Di mana lunas pesawat? Lunas pesawat: desain

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

Bahkan orang yang belum pernah melihat laut mungkin tahu kata perpisahan: "Tujuh kaki di bawah lunas." Dan tidak ada pertanyaan di sini. Lunas kapal adalah bagian struktural terpenting di mana banyak bagian lambungnya terpasang. Tapi adakah yang tahu dimana letak lunas pesawat dan fungsinya?

Apa ini?

Ini adalah "organ" stabilitas, yang memungkinkan Anda menjaga pesawat tetap pada jalur tertentu. Tidak seperti kapal, lunas pesawat merupakan bagian integral dari sirip ekor vertikal. Di bagian bawah badan pesawat, tidak ada lunas untuk pesawat! Tapi ada satu kehalusan. Faktanya adalah bahwa bagian ini terhubung erat dengan elemen kekuatan badan pesawat, dan oleh karena itu masih ada kesamaan dalam hal laut dan udara. Jadi di mana lunas pesawat? Sederhananya, ini adalah bagian vertikal dari ekor.

Itu ditempatkan tidak bergerak, tetap di tiga titik, simetris dengan garis tengah pesawat. Secara tampilan, detail ini memiliki bentuk trapesium yang ideal. Biasanya, lunas pesawat terdiri dari spar, rib, dan skin. Skema ini klasik, sedikit berubahsejak kemunculan pesawat pertama. Spar depan ditempatkan miring (biasanya).

Tata Letak

Paling sering, lunasnya tunggal, tetapi dalam beberapa kasus dibuat ganda dan bahkan tiga kali lipat (pada pengebom baling-baling). Dalam kasus terakhir, ini diperlukan untuk memastikan stabilitas arah yang tinggi dari alat berat. Omong-omong, semua pesawat dibagi menjadi tiga jenis sesuai dengan lokasi lunas:

• Dibangun dalam pola normal. Seperti misalnya lunas pesawat A321.
• "Bebek", yaitu pesawat yang ekor horizontal lunasnya berada di depan sayap.
• "Tanpa berekor". Dari lunas, hanya ekor vertikal yang tersisa, aileron horizontal sama sekali tidak ada.

Tentu saja, dua varietas terakhir lebih merupakan ciri khas "komunitas" pesawat militer, karena penempatan lunas seperti itu diperlukan untuk memberikan kemampuan manuver yang sangat tinggi pada pesawat.

Dalam beberapa kasus, desain yang lebih kompleks digunakan. Misalnya, puncak bawah lunas (juga lunas perut). Mereka digunakan pada beberapa pesawat supersonik di mana menjaga stabilitas sempurna selama penerbangan sangat penting. Jadi, di bawah lunas pesawat (di sinilah, kami telah mengetahuinya) ada arus masuk tambahan dan besar-besaran. Situasi yang lebih umum adalah ketika bulu horizontal ekor umumnya harus dipindahkan ke bagian paling atas lunas. Ini terjadi jika mesin dipasang di bagian belakang pesawat. Diagram seperti itu dapat dilihat, misalnya, dipesawat kargo-penumpang domestik "Il".

Untuk apa?

Seperti yang Anda ketahui, cuaca yang tenang adalah hal yang sangat langka yang terjadi tidak lebih dari beberapa kali dalam setahun. Dalam kebanyakan kasus, ada angin, dan kekuatan serta arahnya dapat bervariasi secara dramatis. Ketika sebuah pesawat terbang, hembusan angin dapat sangat mempengaruhi arah dan arah. Pesawat harus dirancang untuk kembali ke posisi stabil dengan sendirinya. Hanya dalam kasus ini penerbangan yang aman dimungkinkan.

Tujuan utama

Aturan utama untuk merancang lunas adalah menempatkannya sedemikian rupa sehingga dalam keadaan apa pun, tidak jatuh ke dalam bangun dari sayap. Jika tidak, pelanggaran tajam terhadap stabilitas arah mungkin terjadi, dan dalam situasi yang paling parah, deformasi fisik dan penghancuran seluruh unit ekor. Jadi, tujuan utama dari lunas adalah untuk menjaga stabilitas arah.

Desain banyak pesawat sedemikian rupa sehingga bagian ini dapat dipindahkan. Dengan menyesuaikan defleksi lunas, kru mengontrol arah kursus. Pengecualian adalah pesawat militer, di mana mesin dengan vektor dorong terkontrol bertanggung jawab untuk mengubah arah penerbangan. Dalam kasus mereka, membuat lunas pesawat yang dapat bergerak (ada fotonya di artikel) itu bodoh, karena kelebihan beban selama manuver sedemikian rupa sehingga akan runtuh begitu saja.

Kestabilan seperti apa yang diberikan lunas?

Ada tiga jenis stabilitas, sehingga lunasnya termasuk dalam desain pesawat:

• Lacak.
• Bujur.
• Transverse.

Mari kita bahas semua varietas ini secara lebih rinci. Jadi, stabilitas arah. Harus diingat bahwa dalam kasus hilangnya stabilitas longitudinal badan pesawat dalam penerbangan, pesawat masih akan terus terbang ke depan untuk beberapa waktu karena gaya inersia. Setelah itu, aliran udara mulai mengalir ke bagian belakang pesawat, yang terletak di belakang pusat gravitasi. Lunas dalam hal ini mencegah terjadinya gaya putar yang memaksa pesawat untuk berputar pada porosnya.

Stabilitas longitudinal. Asumsikan bahwa pesawat terbang dalam mode normal, pusat gravitasi bertepatan dengan pusat aplikasi tekanan ke badan pesawatnya. Pada saat ini, kekuatan multi arah juga bekerja pada badan pesawatnya, yang cenderung menyebarkan badan pesawat. Angkat dan gravitasi bertindak secara bersamaan. Lunas pesawat (Anda akan melihat foto bagian ini di artikel) memberikan keseimbangan, yang dalam kasus khusus ini sangat tidak stabil. Penerbangan normal tanpa ekor, lunas, dan stabilisator tidak mungkin.

Keberlanjutan lainnya

Stabilitas geser. Secara umum, faktor ini merupakan kelanjutan logis dari properti sebelumnya. Ketika gaya multi arah bekerja pada sayap dan stabilisator lateral lunas, mereka "mencoba" untuk membalikkan pesawat. Bentuk sayap menetralkan ini: jika Anda melihatnya dari kejauhan, mereka menyerupai huruf "U" dengan "tanduk" atas yang sangat terpisah. Formulir ini memberikan koreksi diri dari posisipesawat di luar angkasa. Lunas membantu menjaga stabilitas lateral.

Perhatikan bahwa pesawat sayap menyapu tidak membutuhkan lunas sebanyak itu…pada kecepatan tinggi. Jika jatuh, maka pertumbuhan gaya tandingan terjadi secara eksponensial. Oleh karena itu, untuk mesin ini, lunas yang paling tahan lama dan ringan sangat penting, yang dapat menahan beban setinggi itu. Dan bagaimana Anda bisa mendapatkannya? Mari kita bicarakan ini.

Fitur membuat pesawat modern

Saat ini, spesialis Rosaviation dan rekan asing mereka berfokus pada pembuatan suku cadang pesawat (termasuk lunas) dari suku cadang besar yang terbuat dari bahan komposit terbaru.

Proporsi senyawa ini dalam desain pesawat modern terus berkembang. Menurut informasi dari para ahli, fraksi volumenya sudah mencapai 25% hingga 50%, dan pesawat kecil non-komersial bahkan dapat terdiri dari plastik dan komposit hingga 75%. Mengapa pendekatan ini begitu luas dalam penerbangan? Faktanya adalah bahwa lunas yang sama dari pesawat Boeing, terbuat dari "paduan" polimer, memiliki bobot yang sangat rendah, kekuatan yang sangat tinggi, dan sumber daya yang tidak realistis untuk dicapai dengan menggunakan bahan standar.

Bahan Utama

Penggunaan komposit yang paling dibenarkan dalam desain tidak hanya ekor, tetapi juga elemen kekuatan sayap dan badan pesawat, yang tidak hanya harus sangat kuat, tetapi juga cukupfleksibel. Jika tidak, kemungkinan kehancuran struktur di bawah aksi beban penerbangan tidak dapat dikesampingkan.

Tapi tidak selalu seperti ini. Jadi, kebanggaan industri pesawat terbang Soviet, pesawat Tu-160, juga dikenal sebagai White Swan atau Blackjack, memiliki lunas yang terbuat dari … paduan titanium. Bahan khusus dan sangat mahal seperti itu dipilih karena tekanan besar ditempatkan pada desain mesin ini, yang hingga hari ini mempertahankan gelar pembom terberat dalam pelayanan. Tapi tetap saja, pendekatan radikal seperti itu untuk membuat lunas jarang terjadi, dan oleh karena itu desainer saat ini harus lebih sering berurusan dengan material komposit yang lebih sederhana.

Tantangan apa yang Anda hadapi saat membuat komposit lunas?

Selama proses pengembangan, desainer domestik harus menyelesaikan berbagai macam tugas kompleks:

• Pembuatan bagian lunas dan peralatan serat karbon berukuran besar menggunakan metode infus telah berhasil dilakukan.
• Juga hampir sepenuhnya memikirkan kembali dan memperlengkapi kembali tahapan utama produksi, yang tidak dirancang untuk penggunaan material komposit.

Fitur Lainnya

Perangkat lunak terbaru (FiberSim) telah diperkenalkan ke dalam proses produksi, yang memungkinkan untuk mencapai otomatisasi tingkat tertinggi. Selain itu, sekarang lunas pesawat, desain yang dijelaskan dalam artikel, dapat dibuat menggunakan teknologi di mana praktis tidak ada gambar. Produksi bagian ini dengan pendekatan ini adalah sebagai berikut:cara:

• Merancang atau memilih model yang sudah jadi. Saat ini, lunas (kebanyakan) dirancang dalam mode otomatis penuh, tanpa partisipasi pengembang "manusia".
• Pemotongan bahan bekas, juga dilakukan dalam mode otomatis.
• Dalam mode otomatis, bahan mentah yang digunakan untuk membuat lunas dan bagian strukturalnya diletakkan.
• Peletakan lapisan dilakukan dengan mekanisme robotik yang dikendalikan oleh program komputer.

Selain itu, pendekatan modern untuk produksi lunas menyarankan hal berikut:

• Terus membangun prototipe yang diuji dalam kondisi terberat.
• Teknologi pengujian non-destruktif sedang dikembangkan yang memungkinkan pemantauan terus menerus dari keadaan lunas pesawat terbang.

Metode lanjutan untuk membuat unit ekor pesawat MS-21

Dalam waktu yang tidak terlalu lama, industri penerbangan benar-benar dikejutkan oleh pengumuman pengembang dalam negeri bahwa mereka sedang mengembangkan pesawat yang benar-benar baru, MS-21. Keanehannya adalah selama hampir tiga dekade terakhir ini adalah mobil domestik pertama untuk penerbangan di dalam negeri. Selama pembuatannya, banyak teknologi terbaru yang diuji, yang sebagian besar memengaruhi fitur inovatif lunas dan seluruh rakitan ekor.

Mengembangkan dan memproduksi caisson of the lunas pesawat MS-21, spesialis domestik mampu mencapai hal berikut:

• Otomasi penuh pemotongan semua bagian dan bahan baku yang digunakan dalam produksi. Karena ini, adalah mungkin untuk mencapai pengurangan setidaknya 50% dalam total biaya seluruh unit ekor dan terutama lunas.
• Perangkat lunak ProDirector digunakan dalam produksi unit ekor, yang memungkinkan Anda mencapai presisi sempurna dalam pemrosesan suku cadang. Hal ini memungkinkan untuk membuat lunas yang tidak hanya kuat, tetapi juga sangat ringan.
• Juga, lunas pesawat modern dibuat menggunakan teknik kelengkungan ganda. Berkat mereka, dimungkinkan untuk mencapai ketebalan multi arah di area yang membutuhkan penguatan struktural tambahan (di bawah lunas pesawat).
• Bahkan sebagian besar lunas saat ini dapat "digoreng" dalam autoklaf khusus. Hasilnya adalah komponen yang sangat kuat dan kaku yang dapat menahan beban berapa pun.
• Kontrol geometri bagian juga dikendalikan oleh sistem komputerisasi yang kompleks.

Fitur Lainnya

Karena penggunaan teknologi dan teknik baru, intensitas tenaga kerja untuk membuat unit ekor dan lunas berkurang 50-70%. Hari ini, lebih dari empat ribu bagian lunas dan unit ekor telah lulus uji status.

Prestasi utamanya adalah pengembangan teknologi yang andal dan sederhana untuk produksi suku cadang kotak lunas berukuran 7,6 x 2,5 m, yang saat ini sudah mulai dikirim ke Pabrik Penerbangan Irkutsk. Mereka terbuat dari bahan komposit modern, dan fitur dari proses ini telah menarik minat produsen peralatan penerbangan asing terkemuka.

Masalah Modern

Mengapa kita menghabiskan begitu banyak waktu untuk membahas cara-cara modern merancang dan membangun lunas? Faktanya adalah bahwa sejak tahun 60-an abad terakhir telah menjadi sangat jelas bahwa peningkatan lebih lanjut dalam kinerja kecepatan pesawat hanya dimungkinkan jika kekuatannya ditingkatkan dan jenis bahan polimer yang sama sekali baru diperkenalkan ke dalam produksi. Masalah dengan pesawat generasi terbaru adalah bahwa desain mereka (dan lunas khususnya) sangat rentan terhadap "kelelahan". Karena itu, sekitar tahun 70-an abad terakhir, banyak metode untuk memantau kondisi sayap dan ekor dikembangkan.

Persyaratan produksi juga tinggi. Setiap batch bagian mengalami kelebihan beban paling parah pada dudukan getaran, diuji oleh suhu dan tekanan. Dan ini tidak mengherankan, karena retakan sekecil apa pun kemudian penuh dengan kematian ratusan penumpang.

Jadi kamu tahu di mana lunas pesawat itu dan untuk apa!