силовым фактором, воспринимаемым лонжероном, является изгибающий момент. Кроме того, лонжероны участвуют в восприятии перерезывающей силы. Лонжероны круглого, коробчатого и др. замкнутых сечений могут воспринимать крутящий момент.

Виды сечений

Наилучшим сечением для восприятия изгибающего момента является двутавровое сечение. Кроме двутаврового, применяются:

  • Швеллер
  • Z-образное сечение
  • круглая труба (например, в легкомоторной авиации)
  • коробчатое (прямоугольное) сечение

Конструкция

Конструктивно лонжерон может быть выполнен монолитным или сборным. Сборный лонжерон имеет верхний и нижний пояс и стенку. В случае коробчатого сечения стенок две. Пояса соединяются со стенкой путём клёпки, болтовых соединений, точечной электросварки или склейки (для конструкции из КМ). Пояса работают на растяжение-сжатие от изгибающего момента. Они составляют большую часть площади сечения лонжерона.

См. также

Примечания

  1. ↑ Лонжерон автомобиля.
  2. 1 2 3 4 5 6 Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок grishkevitch не указан текст
  3. ↑ Ошибка в сносках?: Неверный тег <ref>; для сносок turevskiy не указан текст
  4. Кленников, В. М., Кленников Е. В. Теория и конструкция автомобиля. — М.: «Машиностроение», 1967. — С. 181—185.
  5. ↑ Житомирский, 1991.

Литература

  • Житомирский Г. И. Конструкция самолетов: Учебник для студентов авиационных специальностей вузов. — М.: Машиностроение, 1991. — 400 с: ил. — ISBN 5-217-01519-5; ББК 39.53я73 Ж 74; УДК 629.73.02 (075.8).
что это такое, как выглядит и где находится в машине, фото, передний и задний

Конструкция любого автомобиля четко продумана и каждый элемент в ней имеет свое определенное назначение. В устройстве кузова немаловажную роль играют лонжероны. Этим элементам отведена не только опорная функция, но также защитная и поглощающая внешние воздействия. В этой статье разберемся, что представляет собой лонжерон автомобиля, его функции, положение и последствия деформации.

Назначение и устройство

Лонжерон представляет собой продольный профиль или швеллер, который располагается попарно спереди и сзади кузова автомобиля.

В конструкции несущего кузова они находятся на уровне днища параллельно друг другу. В некоторых моделях могут располагаться под небольшим углом. Если несущая часть рамная, то детали расположены по всей ее длине как цельные элементы. На рисунке можно увидеть положение деталей. Они отмечены красным.

фото 1фото 1Передние и задние лонжероны

От целостности и прочности этих элементов во многом зависит безопасность и управляемость автомобиля. Лонжероны предназначены выдерживать различное давление и нагрузки. Это вес внутренних агрегатов, пассажиров, грузов, а также внешние удары и вибрации во время движения. Как видно, эти элементы выполняют важную несущую функцию в конструкции кузова.

Функции лонжеронов

Таким образом, лонжероны выполняют следующие функции:

  • Соединительная. Соединяют различные элементы кузова и ходовой части в единую конструкцию.
  • Несущая. Одна из главных функций. Элементы способны выдержать большой вес и нагрузки. Во время движения на них непрерывно воздействуют статические и динамические силы.
  • Гашение колебаний. Детали также выступают в роли демпфера, принимая определенную долю кинетической энергии при ударах. Это своеобразные связующие элементы между кузовом и подвеской.
  • Пассивная безопасность. В некоторых конструкциях предусмотрены специальные запрограммированные зоны деформации, которые гасят энергию удара при столкновении.

Особенности конструкции и виды

В большегрузных автомобилях и внедорожниках используется рамная конструкция несущей системы. Это обусловлено увеличенной нагрузкой. В таких конструкциях лонжероны располагаются параллельно друг другу по всей длине. Цельные элементы соединяются между собой специальными перемычками. За своеобразную форму рамы водители часто называют такую конструкцию «лестницей».

крыльев (часть первая)

Конфигурации крыльев

Крылья — это аэродинамические поверхности, которые при быстром перемещении по воздуху создают подъемную силу. Они построены во многих формах и размерах. Конструкция крыла может варьироваться для обеспечения определенных желательных характеристик полета. Управление при различных рабочих скоростях, создаваемая подъемная сила, баланс и устойчивость меняются по мере изменения формы крыла. Как передний край, так и задний край крыла могут быть прямыми или изогнутыми, или один край может быть прямым, а другой — изогнутым.Один или оба края могут быть сужены, так что крыло уже на конце, чем у корня, где оно присоединяется к фюзеляжу. Кончик крыла может быть квадратным, округлым или даже заостренным. Рисунок 1-19 показывает ряд типичных форм передней и задней кромок крыла.

Figure 1-19. Various wing design shapes yield different performance. Figure 1-19. Various wing design shapes yield different performance. Рисунок 1-19. Различные формы крыльев дают разные характеристики. [щелкнуть для увеличения]

Крылья самолета могут быть прикреплены к фюзеляжу сверху, в середине фюзеляжа или снизу. Они могут проходить перпендикулярно горизонтальной плоскости фюзеляжа или могут слегка наклоняться вверх или вниз.Этот угол известен как крыло двугранный. Двугранный угол влияет на боковую устойчивость самолета. Рисунок 1-20 показывает некоторые общие точки крепления крыла и двугранный угол.

Figure 1-20. Wing attach points and wing dihedrals. Figure 1-20. Wing attach points and wing dihedrals. Рисунок 1-20. Крыло прикрепляют точками и крыльями двугранных.

Конструкция крыла

Крылья самолета предназначены для поднятия его в воздух. Их конкретная конструкция для любого конкретного самолета зависит от ряда факторов, таких как размер, вес, использование самолета, желаемая скорость в полете и при посадке и желаемая скорость набора высоты.Крылья самолета обозначены слева и справа, что соответствует левой и правой сторонам оператора, когда он сидит в кабине. [Рисунок 1-21] Figure 1-21. “Left” and “right” on an aircraft are oriented to the perspective of a pilot sitting in the cockpit. Figure 1-21. “Left” and “right” on an aircraft are oriented to the perspective of a pilot sitting in the cockpit. Рисунок 1-21. «Левый» и «правый» на самолете ориентированы на перспективу пилота, сидящего в кабине. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Часто крылья имеют полный консольный дизайн. Это означает, что они построены так, что не требуется никаких внешних связей. Они поддерживаются внутри структурными элементами, поддерживаемыми кожей самолета.Крылья других самолетов используют внешние распорки или провода для поддержки крыла и переноса аэродинамических и посадочных нагрузок. Опорные кабели и стойки крыла обычно изготавливаются из стали. Многие стойки и их крепежные детали имеют обтекатели для уменьшения сопротивления. На стойках, которые крепятся к крыльям на большом расстоянии от фюзеляжа, находятся короткие, почти вертикальные опоры, называемые присяжными стойками. Это служит для подавления движения стойки и ее колебаний, вызванных движением воздуха вокруг стойки в полете. На рисунке 1-22 показаны образцы крыльев с использованием внешних креплений, также известных как полуантилеверные крылья.Консольные крылья, построенные без внешнего крепления, также показаны.

Figure 1-22. Externally braced wings, also called semicantilever wings, have wires or struts to support the wing. Full cantilever wings have no external bracing and are supported internally. Figure 1-22. Externally braced wings, also called semicantilever wings, have wires or struts to support the wing. Full cantilever wings have no external bracing and are supported internally. Рисунок 1-22. Внешне скрепленные крылья, также называемые полуантилеверными крыльями, имеют провода или распорки для поддержки крыла. Полные консольные крылья не имеют внешних связей и поддерживаются внутри. [щелкнуть изображение, чтобы увеличить] Алюминий является наиболее распространенным материалом для изготовления крыльев, но они могут быть из дерева, покрытого тканью, и иногда использовался магниевый сплав. Более того, современные самолеты стремятся к более легким и прочным материалам по всему планеру и в конструкции крыла.Существуют крылья, выполненные полностью из углеродного волокна или других композитных материалов, а также крылья, выполненные из комбинации материалов для обеспечения максимальной прочности и веса.

Внутренние конструкции большинства крыльев состоят из лонжеронов и стрингеров, идущих по периметру, и ребер и профилей или переборок, идущих по хорде (от передней кромки к задней кромке). Лонжероны являются основными конструктивными элементами крыла. Они поддерживают все распределенные нагрузки, а также сосредоточенные грузы, такие как фюзеляж, шасси и двигатели.Кожа, которая прикреплена к конструкции крыла, несет часть нагрузок, возникающих во время полета. Он также переносит напряжения на ребра крыла. Ребра, в свою очередь, переносят нагрузки на лонжероны крыла. [Рисунок 1-23] Figure 1-23. Wing structure nomenclature. Figure 1-23. Wing structure nomenclature. Рисунок 1-23. Номенклатура конструкции крыла. [щелкните изображение, чтобы увеличить] В общем, конструкция крыла основана на одной из трех основных конструкций:

1. Monospar
2. Multispar
3. Коробчатая балка

Модификация этих базовых конструкций может быть принята различными производителями.

Моноспарное крыло включает в себя только один основной продольный или продольный элемент. Ребра или переборки обеспечивают необходимый профиль или форму аэродинамического профиля. Хотя строгое крыло с моноспаром не является распространенным явлением, иногда используется этот тип конструкции, модифицированный добавлением ложных лонжеронов или лёгких поперечных перемычек вдоль задней кромки для поддержки поверхностей управления.

Мультиспарное крыло включает в себя более одного основного продольного элемента в своей конструкции. Чтобы придать контуру крыла, часто включаются ребра или переборки.

Конструкция крыла с коробчатой ​​балкой использует два основных продольных элемента с соединительными переборками для придания дополнительной прочности и придания контуру крыла. [Рисунок 1-24] Рифленый лист может быть размещен между переборками и гладкой внешней оболочкой, чтобы крыло могло лучше переносить растягивающие и сжимающие нагрузки. В некоторых случаях тяжелые продольные ребра жесткости заменяют гофрированные листы. Иногда используется комбинация гофрированных листов на верхней поверхности крыла и ребер жесткости на нижней поверхности.Воздушные суда категории воздушного транспорта часто используют коробчатую конструкцию крыла.

Figure 1-24. Box beam construction. Figure 1-24. Box beam construction. Рисунок 1-24. Коробчатая балка строительная. [щелкните изображение, чтобы увеличить] лонжероны крыла

лонжероны являются основными конструктивными элементами крыла. Они соответствуют лонжеронам фюзеляжа. Они проходят параллельно боковой оси самолета, от фюзеляжа к кончику крыла, и обычно прикрепляются к фюзеляжу с помощью фитингов крыла, простых балок или фермы.

Лонжероны могут быть изготовлены из металла, дерева или композитных материалов в зависимости от критериев проектирования конкретного самолета.Деревянные лонжероны обычно изготавливаются из ели. Они могут быть в целом классифицированы на четыре различных типа по своей поперечной конфигурации. Как показано на рис. 1-25, они могут быть (A) сплошными, (B) коробчатой, (C) частично полыми или (D) в форме двутавровой балки. Ламинирование лонжеронов из массива дерева часто используется для повышения прочности. Ламинированное дерево также можно найти в лонжеронах в форме коробки. У лонжерона на рисунке 1-25E был удален материал для уменьшения веса, но он сохраняет прочность прямоугольного лонжерона. Как можно видеть, большинство лонжеронов крыльев имеют в основном прямоугольную форму с длинными размерами поперечного сечения, ориентированными вверх и вниз в крыле.

Figure 1-25. Typical wooden wing spar cross-sections. Figure 1-25. Typical wooden wing spar cross-sections. Рисунок 1-25. Типичные деревянные поперечные сечения лонжерона. [щелкнуть для увеличения] В настоящее время большинство выпускаемых самолетов имеют лонжероны крыльев, изготовленные из твердого прессованного алюминия или алюминиевых профилей, склепанных вместе для образования лонжерона. Более широкое использование композитов и комбинирование материалов должно сделать летчиков бдительными в отношении лонжеронов крыльев, изготовленных из различных материалов. Рисунок 1-26 показывает примеры металлических поперечных сечений лонжерона крыла. Figure 1-26. Examples of metal wing spar shapes. Figure 1-26. Examples of metal wing spar shapes. Рисунок 1-26. Примеры металлических лонжеронов.[щелкните изображение, чтобы увеличить] В лонжероне двутавровой балки верх и низ двутавровой балки называются колпачками, а вертикальная часть — паутиной. Весь лонжерон может быть вытеснен из одного куска металла, но часто он состоит из нескольких выдавленных или сформированных углов. Полотно образует основную часть глубины лонжерона, и к нему прикрепляются полоски крышки (выдавливания, фасонные углы или фрезерованные секции) Вместе эти элементы несут нагрузки, вызванные изгибом крыла, при этом крышки обеспечивают основу для крепления кожи.Хотя формы лонжеронов на рисунке 1-26 являются типичными, фактические конфигурации лонжеронов крыла принимают много форм. Например, полотно лонжерона может представлять собой плиту или ферму, как показано на рисунке 1-27. Он может быть построен из легких материалов с вертикальными ребрами жесткости, используемыми для прочности. [Рисунок 1-28] Figure 1-27. A truss wing spar. Figure 1-27. A truss wing spar. Рисунок 1-27. Лонжерон крыла фермы. Figure 1-28. A plate web wing spar with vertical stiffeners. Figure 1-28. A plate web wing spar with vertical stiffeners. Рисунок 1-28. Пластинчатый лонжерон с вертикальными ребрами жесткости.

Он также может не иметь ребер жесткости, но может содержать фланцевые отверстия для уменьшения веса, но для поддержания прочности.Некоторые металлические и композитные лонжероны крыла сохраняют концепцию двутавровой балки, но используют синусоидальную сеть. [Рисунок 1-29] Figure 1-29. A sine wave wing spar can be made from aluminum or composite materials. Figure 1-29. A sine wave wing spar can be made from aluminum or composite materials. Рисунок 1-29. Синусоидальный лонжерон может быть изготовлен из алюминия или композитных материалов.

Кроме того, существует отказоустойчивый веб-дизайн Spar. Отказоустойчивость означает, что в случае сбоя одного элемента сложной структуры, другая часть структуры принимает на себя нагрузку отказавшего элемента и разрешает продолжение работы. Лонжерон с отказоустойчивой конструкцией показан на рисунке 1-30. Этот лонжерон состоит из двух разделов.Верхняя часть состоит из крышки, прикрепленной к верхней плите. Нижняя секция представляет собой одну экструзию, состоящую из нижней крышки и пластины. Эти две секции соединены вместе, чтобы сформировать лонжерон. Если одна из секций этого типа ломается, другая секция все еще может нести нагрузку. Это отказоустойчивая функция.

Figure 1-30. A fail-safe spar with a riveted spar web. Figure 1-30. A fail-safe spar with a riveted spar web. Рисунок 1-30. Надежный лонжерон с клепаной сеткой.

Как правило, крыло имеет два лонжерона. Один лонжерон обычно расположен около передней части крыла, а другой примерно на две трети расстояния до задней кромки крыла.Независимо от типа лонжерон является наиболее важной частью крыла. Когда другие элементы конструкции крыла находятся под нагрузкой, большая часть возникающего напряжения передается лонжерону крыла.

Ложные лонжероны обычно используются в конструкции крыла. Они являются продольными элементами, такими как лонжероны, но не расширяют всю длину крыла в продольном направлении. Часто они используются в качестве точек крепления шарниров для поверхностей управления, таких как лонжероны элеронов.

Бортовой механик Рекомендует

.

лонжеронов (аэронавтика) Википедия

Главный конструктивный элемент крыла самолета

В самолете с неподвижным крылом лонжерон часто является основным конструктивным элементом крыла, проходящим в продольном направлении под прямым углом (или около того в зависимости от размаха крыла) к фюзеляжу. Лонжерон несет полетные нагрузки и вес крыльев на земле. Другие конструктивные и формообразующие элементы, такие как ребра, могут быть прикреплены к лонжерону или лонжеронам, причем конструкция из напряженной кожи также разделяет нагрузки, где она используется.В крыле может быть больше одного лонжерона или вообще нет. Однако, когда один лонжерон несет на себе большинство сил, он известен как главный лонжерон. [1]

Лонжероны также используются на других аэродинамических поверхностях самолетов, таких как хвостовая часть и киль, и выполняют аналогичную функцию, хотя передаваемые нагрузки могут отличаться от нагрузок лонжерона крыла.

лонжеронов []

Лонжерон крыла обеспечивает основную поддержку веса и динамическую целостность нагрузки консольных монопланов, часто в сочетании с прочностью самой коробки «D» крыла.Вместе эти два конструктивных элемента вместе обеспечивают жесткость крыла, необходимую для безопасного полета самолета. Бипланы, использующие летающие провода, имеют большую часть полетных нагрузок, передаваемых через провода и межплоскостные стойки, что позволяет использовать меньшую секцию и, следовательно, более легкие лонжероны за счет увеличения сопротивления.

сил []

Некоторые из сил, действующих на лонжерон крыла: [2]

  • Изгибающие вверх нагрузки, возникающие в результате подъемной силы крыла, которая поддерживает фюзеляж в полете.Эти силы часто компенсируются за счет подачи топлива в крылья или использования топливных баков, установленных на крыле; Cessna 310 является примером этой конструктивной особенности.
  • Изгибающие нагрузки вниз, стоя на земле из-за веса конструкции, топлива, перевозимого в крыльях, и двигателей, установленных на крыле, если они используются.
  • Перетащите нагрузки в зависимости от скорости и инерции.
  • Подвижные инерционные грузы.
  • Корродирующие скручивающие нагрузки из-за аэродинамических эффектов при высоких воздушных скоростях, часто связанных с вымыванием, и использованием элеронов, приводящих к изменению управления.Дальнейшие скручивающие нагрузки вызваны изменениями настроек тяги двигателей, установленных на крыльях. [3] Конструкция коробки «D» выгодна для уменьшения скручивания крыла.

Многие из этих нагрузок резко изменяются в полете на летательном аппарате, таком как Extra 300, при выполнении экстремальных пилотажных маневров; лонжероны этих самолетов спроектированы так, чтобы безопасно выдерживать большие нагрузки.

Материалы и конструкции []

Деревянная конструкция []

Ранние самолеты использовали лонжероны, часто вырезанные из твердой ели или ясеня.Несколько различных деревянных лонжеронов были использованы и экспериментировали с такими, как лонжероны, которые имеют коробчатую форму; и многослойные лонжероны, уложенные в зажимное приспособление, и сжатие, склеенное, чтобы сохранить двугранную форму крыла. Деревянные лонжероны все еще используются в легких самолетах, таких как Robin DR400 и его родственники. Недостатком деревянного лонжерона является ухудшающий эффект, который атмосферные условия, как сухие, так и влажные, и биологические угрозы, такие как заражение древесными насекомыми и грибковая атака, могут оказывать на компонент; следовательно, регулярные инспекции часто требуют поддержания летной годности. [4]

Деревянные лонжероны крыльев конструкции из нескольких частей обычно состоят из верхнего и нижнего элементов, называемых лонжеронов , и вертикальных листовых деревянных элементов, известных как срезающих лент или, более просто, лент , которые охватывают расстояние между лонжеронами.

Даже в наше время «самодельные репликационные самолеты», такие как реплика Spitfires, используют ламинированные деревянные лонжероны. Эти лонжероны обычно ламинируются из еловой или дугласовой пихты (путем зажима и склеивания).Ряд энтузиастов создают «точные копии» Spitfires, которые на самом деле будут летать, используя различные двигатели в зависимости от размера самолета. [5]

Металлические лонжероны []

Типичный металлический лонжерон в самолете общего назначения обычно состоит из листового алюминиевого лонжеронного полотна с приваренными или заклепанными лонжеронами в форме буквы «L» или «Т» к верхней и нижней части листа, чтобы предотвратить коробление при приложенных нагрузках. Более крупные самолеты, использующие этот метод строительства лонжеронов, могут иметь герметичные крышки лонжеронов для обеспечения встроенных топливных баков.Усталость металлических лонжеронов крыльев была определенным причинным фактором авиационных происшествий, особенно на более старых самолетах, как в случае с рейсом Ocean Airways Chalk 101. [6]

Лонжероны металлические трубчатые []

Наземный штурмовик Sququiplan 1917 года, разработанный немецким Junkers JI, использовал многотрубную сеть Hugo Junkers, состоящую из нескольких трубчатых лонжеронов крыла, расположенных непосредственно под гофрированным крылом из дюралюминия, и каждый трубчатый лонжерон соединен с соседним пространством. рама из триангулированных полос дюралюминия — обычно в виде макета ферменной конструкции Уоррена — приклепана к лонжеронам, что приводит к значительному увеличению прочности конструкции в то время, когда большинство других конструкций самолетов были построены почти полностью с крыльями деревянной конструкции.Цельнометаллический рифленый дизайн крыла Junkers / крыла с несколькими трубчатыми крыльями был спроектирован после Первой мировой войны американским авиационным дизайнером Уильямом Стаутом для его серии авиалайнеров Ford Trimotor 1920-х годов и российским авиакосмическим конструктором Андреем Туполевым для таких самолетов, как его Туполев АНТ-2 1922 года, по размерам выше, чем тогдашний гигант Максим Горький 1934 года.

Одним из конструктивных аспектов крыла Supermarine Spitfire, которое во многом способствовало его успеху, была инновационная конструкция штанги с лонжероном, состоящая из пяти квадратных концентрических трубок, которые вставлялись друг в друга.Два из этих бонов были связаны между собой легированной сеткой, создавая легкий и очень сильный основной лонжерон. [7]

Версия этого метода строительства лонжеронов также используется в BD-5, который был спроектирован и построен Джимом Беде в начале 1970-х годов. Лонжерон, используемый в BD-5 и последующих проектах BD, представлял собой в основном алюминиевую трубу диаметром приблизительно 2 дюйма (5,1 см) и соединенную в корне крыла с алюминиевой трубой гораздо большего внутреннего диаметра для обеспечения структурной целостности крыла.

Геодезическое строительство []

В самолетах, таких как Vickers Wellington, использовалась геодезическая лонжеронная конструкция крыла, которая имела преимущества в том, что она легкая и способна выдерживать тяжелые боевые повреждения только с частичной потерей прочности.

Композитная конструкция []

Многие современные самолеты используют в своей конструкции углеродное волокно и кевлар, начиная от крупных авиалайнеров и заканчивая небольшими самолетами, построенными в домашних условиях. Особого внимания заслуживают разработки Scaled Composites и немецких производителей планеров Schempp-Hirth и Schleicher. [8] Эти компании первоначально использовали цельные лонжероны из стекловолокна в своих конструкциях, но теперь часто используют углеродное волокно в своих высокопроизводительных планерах, таких как ASG 29. Увеличение прочности и уменьшение массы по сравнению с более ранними самолетами, оснащенными стекловолокном, позволяют большее количество водяного балласта для перевозки. [9]

Конструкция с несколькими лонжеронами []

Самолеты, использующие три или более лонжеронов, считаются многоцелевыми самолетами. Использование нескольких лонжеронов допускает эквивалентную общую прочность крыла, но с несколькими меньшими лонжеронами, что, в свою очередь, допускает более тонкую конструкцию крыла или хвоста (за счет увеличения сложности и сложности упаковки дополнительного оборудования, такого как топливные баки, пушки). , элеронов и др.). Хотя крылья с несколькими лонжеронами использовались, по крайней мере, с 1930-х годов (например, у Curtiss P-40 эпохи Второй мировой войны было 3 лонжерона на крыло), они приобрели большую популярность, когда увеличение скорости реактивных истребителей требовало более тонких крыльев, чтобы уменьшить тянуть на высоких скоростях. Mach 2 F-104 Starfighter использовал многочисленные тонкие лонжероны, чтобы создать крыло необычайно тонкого сечения; F-16 Fighting Falcon использует аналогичную конструкцию. Другие самолеты, такие как F-4 Phantom, F-15 Eagle и другие, используют 3 или более лонжеронов, чтобы обеспечить достаточную прочность в относительно тонком крыле, и, таким образом, квалифицируются как многопролетные самолеты. [10]

Ложные лонжероны []

Ложные лонжероны, как и главные лонжероны, являются несущими несущими элементами, проходящими в продольном направлении, но не присоединенными к фюзеляжу. Их наиболее распространенная цель — нести движущиеся поверхности, в основном элероны. [11]

Список литературы []

Примечания []

Библиография []

  • Федеральное авиационное управление, Приемлемые методы, методы и практики — проверка и ремонт самолетов, AC43.13.1A, Изменение 3. Министерство транспорта США, Государственная типография США, Вашингтон, округ Колумбия, 1988.
  • Харди, Майкл. Планеры и Парусники Мира . Лондон: Ян Аллан, 1982. ISBN 0-7110-1152-4.
  • Кумар, Бхарат (2005). Иллюстрированный словарь по авиации . Нью-Йорк: Макгроу Хилл. ISBN 0 07 139606 3 .
  • Тейлор, Джон У. Р. История полета , Лондон: Universal Books Ltd., 1990.ISBN 0-9509620-1-5.
  • Том, Тревор. Руководство пилота 4-Самолет-Технический . Шрусбери, Шропшир, Англия. Airlife Publishing Ltd, 1988. ISBN 1-85310-017-X

Внешние ссылки []

,

Авиационные компоненты и конструкция

Компоненты и структура самолета верхний Меню
  • Планер самолета — это базовая конструкция самолета, способная выдерживать аэродинамические нагрузки и нагрузки
    • Напряжения включают вес топлива, экипажа и полезной нагрузки
  • Несмотря на схожую концепцию, воздушные суда могут быть классифицированы как конструкции с неподвижным и поворотным крылом.
  • Самолет управляется вокруг его боковой, продольной и вертикальной осей путем отклонения поверхностей управления полетом.
  • Эти устройства управления представляют собой шарнирные или подвижные поверхности, с помощью которых пилот регулирует положение самолета при взлете, маневрировании в полете и посадке.
  • Они управляются пилотом посредством соединительной тяги посредством педалей руля и ручки управления или колеса
  • .
    • основное структурное подразделение
    • аэродинамических профилей для производства лифта
      • элероны, руль высоты, рули
      • подвижные триммеры, расположенные на основных поверхностях управления полетом
      • закрылки, спойлеры, скоростные тормоза и рейки
  • Пилотный справочник по авиационным знаниям, монокок
  • Пилотный Справочник по авиационным знаниям,
    Полумонокок
  • Фюзеляж является основным конструктивным элементом самолета
  • Фюзеляж предназначен для размещения экипажа, пассажиров, груза, инструментов и другого необходимого оборудования.
    • Конструкция фюзеляжей самолетов превратилась из ранних конструкций деревянных ферм в монококовые каркасные конструкции в существующие полумонококовые каркасные конструкции
        • В этом методе строительства прочность и жесткость достигаются путем соединения труб (из стали или алюминия) для получения серии треугольных форм, называемых фермами
          • Длина труб, называемых лонжеронами, приварена на месте, чтобы сформировать хорошо укрепленный каркас
          • Вертикальные и горизонтальные распорки приварены к лонжеронам и придают конструкции квадратную или прямоугольную форму, если смотреть с конца
          • Дополнительные стойки необходимы, чтобы противостоять стрессу, который может прийти из любого направления
          • Стрингеры и переборки, или формовщики, добавлены, чтобы сформировать фюзеляж и поддерживать покрытие
        • По мере развития конструкции эти конструкции были закрыты, сначала тканью, а в конечном итоге — металлами
        • Эти улучшения обтекаемой формы и повышения производительности
        • В некоторых случаях внешняя оболочка может выдерживать все или большую часть летных нагрузок
    • Фюзеляж самолета
    • Большинство современных самолетов используют форму этой напряженной структуры кожи, известную как монококовая или полумонококовая конструкция.
        • Конструкция Monocoque
        • (по-французски «однокорпусная») использует напряженную кожу для поддержки почти всех нагрузок, как алюминиевая банка для напитков
        • В монококовой конструкции буровые установки, профили и переборки различных размеров придают форму и прочность фюзеляжу из напряженной кожи [Рис. 1]
        • Конструкция монококов очень прочная, но не очень устойчива к деформации поверхности.
        • Например, алюминиевый напиток может выдерживать значительные усилия на концах банки, но если сторона банки слегка деформируется при удержании груза, он легко разрушается
        • Поскольку большинство скручивающих и изгибающих напряжений переносится не наружной, а внешней оболочкой, необходимость во внутренних крепежных элементах была исключена или уменьшена, что позволило сэкономить вес и увеличить пространство
        • Джек Нортроп
        • использовал один из заметных и инновационных методов использования монококовых конструкций.
        • В 1918 году он изобрел новый способ конструирования фюзеляжа в стиле монокок, который использовался для гонщика Lockheed S-1
        • .
        • В технике использовались две половинки скорлупы из формованной фанеры, склеенные между деревянными обручами или стрингерами.
        • Чтобы построить половинные оболочки, вместо того, чтобы склеивать множество полос фанеры поверх формы, три больших набора еловых полос были пропитаны клеем и уложены в полукруглую бетонную форму, похожую на ванну.
        • Затем под плотно зажатой крышкой в ​​полость надули резиновый баллон, чтобы прижать фанеру к пресс-форме.
        • Двадцать четыре часа спустя гладкая половина корпуса была готова для соединения с другим, чтобы создать фюзеляж
        • Каждая из двух половин была толщиной менее четверти дюйма
        • Несмотря на то, что монокок использовался в раннем авиационном периоде, он не появлялся в течение нескольких десятилетий из-за сложностей
        • Ежедневные примеры монококовых конструкций можно найти в автомобилестроении, где цельный корпус считается стандартным в производстве
        • Полумонококовая конструкция
        • , частичная или наполовину, использует основание, к которому прикреплена обшивка самолета.Подконструкция, состоящая из переборок и / или профилей различных размеров и стрингеров, усиливает напряженную обшивку, снимая часть изгибающего напряжения с фюзеляжа. Основная часть фюзеляжа также включает в себя точки крепления крыла и межсетевой экран. На одномоторных самолетах двигатель обычно прикреплен к передней части фюзеляжа. Существует огнеупорная перегородка между задней частью двигателя и кабиной пилота или кабиной, чтобы защитить пилота и пассажиров от случайного возгорания двигателя.Эта перегородка называется брандмауэром и обычно изготавливается из термостойкого материала, такого как нержавеющая сталь. Однако новым появляющимся процессом строительства является интеграция композитов или самолетов, полностью изготовленных из композитов [Рис. 2]
  • Пилотный справочник по авиационным знаниям, моноплан (слева) и биплан (справа)
  • Крепление крыла
  • Крылья — это аэродинамические профили, прикрепленные к каждой стороне фюзеляжа, и основные подъемные поверхности, которые поддерживают самолет в полете.
  • Крылья могут быть прикреплены к верхней («верхнему крылу»), средней («среднему крылу») или нижней («низкому крылу») части фюзеляжа
  • Количество крыльев также может варьироваться
    • Самолеты с одним набором крыльев называются монопланами, а самолеты с двумя наборами — бипланами [Рис. 4]
  • Конструкция крыла
  • Многие самолеты с высоким крылом имеют внешние распорки или распорки крыльев, которые передают летные и посадочные нагрузки через распорки на основную конструкцию фюзеляжа [Рис. 5]
  • Так как стойки крыльев обычно прикрепляются примерно наполовину к крылу, этот тип конструкции крыла называется полуконтилевером
  • .
  • У нескольких самолетов с высоким и низким уровнем крыла имеется полностью консольное крыло, предназначенное для перевозки грузов без внешних распорок.
  • Основными конструктивными элементами крыла являются лонжероны, ребра и стрингеры [Рисунок 6]
  • Они усилены фермами, двутавровыми балками, трубами или другими устройствами, включая кожу
  • Ребра крыла определяют форму и толщину крыла (профиль)
  • В большинстве современных самолетов топливные баки являются либо неотъемлемой частью конструкции крыла, либо состоят из гибких контейнеров, установленных внутри крыла.
  • К задним или задним кромкам крыльев прикреплены два типа поверхностей управления, которые называются элеронами и закрылками.
    • Варианты конструкции предоставляют информацию о влиянии элементов управления на поверхности подъема от традиционных крыльев к крыльям, которые используют как изгиб (из-за вздутия), так и сдвиг (из-за изменения компьютерной графики самолета).Например, крыло летательного аппарата, управляющего смещением веса, высоко качается, чтобы уменьшить сопротивление и обеспечить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рисунок 3-9] Руководства, предназначенные для большинства категорий воздушных судов, доступны для заинтересованного пилота, и их можно найти на веб-сайте Федерального управления гражданской авиации (FAA) по адресу www.faa.gov
    • .
    • Элероны (по-французски «маленькое крыло») — это контрольные поверхности на каждом крыле, которые управляют самолетом вокруг его продольной оси, позволяя самолету «катиться» или «крениться»
      • Это действие приводит к повороту самолета в направлении крена / банка
      • При отклонении элеронов асимметричный подъем (вращающий момент) вокруг продольной оси и сопротивление (отрицательное отклонение)
    • Они расположены на задней (задней) кромке каждого крыла рядом с наружными концами
      • Они простираются от середины каждого крыла наружу к кончику и движутся в противоположных направлениях, создавая аэродинамические силы, которые заставляют самолет вращаться
    • Хомут управляет аэродинамическим профилем через систему тросов и шкивов и действует в противостоящей усадьбе.
      • Хомут «поворачивается» влево: левый элерон поднимается, уменьшая развал и угол атаки на правом крыле, что создает подъем вниз
        • В то же время правый элерон опускается, увеличивая развал и угол атаки, что увеличивает подъемную силу и заставляет самолет поворачивать влево
      • Хомут «поворачивается» направо: правый элерон поднимается, уменьшая изгиб и угол атаки на правом крыле, что создает подъем вниз
        • В то же время левый элерон опускается, увеличивая развал и угол атаки на левое крыло, что создает подъемную силу и заставляет самолет поворачивать направо
    • Хотя это редкость, некоторые элероны имеют триммеры, которые снимают давление на ярмо элерона при прокатке
    • Справочник по полету на самолете, типы аэродинамических поверхностей
    • Форма и конструкция крыла зависят от типа полета, для которого предназначен самолет, и предназначены для конкретных типов полета: [Рисунок 7]
        • Прямоугольные крылья лучше всего подходят для учебных самолетов, а также для тихоходных самолетов
        • Разработан с поворотом, чтобы сначала заглохнуть у основания крыла, чтобы обеспечить контроль элеронов в стойлах
        • Эллиптические крылья наиболее эффективны, но сложны в изготовлении (spitfire)
        • Более эффективен, чем прямоугольное крыло, но проще в изготовлении, чем эллиптический дизайн
        • Обычно ассоциируется с возвратом, но также может быть ограничено предисловием
        • Sweptback крылья лучше всего подходят для высокоскоростных самолетов для замедления тенденций Маха
        • Сначала остановитесь на кончиках, обеспечивая плохие характеристики остановки
        • Преимущества стреловидного крыла, с хорошей конструктивной эффективностью и малой фронтальной площадью
        • Недостатками являются низкая нагрузка на крыло и большая площадь смачивания, необходимые для достижения аэродинамической устойчивости.
    • Эти конструктивные изменения обсуждаются в главе 5 «Аэродинамика полета», в которой представлена ​​информация о влиянии элементов управления на поверхности подъема от традиционных крыльев к крыльям, в которых используются как изгиб (из-за вздутия), так и смещение (посредством изменения компьютерной графики самолета) ,Например, крыло летательного аппарата, управляющего смещением веса, высоко качается, чтобы уменьшить сопротивление и обеспечить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рисунок 3-9] Руководства, предназначенные для большинства категорий воздушных судов, доступны для заинтересованного пилота, и их можно найти на веб-сайте Федерального управления гражданской авиации (FAA) по адресу www.faa.gov
    • .
  • Пилотный справочник по авиационным знаниям, компонентам Empennage
  • Пилотный справочник по авиационным знаниям, компонентам стабилизатора
  • Обычно известный как «хвостовая часть», эмпеннж включает в себя всю хвостовую группу, которая состоит из неподвижных поверхностей, таких как вертикальный плавник или стабилизатор и горизонтальный стабилизатор; подвижные поверхности, в том числе триммеры руля и триммера руля, а также триммеры руля высоты и руля высоты
  • Эти подвижные поверхности используются пилотом для контроля горизонтального вращения (отклонения от курса) и вертикального вращения (шага) самолета.
  • В некоторых самолетах вся горизонтальная поверхность опоры может быть отрегулирована из кабины как единое целое с целью управления углом наклона или триммера самолета.Такие конструкции обычно называют стабилизаторами, летающими хвостами или хвостовыми плитами
  • Таким образом, empennage предоставляет самолету направленное и продольное равновесие (устойчивость), а также средство для пилота управлять и маневрировать самолетом.
    • Руль используется для управления направлением (влево или вправо) «рыскания» вокруг вертикальной оси самолета.
    • Как и другие основные управляющие поверхности, руль представляет собой подвижную поверхность, прикрепленную к неподвижной поверхности, которая в данном случае является вертикальным стабилизатором или ребром
    • .
    • Его действие очень похоже на действие лифтов, за исключением того, что оно качается в другой плоскости — из стороны в сторону, а не вверх и вниз
      • Он не используется для поворота самолета, как часто ошибочно считают
      • На практике вход управления элеронами и рулем направления используется для поворота летательного аппарата, когда элероны передают рулон
        • Это отношение имеет решающее значение для поддержания координации или создания промаха
        • Неправильно повернутые повороты на низкой скорости могут ускорить вращение
    • Руль управляется пилотом ногами через систему тросов и шкивов:
      • «Шаг» на правой педали руля: руль движется вправо, создавая рыскание вправо
      • «Шаг» на левой педали руля: руль движется влево, поворачивая влево
    • Подъемник, который прикреплен к задней части горизонтального стабилизатора, используется для перемещения носа самолета вверх и вниз во время полета
    • Для второго типа проектирования empennage не требуется лифт
    • Вместо этого он включает в себя цельный горизонтальный стабилизатор, который поворачивается от центральной точки шарнира
    • Конструкция этого типа называется стабилизатором и перемещается с помощью колесика управления, так же как перемещается лифт.
    • Например, когда пилот отводит назад колесо управления, стабилизатор поворачивается, так что задняя кромка поднимается вверх
    • Это увеличивает аэродинамическую нагрузку на хвост и вызывает движение носа самолета вверх.Стабилизаторы имеют антисервисный выступ, проходящий через их задний край [Рисунок 3-11]
    • Стопор с сервоприводом движется в том же направлении, что и задний край стабилизатора, и помогает сделать стабилизатор менее чувствительным
    • Анти-сервопривод также выполняет функцию триммера для сброса управляющего давления и помогает поддерживать стабилизатор в желаемом положении.
  • Поверхности управления полетом
  • Поверхности управления полетом состоят из первичного, вторичного и вспомогательного органов управления [Рисунок 10]
    • Вкладки представляют собой небольшие регулируемые аэродинамические устройства на задней кромке контрольной поверхности
    • Эти подвижные поверхности уменьшают давление на органы управления
    • Триммер контролирует нейтральную точку, например, балансируя самолет на штифте с несимметричным весом
    • Это делается либо с помощью триммеров (небольшие подвижные поверхности на контрольной поверхности), либо путем перемещения нейтрального положения всей контрольной поверхности вместе
    • Эти вкладки могут быть установлены на элероны, руль и / или лифт
      • Сила воздушного потока, ударяющего о язычок, заставляет основную поверхность управления отклоняться в положение, которое исправляет несбалансированное состояние самолета.
      • Правильно настроенное воздушное судно при возникновении помех попытается вернуться в прежнее состояние из-за устойчивости воздушного судна.
      • Подстройка — это постоянная задача, которая требуется после любой настройки мощности, воздушной скорости, высоты или изменения конфигурации
      • Правильная подстройка снижает рабочую нагрузку пилота, позволяя отвлекать внимание в других местах, что особенно важно для полетов по приборам
      • Триммеры управляются с помощью системы тросов и шкивов
        • Регулировка язычка триммера: опускание триммера создает положительный подъем, опуская нос
          • Это движение очень слабое
        • Регулировка язычка вниз: язычок триммера поднимается, создавая положительный подъем, поднимая нос
          • Это движение очень слабое
      • Чтобы узнать больше о том, как использовать триммер в полете, смотрите триммирование самолета.
      • Серво вкладки похожи на триммеры в том, что они представляют собой небольшие вторичные элементы управления, которые помогают снизить нагрузку на пилота за счет уменьшения усилий
      • Однако существенным отличием является то, что эти вкладки работают автоматически, независимо от пилота
      • .
          • Также называются антибалансными вкладками, это вкладки, которые перемещаются в том же направлении, что и поверхность управления
          • Вкладки, которые движутся в направлении, противоположном поверхности управления
    • Планки
    • являются частью системы управления полетом, создавая дополнительный подъем на более низких скоростях.
    • Прикреплен к передней кромке крыльев и предназначен для управления пилотом или автоматически бортовым компьютером
    • Планки увеличивают изгиб крыльев / аэродинамического профиля
    • За счет увеличения предкрылков создается дополнительный подъем, когда самолет находится на более медленных скоростях, обычно на взлете и посадке.
    • закрылки являются частью системы управления полетом
    • Прикреплены к задней кромке крыльев и управляются пилотом из кабины
    • При увеличении закрылков дополнительный подъем создается, когда самолет летит с меньшей скоростью, обычно на взлете и посадке.
    • Планки и закрылки используются в сочетании друг с другом для увеличения запаса по подъемной силе и крену за счет увеличения общего развала крыльев, что позволяет летательному аппарату поддерживать управляемый полет на более медленных воздушных скоростях.
    • Закрылки простираются наружу от фюзеляжа до середины каждого крыла.
    • Закрылки обычно находятся на одном уровне с поверхностью крыла во время крейсерского полета.
    • При раскрытии закрылки одновременно перемещаются вниз, чтобы увеличить подъемную силу крыла при взлете и посадке [Рис. 3-8]
  • поверхности управления, которые управляют самолетом вокруг его боковой оси, позволяя самолету наклоняться
    • Элеваторы прикреплены к горизонтальной части опоры — горизонтальному стабилизатору
      • Исключение из этого можно найти в тех установках, где вся горизонтальная поверхность представляет собой цельную конструкцию, которую можно отклонять вверх или вниз для обеспечения продольного контроля и обрезки.
    • Изменение положения лифтов изменяет изгиб аэродинамического профиля, что увеличивает или уменьшает подъемную силу
    • Когда на органы управления подается прямое давление, лифты движутся вниз
    • Это увеличивает подъемную силу, создаваемую горизонтальными хвостовыми поверхностями
    • Увеличенный подъем поднимает хвост вверх, вызывая падение носа
    • И наоборот, когда на колесо прикладывается противодавление, лифты движутся вверх, уменьшая подъемную силу, создаваемую горизонтальными хвостовыми поверхностями, или, возможно, даже создавая нисходящую силу
    • Хвост опущен вниз, а нос вверх
    • Лифты контролируют угол атаки крыльев
    • Когда на органы управления воздействует обратное давление, хвост опускается, а нос поднимается, увеличивая угол атаки.
    • И наоборот, когда прикладывается прямое давление, хвост поднимается, а нос опускается, уменьшая угол атаки.
    • Стабилизатор: — это поверхность управления, отличная от крыльев, которая обеспечивает стабилизирующие качества
    • Предназначен для замедления самолета во время погружения или снижения, его расположение и стиль зависят от самолета и управляются переключателем в кабине
    • Подвижные выступы, расположенные на основных поверхностях управления i.элероны, рули высоты и руль, уменьшающие рабочую нагрузку пилота, позволяя воздушному судну сохранять определенную ориентацию без необходимости постоянного давления / ввода в систему
    • Шасси является основной опорой самолета при парковке, рулении, взлете или посадке.
    • Управляемое носовое или хвостовое колесо позволяет управлять самолетом во время всех операций на земле.
    • Большинство самолетов управляются путем перемещения педалей руля, будь то носовое или заднее колесо
    • Кроме того, некоторые самолеты управляются с помощью дифференциального торможения
    • Пилотный справочник по авиационным знаниям, моторный отсек
    • Силовая установка обычно включает в себя как двигатель, так и пропеллер
      • Основная функция двигателя — обеспечить мощность для вращения винта
      • Он также вырабатывает электроэнергию, обеспечивает источник вакуума для некоторых летательных аппаратов, а в большинстве самолетов с одним двигателем обеспечивает источник тепла для пилота и пассажиров [Рис. 11]
      • На самолетах с одним двигателем двигатель обычно прикреплен к передней части фюзеляжа
      • Существует огнеупорная перегородка между задней частью двигателя и кабиной или кабиной для защиты пилота и пассажиров от случайного возгорания двигателя.Эта перегородка называется брандмауэром и обычно изготавливается из жаропрочной нержавеющей стали
      • .
      • Двигатель накрыт капотом или гондолой, оба типа крытого корпуса
      • Назначение капота или гондолы состоит в том, чтобы упростить поток воздуха вокруг двигателя и помочь охлаждать двигатель, направляя воздух вокруг цилиндров.
      • Пропеллер, установленный на передней части двигателя, преобразует вращающую силу двигателя в тягу, силу прямого действия, которая помогает перемещать самолет по воздуху
      • Винт — это вращающийся аэродинамический профиль, который создает тягу за счет аэродинамического воздействия.
      • Зона высокого давления образуется в задней части аэродинамического профиля пропеллера, а на лицевой части пропеллера создается низкое давление, аналогично тому, как лифт создается аэродинамическим профилем, используемым в качестве подъемной поверхности или крыла
      • Этот перепад давления развивает тягу от винта, который в свою очередь тянет самолет вперед
      • Двигатели могут быть развернуты, чтобы быть толкателями с пропеллером сзади
      • При проектировании винта влияют два важных фактора, которые влияют на его эффективность.
      • Угол лопасти гребного винта, измеренный относительно ступицы гребного винта, сохраняет угол атаки (AOA) (см. Определение в глоссарии) относительно постоянным вдоль пролета лопастного винта, уменьшая или исключая возможность срыва
      • Величина подъема, создаваемого пропеллером, напрямую связана с AOA, то есть углом, под которым относительный ветер встречает лопасть
      • .
      • AOA непрерывно изменяется во время полета в зависимости от направления самолета
      • Шаг определяется как расстояние, которое пропеллер прошел бы за один оборот, если бы он вращался в твердом теле
      • Эти два фактора в совокупности позволяют измерять эффективность гребного винта
      • Пропеллеры обычно подбираются к конкретной комбинации самолета / силовой установки для достижения максимальной эффективности при определенной мощности, и они тянут или толкают в зависимости от того, как установлен двигатель
  • Основным отличием вертолетов от самолетов является источник подъема
  • Самолеты с неподвижным крылом получают подъем от неподвижных аэродинамических поверхностей, в то время как вертолеты используют вращающиеся аэродинамические поверхности, известные как лопасти винта
  • Подъем и управление относительно независимы от скорости движения
      • Управляет движением относительно боковой и продольной оси вертолета
      • Он расположен по центру перед сиденьем пилота и меняет плоскость траектории острия основного ротора для направленного полета
      • Изменяя плоскость траектории наконечника, направление тяги изменяется, и достигается соответствующее предполагаемое направление движения или полета.
      • Всегда расположен слева от сиденья пилота и изменяет подъем основного ротора, уменьшая или увеличивая угол атаки на всех пластинах ротора в равной степени и в одном и том же направлении.
      • Также используется в комбинации с циклическим регулятором скорости и высоты.
      • Управляет движением вокруг вертикальной оси (рыскания) вертолета путем изменения шага (угла атаки) пластин хвостового винта
      • Это приводит к возникновению большей или меньшей силы, которая противодействует крутящему моменту, вызываемому основными роторами
      • Кроме того, когда пилот отклоняет педали руля влево или вправо, направление или направление воздушного судна изменяются влево или вправо
      • Вращающиеся «крылья», которые позволяют подниматься на вертолетах или «винтокрыле»
      • Состоит из лопастей ротора, узла ступицы ротора, тяги / звеньев управления шагом, мачты, перекоса и опоры
      • У некоторых может быть ножница и втулка в сборе
      • Все вышеперечисленные элементы работают для превращения линейного (двухтактное движение) во вращательное управляющее движение
      • Изменяет направление и обеспечивает мощность, вырабатываемую двигателями через карданные валы, в сборе с главным и ведомым роторами
      • В главной коробке передач также предусмотрены монтажные колодки для установки дополнительных принадлежностей, таких как гидравлические насосы управления полетом, генераторы и роторный тормоз.
      • Большинство вертолетов имеют главную, промежуточную и хвостовую коробку передач
  • Принципы полета — это те основные характеристики, которые действуют на самолет
  • Сбалансированный самолет — это счастливый самолет (расход топлива, эффективность и т. Д.)
  • Поскольку авиастроение развилось из ферменных конструкций,
.

основных компонентов самолета

Хотя самолеты предназначены для различных целей, большинство из них имеют одинаковые основные компоненты. [Рисунок 3-4] Общие характеристики в значительной степени определяются первоначальными целями проекта. Большинство конструкций самолетов включают в себя фюзеляж, крылья, оперение, шасси и силовую установку.

Figure 3-4. Airplane components. Figure 3-4. Airplane components. Рисунок 3-4. Компоненты самолета.

Фюзеляж

Фюзеляж является центральным корпусом самолета и предназначен для размещения экипажа, пассажиров и груза.Он также обеспечивает структурное соединение для сборки крыльев и хвоста. В старых типах конструкций самолетов использовалась конструкция с открытыми фермами, изготовленная из дерева, стали или алюминия. [Рисунок 3-5] Наиболее популярными типами конструкций фюзеляжа, используемыми в современных самолетах, являются монокок (по-французски «одинарный корпус») и полумонокок.

Figure 3-5. Truss-type fuselage structure. Figure 3-5. Truss-type fuselage structure. Рисунок 3-5. Конструкция фюзеляжа ферменного типа.
How to Fly an Airplane Грамотность полета Рекомендует
Род Мачадо Как летать на самолете Справочник — Изучите основы полетов на любом самолете.Сделайте летную подготовку проще, дешевле и приятнее. Освойте все маневры. Изучите философию полета на палке и руле. Предотвратите самолет от случайного сваливания или вращения. Посадить самолет быстро и приятно.

Крылья

Крылья — это аэродинамические профили, прикрепленные к каждой стороне фюзеляжа, и основные подъемные поверхности, которые поддерживают самолет в полете. Существуют многочисленные конструкции крыльев, размеры и формы, используемые различными производителями. Каждый выполняет определенную потребность в отношении ожидаемых характеристик для конкретного самолета.

Крылья могут быть прикреплены в верхней, средней или нижней части фюзеляжа. Эти конструкции называются соответственно с высоким, средним и низким крылом. Количество крыльев также может варьироваться. Самолеты с одним набором крыльев называются монопланами, а самолеты с двумя наборами — бипланами. [Рисунок 3-6]

Figure 3-6. Monoplane (left) and biplane (right). Figure 3-6. Monoplane (left) and biplane (right). Рисунок 3-6. Моноплан (слева) и биплан (справа).

Многие самолеты с высокими крыльями имеют внешние распорки или распорки крыльев, которые передают летные и посадочные нагрузки через распорки на основную конструкцию фюзеляжа.Поскольку стойки крыльев обычно прикрепляются примерно наполовину к крылу, этот тип конструкции крыла называется полуконтилевером. Некоторые самолеты с высоким и низким крылом имеют полностью консольное крыло, предназначенное для перевозки грузов без внешних распорок.

Основными конструктивными элементами крыла являются лонжероны, ребра и стрингеры. [Рис. 3-7] Они усилены фермами, двутавровыми балками, трубами или другими устройствами, включая кожу. Ребра крыла определяют форму и толщину крыла (профиль).В большинстве современных самолетов топливные баки являются либо неотъемлемой частью конструкции крыла, либо состоят из гибких контейнеров, установленных внутри крыла.

Figure 3-7. Wing components. Figure 3-7. Wing components. Рисунок 3-7. Компоненты крыла. [щелкните изображение, чтобы увеличить] К задним или задним краям крыльев прикреплены два типа поверхностей управления, называемые элеронами и закрылками. Элероны простираются от середины каждого крыла наружу к кончику и движутся в противоположных направлениях, создавая аэродинамические силы, которые заставляют самолет вращаться.Закрылки простираются наружу от фюзеляжа до середины каждого крыла. Закрылки обычно находятся на одном уровне с поверхностью крыла во время крейсерского полета. При раскрытии закрылки одновременно перемещаются вниз, чтобы увеличить подъемную силу крыла при взлете и посадке. [Рис. 3-8]

Figure 3-8. Types of flaps. Figure 3-8. Types of flaps. Рис. 3-8. Типы закрылков.

Альтернативные типы крыльев

Альтернативные типы крыльев часто встречаются на самолетах. Форма и конструкция крыла зависят от типа полета, для которого предназначен летательный аппарат, и адаптированы к конкретным типам полета.Эти конструктивные изменения обсуждаются в категории «Аэродинамика полета», в которой представлена ​​информация о влиянии элементов управления на поверхности подъема от традиционных крыльев к крыльям, которые используют как изгиб (из-за взлета), так и сдвиг (из-за изменения CG самолета). Например, крыло летательного аппарата, управляющего смещением веса, высоко качается, чтобы уменьшить сопротивление и обеспечить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рисунок 3-9] Руководства, предназначенные для большинства категорий воздушных судов, доступны для заинтересованного пилота и находятся на веб-сайте Федерального управления гражданской авиации (FAA) по адресу www.faa.gov.

Figure 3-9. Weight-shift control aircraft use the shifting of weight for control. Figure 3-9. Weight-shift control aircraft use the shifting of weight for control. Рисунок 3-9. Самолет управления смещением веса использует смещение веса для контроля.

Empennage

Empennage включает в себя всю хвостовую группу и состоит из неподвижных поверхностей, таких как вертикальный стабилизатор и горизонтальный стабилизатор. Подвижные поверхности включают руль, руль высоты и один или несколько триммеров. [Рисунок 3-10]

Figure 3-10. Empennage components. Figure 3-10. Empennage components. Рисунок 3-10. Компоненты Empennage.

Руль прикреплен к задней части вертикального стабилизатора.Во время полета он используется для перемещения носа самолета влево и вправо. Подъемник, который прикреплен к задней части горизонтального стабилизатора, используется для перемещения носа самолета вверх и вниз во время полета. Триммеры — это небольшие подвижные участки задней кромки поверхности управления. Эти подвижные триммеры, которые управляются с кабины экипажа, снижают управляющее давление. Триммеры могут быть установлены на элеронах, руле и / или лифте.

Для второго типа проектирования empennage не требуется лифт.Вместо этого он включает в себя цельный горизонтальный стабилизатор, который поворачивается от центральной точки шарнира. Этот тип конструкции называется стабилизатором и перемещается с помощью колесика управления так же, как перемещается лифт. Например, когда пилот отстает от рулевого колеса, стабилизатор поворачивается, так что задняя кромка движется вверх. Это увеличивает аэродинамическую нагрузку на хвост и вызывает движение носа самолета вверх. Стабилизаторы имеют антисервисный выступ, проходящий через их задний край. [Рисунок 3-11]

Figure 3-11. Stabilator components. Figure 3-11. Stabilator components. Рисунок 3-11.Компоненты стабилизатора.

Антисервисный язычок перемещается в том же направлении, что и задний край стабилизатора, и помогает сделать стабилизатор менее чувствительным. Антисервисный выступ также выполняет функцию триммера для сброса управляющего давления и помогает поддерживать стабилизатор в нужном положении.

Шасси

Шасси является основной опорой самолета при парковке, рулении, взлете или посадке. Самый распространенный тип шасси состоит из колес, но самолеты также могут быть оборудованы поплавками для водных операций или лыжами для посадки на снегу.[Рисунок 3-12]

Figure 3-12. Types of landing gear: floats (top), skis (middle), and wheels (bottom). Figure 3-12. Types of landing gear: floats (top), skis (middle), and wheels (bottom). Рисунок 3-12. Типы шасси: поплавки (вверху), лыжи (посередине) и
колес (внизу). Колесное шасси

состоит из трех колес — двух основных колес и третьего колеса, расположенных спереди или сзади самолета. Шасси с задним колесом называется обычным шасси.

Самолеты с обычным шасси иногда называют самолетами с хвостовым колесом. Когда третье колесо находится на носу, оно называется носовым колесом, а конструкция называется трехколесным колесом.Управляемое носовое или хвостовое колесо позволяет управлять самолетом во время всех операций на земле. Большинством самолетов управляют, перемещая педали руля, будь то носовое или заднее колесо. Кроме того, некоторые самолеты управляются с помощью дифференциального торможения.

Силовая установка

Силовая установка обычно включает в себя как двигатель, так и гребной винт. Основная функция двигателя заключается в обеспечении мощности для вращения винта. Он также вырабатывает электроэнергию, обеспечивает источник вакуума для некоторых летательных аппаратов, а в большинстве самолетов с одним двигателем — источник тепла для пилота и пассажиров.[Рис. 3-13] Двигатель закрыт кожухом или гондолой, которые представляют собой оба типа крытого корпуса. Назначение капота или гондолы состоит в том, чтобы упростить поток воздуха вокруг двигателя и помочь охладить двигатель, направляя воздух вокруг цилиндров.

Figure 3-13. Engine compartment. Figure 3-13. Engine compartment. Рисунок 3-13. Моторного отсека.

Винт, установленный в передней части двигателя, преобразует вращающую силу двигателя в тягу, силу прямого действия, которая помогает перемещать самолет по воздуху. Пропеллер представляет собой вращающийся профиль, который создает тягу за счет аэродинамического воздействия.Зона высокого давления образуется в задней части аэродинамического профиля воздушного винта, а на лицевой поверхности воздушного винта создается низкое давление, аналогично тому, как аэродинамический профиль используется в качестве подъемной поверхности или крыла. Этот перепад давления развивает тягу от пропеллера, который в свою очередь тянет самолет вперед. Двигатели могут быть развернуты, чтобы быть толкателями с пропеллером сзади.

При проектировании винта влияют два важных фактора, которые влияют на его эффективность.Угол наклона лопасти гребного винта, измеренный относительно ступицы гребного винта, сохраняет угол атаки (AOA) (см. Определение в глоссарии) относительно постоянным вдоль пролета лопасти гребного винта, уменьшая или исключая возможность срыва. Величина подъема, создаваемого пропеллером, напрямую связана с AOA, который представляет собой угол, под которым относительный ветер встречает лопасть. AOA непрерывно изменяется во время полета в зависимости от направления самолета.

Шаг определяется как расстояние, которое пропеллер должен пройти за один оборот, если бы он вращался в твердом теле.Эти два фактора объединяются, чтобы позволить измерение эффективности пропеллера. Пропеллеры обычно подбираются к определенной комбинации летательный аппарат / силовая установка для достижения максимальной эффективности при определенной мощности, и они тянут или толкают в зависимости от того, как установлен двигатель.

Подкомпоненты

Подкомпоненты самолета включают планер, электрическую систему, средства управления полетом и тормоза.

Планер является базовой конструкцией самолета и рассчитан на то, чтобы выдерживать все аэродинамические нагрузки, а также нагрузки, связанные с весом топлива, экипажа и полезной нагрузки.

Основная функция бортовой электрической системы заключается в генерации, регулировании и распределении электроэнергии по всему самолету. На самолете есть несколько различных источников энергии для питания бортовых электрических систем. К таким источникам энергии относятся: генераторы переменного тока с приводом от двигателя, вспомогательные блоки питания (APU) и внешнее питание. Система электропитания самолета используется для управления летными приборами, основными системами, такими как защита от обледенения, и услугами для пассажиров, такими как освещение салона.

Органы управления полетом — это устройства и системы, которые управляют положением самолета и, как следствие, траекторией полета, которой следует самолет. В случае многих обычных самолетов средства управления первичным полетом используют шарнирные, задние поверхности, называемые лифтами для тангажа, элеронами для крена и рулем направления для рыскания. Эти поверхности управляются пилотом в кабине пилота или автоматическим пилотом.

В большинстве современных самолетов тормоза самолета состоят из нескольких колодок (называемых суппортами), которые гидравлически сжимаются друг относительно друга с вращающимся диском (называемым ротором) между ними.Накладки оказывают давление на ротор, который вращается вместе с колесами. В результате повышенного трения на роторе колеса по своей сути замедляются и перестают вращаться. Диски и тормозные колодки изготовлены из стали, как в автомобиле, или из углеродного материала, который весит меньше и может поглощать больше энергии. Поскольку тормоза самолета используются главным образом при посадке и должны поглощать огромное количество энергии, их жизнь измеряется в посадках, а не в милях.

Грамотность полетов Рекомендует

.

admin

E-mail : admin@volonter61.ru

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*