Las partes principales de la aeronave. Dispositivo de aeronave

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La invención de los aviones hizo posible no solo hacer realidad el sueño más antiguo de la humanidad: conquistar el cielo, sino también crear el medio de transporte más rápido. A diferencia de los globos aerostáticos y las aeronaves, los aviones dependen poco de los caprichos del clima y son capaces de cubrir largas distancias a gran velocidad. Los componentes de la aeronave consisten en los siguientes grupos estructurales: ala, fuselaje, empenaje, dispositivos de despegue y aterrizaje, planta de energía, sistemas de control, equipo diverso.

Principio de funcionamiento

Avión - un avión (LA) más pesado que el aire, equipado con una planta de energía. Con la ayuda de esta parte más importante de la aeronave, se crea el empuje necesario para el vuelo: la fuerza de actuación (impulsión) que el motor (hélice o motor a reacción) desarrolla en tierra o en vuelo. Si el tornillo está ubicado al frente del motor, se le llama tirar, y si está detrás, se le llama empujar. Por lo tanto, el motor crea el movimiento de traslación de la aeronave en relación con el entorno (aire). En consecuencia, el ala también se mueve en relación con el aire, lo que crea sustentación como resultado de este movimiento hacia adelante. Por lo tanto, el dispositivo puede permanecer en el aire solo si hay una cierta velocidad.vuelo.

¿Cuáles son los nombres de las partes del avión?

El estuche consta de las siguientes partes principales:

• El fuselaje es el cuerpo principal de la aeronave, que conecta las alas (ala), el plumaje, el sistema de potencia, el tren de aterrizaje y otros componentes en un solo conjunto. El fuselaje acomoda a la tripulación, pasajeros (en aviación civil), equipo, carga útil. También puede acomodar (no siempre) combustible, chasis, motores, etc.
• Los motores se utilizan para propulsar el avión.
• Ala: una superficie de trabajo diseñada para crear sustentación.
• La cola vertical está diseñada para el control, el equilibrio y la estabilidad direccional de la aeronave en relación con el eje vertical.
• La cola horizontal está diseñada para el control, el equilibrio y la estabilidad direccional de la aeronave en relación con el eje horizontal.

Alas y fuselaje

La parte principal de la estructura del avión es el ala. Crea las condiciones para cumplir el requisito principal para la posibilidad de vuelo: la presencia de sustentación. El ala va unida al cuerpo (fuselaje), que puede tener una forma u otra, pero a ser posible con la mínima resistencia aerodinámica. Para ello, cuenta con una forma de lágrima convenientemente aerodinámica.

La parte delantera de la aeronave sirve para acomodar la cabina y los sistemas de radar. En la parte trasera está la llamada unidad de cola. Sirve para proporcionar control durante el vuelo.

Diseño de plumaje

Considere un avión promedio,cuya sección de cola está hecha de acuerdo con el esquema clásico, característico de la mayoría de los modelos militares y civiles. En este caso, la cola horizontal incluirá una parte fija, el estabilizador (del latín Stabilis, estable) y una parte móvil, el elevador.

El estabilizador sirve para estabilizar la aeronave con respecto al eje transversal. Si se baja la nariz del avión, entonces, en consecuencia, la sección de cola del fuselaje, junto con el plumaje, se levantará. En este caso, aumentará la presión del aire en la superficie superior del estabilizador. La presión generada devolverá el estabilizador (respectivamente, el fuselaje) a su posición original. Cuando se levanta la nariz del fuselaje, la presión del flujo de aire aumentará en la superficie inferior del estabilizador y volverá a su posición original nuevamente. Por lo tanto, se proporciona la estabilidad automática (sin intervención del piloto) de la aeronave en su plano longitudinal con respecto al eje transversal.

La parte trasera del avión también incluye una cola vertical. Similar al horizontal, consta de una parte fija, la quilla, y una parte móvil, el timón. La quilla da estabilidad al movimiento de la aeronave con respecto a su eje vertical en un plano horizontal. El principio de funcionamiento de la quilla es similar al de un estabilizador: cuando el morro se desvía hacia la izquierda, la quilla se desvía hacia la derecha, la presión en su plano derecho aumenta y devuelve la quilla (y todo el fuselaje) a su estado anterior. posición.

Así, con respecto a dos ejes, la estabilidad de vuelo está asegurada por el plumaje. Pero había un eje más: el longitudinal. Para proporcionar automáticola estabilidad del movimiento en relación con este eje (en el plano transversal) de las consolas del ala del planeador no se colocan horizontalmente, sino en un cierto ángulo entre sí, de modo que los extremos de las consolas se desvían hacia arriba. Esta ubicación se asemeja a la letra "V".

Sistemas de control

Las superficies de control son partes importantes de una aeronave diseñadas para controlar la aeronave. Estos incluyen alerones, timones y elevadores. El control se proporciona con respecto a los mismos tres ejes en los mismos tres planos.

El elevador es la parte trasera móvil del estabilizador. Si el estabilizador consta de dos consolas, entonces, en consecuencia, hay dos elevadores que se desvían hacia arriba o hacia abajo, ambos sincrónicamente. Con él, el piloto puede cambiar la altitud de la aeronave.

El timón es la parte trasera móvil de la quilla. Cuando se desvía en una u otra dirección, surge sobre él una fuerza aerodinámica que hace girar la aeronave alrededor de un eje vertical que pasa por el centro de masa, en dirección opuesta a la dirección de desviación del timón. La rotación continúa hasta que el piloto devuelve el timón a la posición neutral (no desviado) y la aeronave se mueve en la nueva dirección.

Los alerones (del francés Aile, ala) son las partes principales del avión, que son las partes móviles de las consolas de las alas. Sirven para controlar la aeronave con respecto al eje longitudinal (en el plano transversal). Como hay dos consolas laterales, también hay dos alerones. Trabajan sincrónicamente, pero, a diferencia de los ascensores, se desvíanno en una dirección, sino en diferentes direcciones. Si un alerón se desvía hacia arriba, el otro hacia abajo. En la consola del ala, donde el alerón se desvía hacia arriba, la sustentación disminuye, y donde está hacia abajo, aumenta. Y el fuselaje del avión gira hacia el alerón levantado.

Motores

Todos los aviones están equipados con una planta de energía que les permite desarrollar velocidad y, en consecuencia, asegurar la ocurrencia de sustentación. Los motores se pueden ubicar en la parte trasera de la aeronave (típico de los aviones a reacción), en la parte delantera (vehículos ligeros) y en las alas (aviones civiles, transportes, bombarderos).

Se dividen en:

• Jet: turborreactor, pulsante, doble circuito, flujo directo.
• Hélice - pistón (hélice), turbohélice.
• Cohete - combustible líquido y sólido.

Otros sistemas

Por supuesto, otras partes del avión también son importantes. El chasis permite que los aviones despeguen y aterricen desde aeródromos equipados. Hay aviones anfibios, donde se utilizan flotadores especiales en lugar de trenes de aterrizaje: le permiten despegar y aterrizar en cualquier lugar donde haya una masa de agua (mar, río, lago). Se conocen modelos de aviones ligeros equipados con esquís para operar en áreas con una capa de nieve estable.

Los aviones modernos están repletos de equipos electrónicos, dispositivos de comunicación y transferencia de información. La aviación militar utiliza sofisticados sistemas de armas, detección de objetivos y supresión de señales.

Clasificación

Según lo previstoLas aeronaves se dividen en dos grandes grupos: civiles y militares. Las partes principales de un avión de pasajeros se distinguen por la presencia de una cabina equipada para pasajeros, que ocupa la mayor parte del fuselaje. Una característica distintiva son los ojos de buey a los lados del casco.

Las aeronaves civiles se dividen en:

• Passenger - aerolíneas locales, larga distancia corta (alcance inferior a 2000 km), media (alcance inferior a 4000 km), larga distancia (alcance inferior a 9000 km) e intercontinental (alcance superior a 11 000 km).
• Carga: ligera (peso de carga de hasta 10 toneladas), mediana (peso de carga de hasta 40 toneladas) y pesada (peso de carga de más de 40 toneladas).
• Propósito especial: sanitario, agrícola, reconocimiento (reconocimiento de hielo, reconocimiento de peces), lucha contra incendios, para fotografía aérea.
• Educativo.

A diferencia de los modelos civiles, las partes de un avión militar no tienen una cabina cómoda con ventanas. La parte principal del fuselaje está ocupada por sistemas de armas, equipos de inteligencia, comunicaciones, motores y otras unidades.

Por propósito, los aviones militares modernos (considerando las misiones de combate que realizan) se pueden dividir en los siguientes tipos: cazas, aviones de ataque, bombarderos (portadores de misiles), reconocimiento, transporte militar, propósitos especiales y auxiliares.

Dispositivo de avión

El diseño de las aeronaves depende del diseño aerodinámico según el cual están hechas. El esquema aerodinámico se caracteriza por el número de elementos básicos y la ubicación de las superficies de apoyo. si la narizavión es similar para la mayoría de los modelos, la ubicación y la geometría de las alas y la cola pueden variar mucho.

Se distinguen los siguientes esquemas de dispositivos de aeronaves:

• "Clásico".
• Ala voladora.
• "Pato".
• "Sin cola".
• "Tándem".
• Esquema convertible.
• Esquema combinado.

Aviones clásicos

Consideremos las partes principales del avión y su propósito. El diseño clásico (normal) de componentes y ensamblajes es típico de la mayoría de los dispositivos del mundo, ya sean militares o civiles. El elemento principal, el ala, opera en un flujo puro e imperturbable, que fluye suavemente alrededor del ala y crea cierta sustentación.

Se reduce el morro del avión, lo que conduce a una disminución del área requerida (y por lo tanto de la masa) de la cola vertical. Esto se debe a que el fuselaje delantero induce un momento de guiñada desestabilizador sobre el eje vertical de la aeronave. La reducción del fuselaje delantero mejora la visibilidad del hemisferio delantero.

Las desventajas del esquema normal son:

• La operación de la cola horizontal (HA) en una corriente de ala inclinada y perturbada reduce significativamente su eficiencia, lo que requiere el uso de un área mayor de plumaje (y, en consecuencia, de masa).
• Para garantizar la estabilidad del vuelo, la cola vertical (VO) debe crear una sustentación negativa, es decir, dirigida hacia abajo. Esto reduce la eficiencia general de la aeronave: dela magnitud de la fuerza de sustentación que crea el ala, es necesario restar la fuerza que se crea en el GO. Para neutralizar este fenómeno, se debe utilizar un ala con mayor área (y, en consecuencia, masa).

El dispositivo de la aeronave según el esquema "pato"

Con este diseño, las partes principales del avión se colocan de manera diferente que en los modelos "clásicos". En primer lugar, los cambios afectaron el diseño de la cola horizontal. Se encuentra en frente del ala. Según este esquema, los hermanos Wright construyeron su primer avión.

Beneficios:

• La cola vertical funciona en un flujo imperturbable, lo que aumenta su eficiencia.
• Para asegurar la estabilidad del vuelo, el empenaje genera sustentación positiva, es decir, se suma a la sustentación del ala. Esto permite reducir su área y, en consecuencia, su masa.
• Protección natural "anti-spin": se excluye la posibilidad de trasladar las alas a ángulos de ataque supercríticos para "ducks". El estabilizador está instalado para que tenga un ángulo de ataque más alto en comparación con el ala.
• Mover el foco de la aeronave hacia atrás con velocidad creciente en el esquema "duck" ocurre en menor medida que en el diseño clásico. Esto se traduce en menos cambios en el grado de estabilidad estática longitudinal de la aeronave, a su vez, simplifica las características de su control.

Desventajas del esquema "pato":

• Al entrar en pérdida en el empenaje, la aeronave no solo alcanza ángulos de ataque más bajos, sino que también se “hunde” debido a una disminución en su sustentación total. Esto es especialmente peligroso enmodos de despegue y aterrizaje debido a la proximidad al suelo.
• La presencia de mecanismos de plumaje en la parte delantera del fuselaje dificulta la visibilidad del hemisferio inferior.
• Para reducir el área del HE frontal, se hace significativa la longitud del fuselaje delantero. Esto conduce a un aumento en el momento de desestabilización con respecto al eje vertical y, en consecuencia, a un aumento en el área y la masa de la estructura.

Aviones sin cola

En modelos de este tipo no hay ninguna parte importante y familiar de la aeronave. Una foto de aviones sin cola (Concorde, Mirage, Vulcan) muestra que no tienen cola horizontal. Las principales ventajas de este esquema son:

• Reducir la resistencia aerodinámica frontal, que es especialmente importante para aeronaves de alta velocidad, en particular, de crucero. Esto reduce los costos de combustible.
• Mayor rigidez torsional del ala, lo que mejora sus características aeroelásticas, y se consiguen altas características de maniobrabilidad.

Defectos:

• Para equilibrar en algunos modos de vuelo, parte de los medios de mecanizado del borde de salida del ala (flaps) y las superficies de control deben desviarse hacia arriba, lo que reduce la sustentación general de la aeronave.
• La combinación de controles de la aeronave en relación con los ejes horizontal y longitudinal (debido a la ausencia del elevador) empeora las características de su manejo. La ausencia de plumaje especializado hace que las superficies de control ubicadas en el borde de fuga del ala funcionen (connecesario) deberes y alerones, y elevadores. Estas superficies de control se denominan elevones.
• Usar parte del equipo de mecanización para equilibrar la aeronave empeora su rendimiento de despegue y aterrizaje.

Ala voladora

Con este esquema, de hecho, no existe tal parte del avión como el fuselaje. Todos los volúmenes necesarios para acomodar a la tripulación, la carga útil, los motores, el combustible y el equipo están ubicados en el medio del ala. Este esquema tiene las siguientes ventajas:

• Arrastre mínimo.
• La masa más pequeña de la estructura. En este caso, toda la masa cae sobre el ala.
• Dado que las dimensiones longitudinales de la aeronave son pequeñas (debido a la f alta de fuselaje), el momento de desestabilización sobre su eje vertical es despreciable. Esto permite a los diseñadores reducir significativamente el área del VO o incluso abandonarlo por completo (las aves, como saben, no tienen plumaje vertical).

Las desventajas incluyen la dificultad de garantizar la estabilidad del vuelo de la aeronave.

Tándem

El esquema "tándem", cuando dos alas se ubican una detrás de la otra, rara vez se usa. Esta solución se utiliza para aumentar el área del ala con los mismos valores de su envergadura y longitud del fuselaje. Esto reduce la carga específica en el ala. Las desventajas de este esquema es una gran resistencia aerodinámica, un aumento en el momento de inercia, especialmente en relación con el eje transversal de la aeronave. Además, con un aumento en la velocidad de vuelo, cambian las características del equilibrio longitudinal de la aeronave. Superficies de control en talesel avión se puede ubicar tanto directamente en las alas como en el plumaje.

Circuito combinado

En este caso, los componentes de la aeronave se pueden combinar utilizando varios esquemas de diseño. Por ejemplo, la cola horizontal se proporciona tanto en la nariz como en la cola del fuselaje. En ellos se puede utilizar el llamado control de elevación directa.

En este caso, la punta horizontal junto con las aletas crean una sustentación adicional. El momento de cabeceo que se produce en este caso estará encaminado a aumentar el ángulo de ataque (el morro de la aeronave se eleva). Para parar este momento, la unidad de cola debe crear un momento para reducir el ángulo de ataque (el morro del avión baja). Para hacer esto, la fuerza en la cola también debe dirigirse hacia arriba. Es decir, se produce un incremento de la fuerza de sustentación en el morro HE, en el ala y en la cola HE (y, en consecuencia, en todo el avión) sin girarlo en el plano longitudinal. En este caso, el avión simplemente se eleva sin ninguna evolución con respecto a su centro de masa. Y viceversa, con tal diseño aerodinámico de la aeronave, puede realizar evoluciones relativas al centro de masas en el plano longitudinal sin cambiar su trayectoria de vuelo.

La capacidad de realizar tales maniobras mejora significativamente las características de rendimiento de las aeronaves maniobrables. Especialmente en combinación con un sistema de control directo de la fuerza lateral, para cuya implementación la aeronave debe tener no solo la cola, sino también el plumaje longitudinal de la nariz.

Esquema convertible

El dispositivo de un avión construido según un esquema convertible se distingue por la presencia de un desestabilizador en el fuselaje delantero. La función de los desestabilizadores es reducir dentro de ciertos límites, o incluso eliminar por completo, el desplazamiento hacia atrás del foco aerodinámico de la aeronave en modos de vuelo supersónico. Esto aumenta la maniobrabilidad de la aeronave (que es importante para un avión de combate) y aumenta el alcance o reduce el consumo de combustible (esto es importante para un avión de pasajeros supersónico).

Los desestabilizadores también se pueden utilizar en los modos de despegue/aterrizaje para compensar el momento de picado, que es provocado por la desviación de la mecanización de despegue y aterrizaje (flaps, flaps) o del fuselaje delantero. En los modos de vuelo subsónico, el desestabilizador está oculto en el medio del fuselaje o configurado en el modo de veleta (orientado libremente a lo largo del flujo).