Что такое самолёт?
самолёт
самолёт
летательный аппарат тяжелее воздуха с крылом, на котором при движении образуется аэродинамическая подъёмная сила, и силовой установкой, создающей тягу для полёта в атмосфере. Основные части самолёта: крыло (одно или два), фюзеляж, оперение, шасси (всё это вместе называется планёром самолёта), силовая установка, бортовое оборудование; военные самолёты имеют также авиационное вооружение.
Крыло – основная несущая поверхность самолёта. Самолёты с одним крылом называются монопланами, с двумя – бипланами. Средняя часть крыла, присоединяемая к фюзеляжу или составляющая с ним одно целое, называется центропланом; к центроплану крепятся боковые отъёмные части крыла – консоли. На крыле располагаются органы управления (элероны, элевоны, интерцепторы) и устройства, с помощью которых регулируются аэродинамические характеристики крыла (закрылки, предкрылки и др.). В крыле размещаются топливные баки, различные агрегаты (напр., шасси), коммуникации и пр. На крыле или под ним (на пилонах) устанавливают двигатели. Вплоть до сер. 20 в. самолёты имели крылья трапециевидной формы (в плане). С появлением реактивных двигателей форма крыла изменилась, приобрела стреловидность. Стреловидное крыло в сочетании с газотурбинным реактивным двигателем позволяет достичь скоростей полёта, вдвое и втрое превышающих скорость звука. В 1960—70-х гг. были созданы самолёты с крылом изменяемой в полёте стреловидности: при взлёте и посадке, а также при полёте с дозвуковой скоростью лучше характеристики у прямого (традиционного) крыла; в полёте со сверхзвуковой скоростью крыло поворачивается, приобретая стреловидность, что существенно улучшает его аэродинамику (МиГ-23, СССР; F-111, США).
Фюзеляж – это корпус самолёта, несущий крылья, оперение и шасси. В нём размещаются кабина экипажа и пассажирский салон, грузовые отсеки, оборудование. Иногда фюзеляж заменяют хвостовыми балками или объединяют с крылом. До 1930-х гг. большинство самолётов имело открытые кабины лётчиков. С увеличением скорости и высоты полётов кабины стали закрывать обтекаемым «фонарём». Полёты на больших высотах потребовали создания герметичных кабин с обеспечением в них давления и температуры, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека. Обтекаемая сигарообразная форма фюзеляжа обеспечивает ему минимальное сопротивление воздушного потока в полёте. У сверхзвуковых самолётов фюзеляж делают с сильно заострённой носовой частью. Форма поперечного сечения фюзеляжа у современных самолётов может быть круглой, овальной, в виде пересечения двух окружностей, близкой к прямоугольной и пр. Создание в 1965—70-х гг. т. н. широкофюзеляжных самолётов с фюзеляжем диаметром 5.5–6.5 м позволило заметно повысить грузоподъёмность и пассажировместимость воздушных судов (Ил-86, СССР; «Боинг-747», США). Конструкция фюзеляжа содержит каркас из силовых элементов (лонжероны, стрингеры, шпангоуты) и обшивку. Силовые элементы изготовляют из лёгких и прочных конструкционных материалов (алюминиевые и титановые сплавы, композиционные материалы). Обшивка на заре авиации была полотняной, затем из фанеры и с кон. 1920 г. – металлическая (алюминий и его сплавы). Подавляющее большинство самолётов выполнено по однофюзеляжной схеме, очень редко по двухбалочной, и лишь отдельные экспериментальные самолёты – безфюзеляжные, т. н. летающее крыло (ХВ-35, США).
Оперение обеспечивает устойчивость и управляемость самолёта в продольном и боковом движении. У большинства самолётов оперение располагается на хвостовой части фюзеляжа и состоит из стабилизатора и руля высоты (горизонтальное оперение), киля и руля направления (вертикальное оперение). Оперение сверхзвуковых самолётов может не иметь рулей высоты и направления из-за их малой эффективности на высоких скоростях. Их функции выполняют управляемые (цельноповоротные) киль и стабилизатор. Конструкция оперения аналогична конструкции крыла и в большинстве случаев повторяет его форму. Наиболее распространено однокилевое оперение, но создаются самолёты с разнесённым вертикальным оперением (Су-27, МиГ-31). Известны случаи создания V-образного оперения, сочетающего функции киля и стабилизатора («Бонанза-35», США). Немало сверхзвуковых самолётов, особенно военных, не имеют стабилизаторов («Мираж-2000», Франция; «Вулкан», Великобритания; Ту-144).
Шасси служит для перемещения самолёта по аэродрому при рулёжке и по взлётной полосе при взлёте и посадке. Наиболее распространено колёсное шасси. Зимой на лёгких самолётах могут устанавливаться лыжи. У гидросамолётов вместо колёс на шасси крепятся поплавки-лодки. Во время полёта колёсные шасси, чтобы уменьшить лобовое сопротивление воздуха, убирают в крыло или фюзеляж. Спортивные, учебные и прочие лёгкие самолёты часто строятся с неубирающимися шасси, которые проще и легче убирающихся. Современные реактивные самолёты имеют шасси с передней опорой под носовой частью фюзеляжа и двумя опорами в районе центра тяжести самолёта под фюзеляжем или крылом. Такое трёхопорное шасси обеспечивает более безопасное приземление на повышенных скоростях и устойчивое движение самолёта при разбеге и пробеге во время посадки. Тяжёлые пассажирские самолёты оборудуют многоопорными и многоколёсными шасси для снижения нагрузок и давления на аэродромное покрытие. Все шасси оснащены жидкостно-газовыми или жидкостными амортизаторами для смягчения ударов, возникающих при посадке самолёта и его движении по аэродрому. Для руления самолёта передняя опора имеет поворачивающееся колесо. Управление движением самолёта на земле осуществляется раздельным торможением колёс основных опор.
Силовая установка самолёта включает авиационные двигатели (от 1 до 4), воздушные винты, воздухозаборники, реактивные сопла, системы топливоподачи, смазки, контроля и пр. Почти до кон. 1940-х гг. основным типом двигателя был поршневой двигатель внутреннего сгорания, приводивший во вращение воздушный винт. С кон. 1940-х гг. на самолётах военной и гражданской авиации стали применять газотурбинные реактивные двигатели – турбореактивные и турбовентиляторные. Двигатели устанавливают в носовой части фюзеляжа (в основном на винтомоторных самолётах), встраивают в крыло, подвешивают на пилонах под крылом, устанавливают над крылом (гл. обр. у гидросамолётов), помещают на хвостовой части фюзеляжа. На пассажирских тяжёлых самолётах предпочтение отдаётся хвостовому расположению двигателей, поскольку таким образом снижается уровень шума в пассажирском салоне.
Схема устройства самолёта Ил-96-300:
1 – радиолокационная станция; 2 – кабина экипажа; 3 – туалеты; 4.18 – гардероб; 5.14 – грузовой люк; 6 – багажный контейнер; 7 – первый пассажирский салон на 66 мест; 8 – гондола двигателя; 9 – предкрылок; 10 – вертикальная законцовка крыла; 11 – внешний закрылок; 12 – внутренний закрылок; 13 – второй пассажирский салон на 234 места; 15 – грузы на поддонах в сетях; 16 – аварийный выход; 17 – грузы в сетях; 19 – киль; 20 – руль направления; 21 – руль высоты; 22 – вспомогательная силовая установка; 23 – стабилизатор; 24 – фюзеляж; 25 – тормозной щиток; 26 – основная опора шасси; 27 – двигатель; 28 – топливные отсеки; 29 – центроплан крыла; 30 – буфет с лифтом на нижнюю палубу; 31 – грузовой пол со сферическими опорами; 32 – входная дверь; 33 – носовая опора шасси
Оборудование самолёта обеспечивает пилотирование самолёта, безопасность полёта, создание условий, необходимых для жизнедеятельности членов экипажа и пассажиров. Самолётовождение обеспечивает пилотажно-навигационное, радиотехническое и радиолокационное оборудование. Для повышения безопасности полёта предназначены противопожарные средства, аварийно-спасательное и внешнее светотехническое оборудование, противообледенительные и прочие системы. В состав систем жизнеобеспечения входят установки кондиционирования воздуха и наддува кабин, кислородное оборудование и др. Использование микропроцессорной техники в системах управления самолётом позволило сократить численность экипажей пассажирских и транспортных воздушных судов до 2–3 человек. Управление самолётом в полёте осуществляется с помощью рулей высоты и руля направления (на задних кромках стабилизаторов и киля) и элеронов, отклоняемых в противоположные стороны. Управляют рулями и элеронами лётчики из кабины экипажа. При рейсовых полётах по трассе управление самолётом передаётся автопилоту, который не только выдерживает направление полёта, но и контролирует работу двигателей, поддерживает заданный режим полёта.
Вооружение самолётов военной авиации определяется их назначением и тем, какие задачи они решают в боевых действиях. Военная авиация имеет на вооружении крылатые ракеты класса «воздух – поверхность» и ракеты «воздух – воздух», авиационные пушки и пулемёты, авиационные бомбы, авиационные морские мины и торпеды.
Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн.
2006.
