Di manakah lunas kapal terbang? lunas pesawat: reka bentuk

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Malah seseorang yang tidak pernah melihat laut mungkin tahu perkataan perpisahan: "Tujuh kaki di bawah lunas." Dan tiada soalan di sini. Lunas kapal adalah bahagian struktur terpenting di mana banyak bahagian badan kapal dipasang. Tetapi adakah sesiapa tahu di mana lunas pesawat itu terletak dan untuk apa ia berfungsi?

Apakah ini?

Ini ialah "organ" kestabilan, yang membolehkan anda mengekalkan pesawat pada laluan tertentu. Tidak seperti kapal, lunas pesawat adalah bahagian penting dalam sirip ekor menegak. Di bahagian bawah fiuslaj, tiada lunas untuk pesawat! Tetapi ada satu kehalusan. Hakikatnya ialah bahagian ini bersambung rapat dengan elemen kuasa fiuslaj, dan oleh itu masih terdapat persamaan dalam segi laut dan udara. Jadi di manakah lunas kapal terbang? Ringkasnya, ini ialah bahagian menegak ekor.

Ia diletakkan tidak bergerak, ditetapkan pada tiga titik, simetri kepada garis tengah pesawat. Dari segi penampilan, butiran ini mempunyai bentuk trapezoid yang ideal. Sebagai peraturan, lunas pesawat terdiri daripada spar, rusuk dan kulit. Skim ini adalah klasik, sedikit berubahsejak kemunculan pesawat pertama. Spar hadapan diletakkan secara serong (sebagai peraturan).

Reka letak

Lazimnya, lunas adalah tunggal, tetapi dalam beberapa kes ia dibuat dua kali ganda dan juga tiga kali ganda (pada pengebom kipas). Dalam kes kedua, ini diperlukan untuk memastikan kestabilan arah yang tinggi bagi mesin berat. By the way, semua pesawat dibahagikan kepada tiga jenis mengikut lokasi lunas:

• Dibina dalam corak biasa. Ini, sebagai contoh, adalah lunas pesawat A321.
• "Itik", iaitu pesawat yang ekor mendatar lunas terletak di hadapan sayap.
• "Tanpa ekor". Dari lunas, hanya tinggal ekor menegak, aileron mendatar tidak ada sama sekali.

Sudah tentu, kedua-dua jenis yang terakhir lebih bercirikan "komuniti" pesawat tentera, kerana penempatan lunas sedemikian diperlukan untuk memberikan pesawat itu kebolehgerakan yang tinggi.

Dalam beberapa kes, reka bentuk yang lebih kompleks digunakan. Contohnya, puncak bawah lunas (ia juga lunas perut). Ia digunakan pada beberapa pesawat supersonik di mana mengekalkan kestabilan sempurna semasa penerbangan adalah penting. Oleh itu, di bawah lunas pesawat (di sinilah, kami telah mengetahui) terdapat kemasukan tambahan dan besar-besaran. Situasi yang lebih biasa ialah apabila bulu melintang ekor secara amnya perlu dipindahkan ke bahagian paling atas lunas. Ini berlaku jika enjin dipasang di bahagian belakang pesawat. Rajah sedemikian boleh dilihat, sebagai contoh, dalampesawat kargo penumpang domestik "Il".

Untuk apa?

Seperti yang anda ketahui, cuaca yang tenang adalah perkara yang jarang berlaku yang berlaku tidak lebih daripada beberapa kali setahun. Dalam kebanyakan kes, terdapat angin, dan kekuatan serta arahnya boleh berbeza secara mendadak. Apabila pesawat terbang, tiupan angin boleh menjejaskan arah dan laluan. Pesawat mesti direka bentuk untuk kembali ke kedudukan stabil dengan sendirinya. Hanya dalam kes ini penerbangan selamat boleh dilakukan.

Tujuan utama

Peraturan utama untuk mereka bentuk lunas ialah meletakkannya sedemikian rupa supaya ia tidak, dalam apa jua keadaan, jatuh ke belakang dari sayap. Jika tidak, pelanggaran tajam kestabilan arah adalah mungkin, dan dalam situasi yang paling teruk, ubah bentuk fizikal dan pemusnahan keseluruhan unit ekor. Jadi, tujuan utama lunas adalah untuk mengekalkan kestabilan arah.

Reka bentuk banyak pesawat adalah sedemikian rupa sehingga bahagian ini boleh dialihkan. Dengan melaraskan pesongan lunas, anak kapal mengawal arah laluan. Pengecualian adalah pesawat tentera, di mana enjin dengan vektor tujah terkawal bertanggungjawab untuk menukar arah penerbangan. Dalam kes mereka, membuat lunas alih pesawat (terdapat fotonya dalam artikel) adalah bodoh, kerana beban berlebihan semasa manuver adalah sedemikian rupa sehingga ia akan runtuh begitu saja.

Apakah jenis kestabilan yang diberikan oleh lunas?

Terdapat tiga jenis kestabilan, yang mana lunasnya disertakan dalam reka bentuk pesawat:

• Trek.
• Membujur.
• Melintang.

Mari kita berurusan dengan semua jenis ini dengan lebih terperinci. Jadi, kestabilan arah. Perlu diingat bahawa dalam kes kehilangan kestabilan membujur fiuslaj dalam penerbangan, pesawat masih akan terus terbang ke hadapan untuk beberapa waktu disebabkan oleh daya inersia. Selepas itu, aliran udara mula mengalir ke bahagian belakang pesawat, yang terletak di belakang pusat graviti. Lunas dalam kes ini menghalang berlakunya daya berputar yang memaksa pesawat berputar di sekeliling paksinya.

Kestabilan membujur. Andaikan pesawat terbang dalam mod biasa, pusat graviti bertepatan dengan pusat aplikasi tekanan pada badan pesawatnya. Pada masa ini, daya pelbagai arah juga bertindak pada fiuslajnya, yang cenderung untuk menempatkan badan pesawat. Angkat dan graviti bertindak serentak. Lunas pesawat (anda akan melihat foto bahagian ini dalam artikel) memberikan keseimbangan, yang dalam kes ini sangat tidak stabil. Penerbangan biasa tanpa ekor, lunas dan penstabil adalah mustahil.

Kemampanan lain

Kestabilan ricih. Secara umum, faktor ini adalah kesinambungan logik dari harta sebelumnya. Apabila daya pelbagai arah bertindak pada sayap dan penstabil sisi lunas, mereka "cuba" untuk menterbalikkan pesawat. Bentuk sayap menentang ini: jika anda melihatnya dari jauh, mereka menyerupai huruf "U" dengan "tanduk" atas yang dipisahkan dengan kuat. Borang ini menyediakan pembetulan sendiri kedudukanpesawat di angkasa. Lunas membantu mengekalkan kestabilan sisi.

Perhatikan bahawa pesawat sayap bersayap tidak memerlukan lunas…pada kelajuan tinggi. Jika ia jatuh, maka pertumbuhan daya balas berlaku secara eksponen. Oleh itu, untuk mesin ini, lunas yang paling tahan lama dan ringan adalah sangat penting, yang boleh menahan beban yang tinggi. Dan bagaimana anda boleh mendapatkannya? Mari bincang tentang perkara ini.

Ciri mencipta pesawat moden

Pada masa ini, pakar Rosaviation dan rakan sekerja asing mereka menumpukan pada penciptaan bahagian pesawat (termasuk lunas) daripada bahagian besar yang diperbuat daripada bahan komposit terkini.

Perkadaran sebatian ini dalam reka bentuk pesawat moden semakin meningkat. Menurut maklumat daripada pakar, pecahan volum mereka sudah mencapai dari 25% hingga 50%, dan pesawat bukan komersial kecil bahkan boleh terdiri daripada plastik dan komposit sebanyak 75%. Mengapa pendekatan ini begitu meluas dalam penerbangan? Hakikatnya ialah lunas pesawat Boeing yang sama, diperbuat daripada "aloi" polimer, mempunyai berat yang sangat rendah, kekuatan yang sangat tinggi dan sumber yang tidak realistik untuk dicapai menggunakan bahan standard.

Bahan Utama

Penggunaan komposit yang paling wajar dalam reka bentuk bukan sahaja ekor, tetapi juga sayap dan elemen kuasa fiuslaj, yang mestilah bukan sahaja sangat kuat, tetapi juga cukupfleksibel. Jika tidak, kebarangkalian kemusnahan struktur di bawah tindakan beban penerbangan tidak boleh diketepikan.

Tetapi bukan selalu begini. Jadi, kebanggaan industri pesawat Soviet, pesawat Tu-160, juga dikenali sebagai White Swan atau Blackjack, mempunyai lunas yang diperbuat daripada … aloi titanium. Bahan khusus dan sangat mahal itu dipilih kerana tekanan besar yang diletakkan pada reka bentuk mesin ini, yang sehingga hari ini mengekalkan gelaran pengebom paling berat dalam perkhidmatan. Namun begitu, pendekatan radikal untuk mencipta lunas adalah jarang berlaku, dan oleh itu pereka hari ini perlu berurusan dengan bahan komposit yang lebih ringkas dengan lebih kerap.

Apakah cabaran yang anda hadapi semasa membuat lunas komposit?

Semasa proses pembangunan, pereka domestik perlu menyelesaikan pelbagai tugas yang kompleks:

• Penciptaan bahagian lunas bersaiz besar dan peralatan gentian karbon lain menggunakan kaedah infusi telah diusahakan.
• Juga terpaksa memikirkan semula hampir sepenuhnya dan memperlengkapkan semula peringkat utama pengeluaran, yang tidak direka bentuk untuk penggunaan bahan komposit.

Ciri Lain

Perisian terkini (FiberSim) telah diperkenalkan ke dalam proses pengeluaran, yang membolehkan anda mencapai tahap automasi tertinggi. Di samping itu, kini lunas pesawat, reka bentuk yang diterangkan dalam artikel, boleh dibuat menggunakan teknologi di mana hampir tiada lukisan. Penghasilan bahagian ini dengan pendekatan ini adalah seperti berikutcara:

• Mereka bentuk atau memilih model siap. Hari ini, lunas (kebanyakannya) direka dalam mod automatik sepenuhnya, tanpa penyertaan pembangun "manusia".
• Memotong bahan terpakai, juga dijalankan dalam mod automatik.
• Dalam mod automatik, bahan mentah yang digunakan untuk membuat lunas dan bahagian strukturnya dibentangkan.
• Pemasangan lapisan dilakukan oleh mekanisme robotik yang dikawal oleh program komputer.

Selain itu, pendekatan moden terhadap pengeluaran lunas mencadangkan perkara berikut:

• Membina prototaip secara berterusan yang diuji dalam keadaan paling sukar.
• Teknologi ujian tidak merosakkan sedang dibangunkan yang membolehkan pemantauan berterusan keadaan lunas pada pesawat.

Kaedah lanjutan untuk mencipta unit ekor pesawat MS-21

Pada masa lalu yang tidak begitu jauh, industri penerbangan benar-benar terkejut dengan pengumuman pemaju domestik bahawa mereka sedang membangunkan pesawat baharu, MS-21. Keanehannya ialah selama hampir tiga dekad yang lalu ini merupakan kereta domestik pertama untuk penerbangan dalam negara. Semasa pembuatannya, banyak teknologi terkini telah diuji, yang sebahagian besarnya menjejaskan ciri inovatif lunas dan keseluruhan pemasangan ekor.

Membangun dan menghasilkan caisson lunas pesawat MS-21, pakar domestik dapat mencapai perkara berikut:

• Automasi penuh pemotongan semua bahagian dan bahan mentah yang digunakan dalam pengeluaran. Disebabkan ini, adalah mungkin untuk mencapai sekurang-kurangnya 50% pengurangan dalam jumlah kos keseluruhan unit ekor dan terutamanya lunas.
• Perisian ProDirector digunakan dalam pengeluaran unit ekor, yang membolehkan anda mencapai ketepatan sempurna dalam pemprosesan bahagian. Ini memungkinkan untuk mencipta bukan sahaja lunas yang kuat, tetapi juga lunas yang sangat ringan.
• Selain itu, lunas pesawat moden dicipta menggunakan teknik lengkungan berganda. Terima kasih kepada mereka, adalah mungkin untuk mencapai ketebalan pelbagai arah di kawasan yang memerlukan tetulang struktur tambahan (di bawah lunas pesawat).
• Malah sebahagian besar lunas hari ini boleh "digoreng" dalam autoklaf khas. Hasilnya ialah komponen yang sangat kuat dan tegar yang boleh menahan beban dalam apa jua tahap.
• Kawalan geometri bahagian juga dikawal oleh sistem berkomputer yang kompleks.

Ciri Lain

Disebabkan penggunaan teknologi dan teknik baharu, keamatan buruh untuk mencipta unit ekor dan lunas telah dikurangkan sebanyak 50-70%. Hari ini, lebih daripada empat ribu bahagian unit lunas dan ekor telah lulus ujian keadaan.

Pencapaian utama ialah pembangunan teknologi yang boleh dipercayai dan mudah untuk pengeluaran bahagian kotak lunas berukuran 7.6 x 2.5 m. Pada masa ini, ia telah pun mula dihantar ke Loji Penerbangan Irkutsk. Ia diperbuat daripada bahan komposit moden dan ciri-ciri proses ini telah pun menarik minat pengeluar peralatan penerbangan terkemuka asing.

Isu Moden

Mengapa kami menghabiskan begitu banyak masa membincangkan cara moden mereka bentuk dan membina lunas? Hakikatnya sejak 60-an abad yang lalu telah menjadi jelas bahawa peningkatan selanjutnya dalam prestasi kelajuan pesawat hanya mungkin jika kekuatannya meningkat dan jenis bahan polimer yang benar-benar baru diperkenalkan ke dalam pengeluaran. Masalah dengan pesawat generasi terkini ialah reka bentuk mereka (dan lunas khususnya) sangat terdedah kepada "keletihan". Oleh sebab itu, pada kira-kira 70-an abad yang lalu, banyak kaedah untuk memantau keadaan sayap dan ekor telah dibangunkan.

Keperluan pengeluaran juga tinggi. Setiap kelompok bahagian tertakluk kepada beban lampau yang paling teruk pada dirian getaran, diuji oleh suhu dan tekanan. Dan ini tidak menghairankan, kerana retakan yang sedikit kemudiannya penuh dengan kematian ratusan penumpang.

Jadi anda mengetahui di mana lunas pesawat itu dan untuk apa ia!