Bagian utama pesawat. Perangkat pesawat

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Penemuan pesawat memungkinkan tidak hanya untuk mewujudkan impian paling kuno umat manusia - untuk menaklukkan langit, tetapi juga untuk menciptakan moda transportasi tercepat. Tidak seperti balon udara panas dan kapal udara, pesawat terbang sedikit bergantung pada keanehan cuaca, mampu menempuh jarak jauh dengan kecepatan tinggi. Komponen pesawat terdiri dari kelompok struktural berikut: sayap, badan pesawat, empennage, perangkat lepas landas dan pendaratan, pembangkit listrik, sistem kontrol, berbagai peralatan.

Prinsip operasi

Airplane - pesawat (LA) yang lebih berat dari udara, dilengkapi dengan pembangkit listrik. Dengan bantuan bagian terpenting dari pesawat ini, daya dorong yang diperlukan untuk penerbangan dibuat - gaya kerja (penggerak) yang dikembangkan oleh motor (baling-baling atau mesin jet) di darat atau dalam penerbangan. Jika sekrup terletak di depan mesin, itu disebut menarik, dan jika di belakang, itu disebut mendorong. Dengan demikian, mesin menciptakan gerakan translasi pesawat relatif terhadap lingkungan (udara). Dengan demikian, sayap juga bergerak relatif terhadap udara, yang menciptakan daya angkat sebagai akibat dari gerakan ke depan ini. Oleh karena itu, perangkat hanya dapat bertahan di udara jika ada kecepatan tertentu.penerbangan.

Apa nama bagian dari pesawat

Kasus terdiri dari bagian utama berikut:

• Badan pesawat adalah badan utama pesawat, menghubungkan sayap (wing), bulu, sistem tenaga, roda pendarat dan komponen lainnya menjadi satu kesatuan. Badan pesawat menampung awak, penumpang (dalam penerbangan sipil), peralatan, muatan. Dapat juga menampung (tidak selalu) bahan bakar, sasis, motor, dll.
• Mesin digunakan untuk menggerakkan pesawat.
• Wing - permukaan kerja yang dirancang untuk membuat gaya angkat.
• Ekor vertikal dirancang untuk pengendalian, keseimbangan, dan stabilitas arah pesawat relatif terhadap sumbu vertikal.
• Ekor horizontal dirancang untuk pengendalian, keseimbangan, dan stabilitas arah pesawat relatif terhadap sumbu horizontal.

Sayap dan badan pesawat

Bagian utama dari struktur pesawat adalah sayap. Ini menciptakan kondisi untuk memenuhi persyaratan utama untuk kemungkinan penerbangan - keberadaan lift. Sayap melekat pada tubuh (pesawat), yang dapat memiliki satu atau lain bentuk, tetapi jika memungkinkan dengan hambatan aerodinamis yang minimal. Untuk melakukan ini, ia dilengkapi dengan bentuk tetesan air mata yang mudah disederhanakan.

Bagian depan pesawat berfungsi untuk mengakomodasi sistem kokpit dan radar. Di bagian belakang adalah apa yang disebut unit ekor. Ini berfungsi untuk memberikan kontrol selama penerbangan.

Desain bulu

Pertimbangkan pesawat rata-rata,bagian ekor yang dibuat sesuai dengan skema klasik, karakteristik sebagian besar model militer dan sipil. Dalam hal ini, ekor horizontal akan mencakup bagian tetap - stabilizer (dari bahasa Latin Stabilis, stable) dan bagian yang dapat digerakkan - elevator.

Stabilizer berfungsi untuk menstabilkan pesawat relatif terhadap sumbu transversal. Jika hidung pesawat diturunkan, maka, dengan demikian, bagian ekor badan pesawat, bersama dengan bulu, akan naik. Dalam hal ini, tekanan udara di permukaan atas stabilizer akan meningkat. Tekanan yang dihasilkan akan mengembalikan stabilizer (masing-masing, badan pesawat) ke posisi semula. Ketika hidung pesawat diangkat, tekanan aliran udara akan meningkat di permukaan bawah stabilizer, dan akan kembali ke posisi semula lagi. Dengan demikian, stabilitas otomatis (tanpa campur tangan pilot) pesawat pada bidang longitudinal relatif terhadap sumbu transversal disediakan.

Bagian belakang pesawat juga memiliki ekor vertikal. Mirip dengan yang horizontal, itu terdiri dari bagian tetap - lunas, dan bagian bergerak - kemudi. Lunas memberikan stabilitas pada pergerakan pesawat relatif terhadap sumbu vertikalnya dalam bidang horizontal. Prinsip pengoperasian lunas mirip dengan stabilizer - ketika hidung menyimpang ke kiri, lunas menyimpang ke kanan, tekanan pada bidang kanannya meningkat dan mengembalikan lunas (dan seluruh badan pesawat) ke sebelumnya. posisi.

Jadi, sehubungan dengan dua sumbu, stabilitas penerbangan dijamin oleh bulu. Tapi ada satu sumbu lagi - sumbu memanjang. Untuk menyediakan otomatisstabilitas gerakan relatif terhadap sumbu ini (dalam bidang melintang) konsol sayap layang ditempatkan tidak secara horizontal, tetapi pada sudut tertentu relatif satu sama lain sehingga ujung konsol dibelokkan ke atas. Penempatan ini menyerupai huruf "V".

Sistem kontrol

Permukaan kontrol adalah bagian penting dari pesawat yang dirancang untuk mengendalikan pesawat. Ini termasuk aileron, kemudi dan elevator. Kontrol diberikan sehubungan dengan tiga sumbu yang sama di tiga bidang yang sama.

Lift adalah bagian belakang stabilizer yang dapat dipindahkan. Jika stabilizer terdiri dari dua konsol, maka, dengan demikian, ada dua elevator yang membelokkan ke atas atau ke bawah, keduanya secara serempak. Dengan itu, pilot dapat mengubah ketinggian pesawat.

Rudder adalah bagian belakang lunas yang dapat digerakkan. Ketika dibelokkan ke satu arah atau yang lain, gaya aerodinamis muncul di atasnya, yang memutar pesawat tentang sumbu vertikal yang melewati pusat massa, dalam arah yang berlawanan dari arah defleksi kemudi. Rotasi berlanjut sampai pilot mengembalikan kemudi ke posisi netral (tidak dibelokkan) dan pesawat bergerak ke arah yang baru.

Ailerons (dari bahasa Prancis Aile, sayap) adalah bagian utama pesawat, yang merupakan bagian bergerak dari konsol sayap. Berfungsi untuk mengendalikan pesawat relatif terhadap sumbu longitudinal (pada bidang melintang). Karena ada dua konsol sayap, ada juga dua aileron. Mereka bekerja secara serempak, tetapi, tidak seperti lift, mereka menyimpangtidak dalam satu arah, tetapi dalam arah yang berbeda. Jika satu aileron membelok ke atas, maka yang lain ke bawah. Di konsol sayap, di mana aileron dibelokkan ke atas, gaya angkat berkurang, dan di tempat turun, itu meningkat. Dan badan pesawat berputar ke arah aileron yang terangkat.

Mesin

Semua pesawat dilengkapi dengan pembangkit listrik yang memungkinkan mereka mengembangkan kecepatan, dan, akibatnya, untuk memastikan terjadinya gaya angkat. Mesin dapat ditempatkan di bagian belakang pesawat (khas untuk pesawat jet), di depan (kendaraan ringan) dan di sayap (pesawat sipil, transportasi, pembom).

Mereka dibagi menjadi:

• Jet - turbojet, berdenyut, sirkuit ganda, aliran langsung.
• Propeller - piston (baling-baling), turboprop.
• Rocket - bahan bakar cair, padat.

Sistem lain

Tentu saja, bagian lain dari pesawat juga penting. Sasis memungkinkan pesawat lepas landas dan mendarat dari lapangan terbang yang dilengkapi. Ada pesawat amfibi, di mana pelampung khusus digunakan sebagai pengganti roda pendarat - mereka memungkinkan Anda lepas landas dan mendarat di mana saja di mana ada badan air (laut, sungai, danau). Model pesawat ringan yang dilengkapi dengan alat ski dikenal beroperasi di area dengan lapisan salju yang stabil.

Pesawat modern diisi dengan peralatan elektronik, perangkat komunikasi dan transfer informasi. Penerbangan militer menggunakan sistem senjata canggih, deteksi target, dan penekanan sinyal.

Klasifikasi

Seperti yang dimaksudkanpesawat dibagi menjadi dua kelompok besar: sipil dan militer. Bagian utama dari pesawat penumpang dibedakan dengan keberadaan kabin yang dilengkapi untuk penumpang, yang menempati sebagian besar badan pesawat. Ciri khasnya adalah lubang intip di sisi lambung.

Pesawat sipil dibagi menjadi:

• Penumpang - maskapai penerbangan lokal, jarak jauh pendek (jarak kurang dari 2000 km), menengah (jarak kurang dari 4000 km), jarak jauh (jarak kurang dari 9000 km) dan antarbenua (jarak lebih dari 11.000 km).
• Kargo - ringan (berat kargo hingga 10 ton), sedang (berat kargo hingga 40 ton) dan berat (berat kargo lebih dari 40 ton).
• Tujuan khusus - sanitasi, pertanian, pengintaian (pengintaian es, pengintaian ikan), pemadam kebakaran, untuk fotografi udara.
• Pendidikan.

Tidak seperti model sipil, bagian dari pesawat militer tidak memiliki kabin yang nyaman dengan jendela. Bagian utama badan pesawat ditempati oleh sistem persenjataan, peralatan intelijen, komunikasi, mesin dan unit lainnya.

Dengan tujuan, pesawat militer modern (mengingat misi tempur yang mereka lakukan) dapat dibagi menjadi beberapa jenis berikut: pesawat tempur, pesawat serang, pembom (pengangkut rudal), pengintaian, transportasi militer, tujuan khusus dan tambahan.

Perangkat pesawat

Desain pesawat tergantung pada desain aerodinamis yang dibuatnya. Skema aerodinamis ditandai dengan jumlah elemen dasar dan lokasi permukaan bantalan. Jika hidungpesawat serupa untuk kebanyakan model, lokasi dan geometri sayap dan ekor dapat sangat bervariasi.

Skema perangkat pesawat berikut dibedakan:

• "Klasik".
• Sayap Terbang.
• "Bebek".
• "Tanpa berekor".
• "Tandem".
• Skema yang dapat dikonversi.
• Skema kombinasi.

Pesawat klasik

Mari kita perhatikan bagian-bagian utama pesawat dan tujuannya. Tata letak komponen dan rakitan klasik (normal) adalah tipikal untuk sebagian besar perangkat di dunia, baik militer maupun sipil. Elemen utama - sayap - beroperasi dalam aliran murni yang tidak terganggu, yang mengalir dengan lancar di sekitar sayap dan menciptakan gaya angkat tertentu.

Hidung pesawat berkurang, yang menyebabkan penurunan area yang diperlukan (dan karenanya massa) dari ekor vertikal. Ini karena badan pesawat depan menginduksi momen yaw yang tidak stabil terhadap sumbu vertikal pesawat. Mengurangi badan pesawat depan meningkatkan visibilitas belahan depan.

Kelemahan skema normal adalah:

• Pengoperasian ekor horizontal (HA) dalam aliran sayap yang miring dan terganggu secara signifikan mengurangi efisiensinya, yang memerlukan penggunaan bulu area yang lebih besar (dan, akibatnya, massa).
• Untuk memastikan stabilitas penerbangan, ekor vertikal (VO) harus membuat gaya angkat negatif, yaitu mengarah ke bawah. Ini mengurangi efisiensi keseluruhan pesawat: daribesarnya gaya angkat yang dihasilkan sayap, maka gaya yang ditimbulkan pada GO perlu dikurangi. Untuk menetralisir fenomena ini, sayap dengan area yang lebih luas (dan, akibatnya, massa) harus digunakan.

Perangkat pesawat sesuai dengan skema "bebek"

Dengan desain ini, bagian utama pesawat ditempatkan berbeda dari model "klasik". Pertama-tama, perubahan memengaruhi tata letak ekor horizontal. Itu terletak di depan sayap. Menurut skema ini, Wright bersaudara membangun pesawat pertama mereka.

Manfaat:

• Ekor vertikal bekerja dalam aliran yang tidak terganggu, yang meningkatkan efisiensinya.
• Untuk memastikan stabilitas penerbangan, empennage menghasilkan gaya angkat positif, yaitu ditambahkan ke gaya angkat sayap. Ini memungkinkan untuk mengurangi luasnya dan, karenanya, massanya.
• Perlindungan "anti-putaran" alami: kemungkinan memindahkan sayap ke sudut serangan superkritis untuk "bebek" tidak termasuk. Stabilizer dipasang agar mendapat angle of attack yang lebih tinggi dibandingkan wing.
• Memindahkan fokus pesawat ke belakang dengan kecepatan yang meningkat dalam skema "bebek" terjadi pada tingkat yang lebih rendah daripada di tata letak klasik. Hal ini menghasilkan lebih sedikit perubahan dalam derajat stabilitas statis longitudinal pesawat, pada gilirannya, menyederhanakan karakteristik kontrolnya.

Kekurangan skema "bebek":

• Saat berhenti di empennage, pesawat tidak hanya mencapai sudut serang yang lebih rendah, tetapi juga "melorot" karena penurunan daya angkat totalnya. Ini sangat berbahaya dimode lepas landas dan mendarat karena kedekatan tanah.
• Keberadaan mekanisme bulu di bagian depan pesawat mengganggu visibilitas belahan bawah.
• Untuk memperkecil luas HE depan, panjang badan pesawat depan dibuat signifikan. Hal ini menyebabkan peningkatan momen destabilisasi relatif terhadap sumbu vertikal, dan, karenanya, peningkatan luas dan massa struktur.

Pesawat tanpa ekor

Dalam model jenis ini tidak ada bagian penting dari pesawat yang familiar. Foto pesawat tanpa ekor (Concorde, Mirage, Vulcan) menunjukkan bahwa mereka tidak memiliki ekor horizontal. Keuntungan utama dari skema ini adalah:

• Mengurangi hambatan aerodinamis frontal, yang sangat penting untuk pesawat dengan kecepatan tinggi, khususnya, jelajah. Ini mengurangi biaya bahan bakar.
• Kekakuan torsional sayap yang lebih tinggi, yang meningkatkan karakteristik aeroelastiknya, dan dicapai karakteristik kemampuan manuver yang tinggi.

Kekurangan:

• Untuk penyeimbangan dalam beberapa mode penerbangan, bagian dari mekanisasi ujung sayap (flaps) dan permukaan kontrol harus dibelokkan ke atas, yang mengurangi daya angkat keseluruhan pesawat.
• Kombinasi kontrol pesawat relatif terhadap sumbu horizontal dan longitudinal (karena tidak adanya lift) memperburuk karakteristik penanganannya. Tidak adanya bulu khusus membuat permukaan kontrol yang terletak di trailing edge sayap berfungsi (dengandiperlukan) tugas dan aileron, dan elevator. Permukaan kontrol ini disebut elevon.
• Menggunakan bagian dari peralatan mekanisasi untuk menyeimbangkan pesawat memperburuk kinerja lepas landas dan mendarat.

Sayap Terbang

Dengan skema ini, sebenarnya, tidak ada bagian dari pesawat seperti badan pesawat. Semua volume yang diperlukan untuk menampung kru, muatan, mesin, bahan bakar, peralatan terletak di tengah sayap. Skema ini memiliki keuntungan sebagai berikut:

• Seret terkecil.
• Massa terkecil dari struktur. Dalam hal ini, semua massa jatuh pada sayap.
• Karena dimensi longitudinal pesawat kecil (karena tidak adanya badan pesawat), momen destabilisasi pada sumbu vertikal dapat diabaikan. Ini memungkinkan desainer untuk secara signifikan mengurangi area VO, atau bahkan mengabaikannya sama sekali (seperti yang Anda ketahui, burung tidak memiliki bulu vertikal).

Kelemahannya termasuk sulitnya memastikan stabilitas penerbangan pesawat.

Tandem

Skema "tandem", ketika dua sayap ditempatkan satu demi satu, jarang digunakan. Solusi ini digunakan untuk menambah luas sayap dengan nilai bentang dan panjang badan pesawat yang sama. Ini mengurangi beban spesifik pada sayap. Kerugian dari skema ini adalah hambatan aerodinamis yang besar, peningkatan momen inersia, terutama dalam kaitannya dengan sumbu melintang pesawat. Selain itu, dengan peningkatan kecepatan penerbangan, karakteristik keseimbangan longitudinal pesawat berubah. Kontrol permukaan seperti itupesawat dapat ditempatkan langsung di sayap dan di bulu.

Rangkaian kombinasi

Dalam hal ini, komponen pesawat dapat digabungkan menggunakan berbagai skema desain. Misalnya, ekor horizontal disediakan di hidung dan di ekor badan pesawat. Apa yang disebut kontrol pengangkatan langsung dapat digunakan pada mereka.

Dalam hal ini, hidung horizontal bersama dengan penutup membuat daya angkat tambahan. Momen pitching yang terjadi dalam hal ini akan ditujukan untuk meningkatkan angle of attack (hidung pesawat naik). Untuk menangkis momen ini, unit ekor harus membuat momen untuk mengurangi angle of attack (hidung pesawat turun). Untuk melakukan ini, gaya pada ekor juga harus diarahkan ke atas. Artinya, ada peningkatan gaya angkat di hidung HE, di sayap dan di ekor HE (dan, akibatnya, di seluruh pesawat) tanpa memutarnya di bidang memanjang. Dalam hal ini, pesawat hanya naik tanpa evolusi relatif terhadap pusat massanya. Dan sebaliknya, dengan tata letak pesawat yang aerodinamis, ia dapat melakukan evolusi relatif terhadap pusat massa di bidang longitudinal tanpa mengubah jalur penerbangannya.

Kemampuan untuk melakukan manuver seperti itu secara signifikan meningkatkan karakteristik kinerja pesawat yang dapat bermanuver. Terutama dalam kombinasi dengan sistem kontrol langsung gaya lateral, untuk penerapannya pesawat tidak hanya harus memiliki ekor, tetapi juga bulu hidung memanjang.

Skema Konversi

Perangkat pesawat yang dibangun sesuai dengan skema konversi dibedakan dengan adanya destabilizer di badan pesawat depan. Fungsi destabilizer adalah untuk mengurangi dalam batas-batas tertentu, atau bahkan sepenuhnya menghilangkan perpindahan ke belakang dari fokus aerodinamis pesawat dalam mode penerbangan supersonik. Ini meningkatkan kemampuan manuver pesawat (yang penting untuk pesawat tempur) dan meningkatkan jangkauan atau mengurangi konsumsi bahan bakar (ini penting untuk pesawat penumpang supersonik).

Destabilizer juga dapat digunakan dalam mode lepas landas/mendarat untuk mengkompensasi momen menyelam, yang disebabkan oleh penyimpangan mekanisme lepas landas dan pendaratan (flaps, flaps) atau badan pesawat ke depan. Dalam mode penerbangan subsonik, destabilizer disembunyikan di tengah badan pesawat atau diatur ke mode baling-baling cuaca (berorientasi bebas di sepanjang aliran).