Самолеты - Fixed-wing aircraft

А Боинг 737 авиалайнер пример самолета с неподвижным крылом
Неподвижные крылья дельта -образный кайт не жесткий

А самолет это летающая машина, например, самолет, который способен рейс с помощью крылья которые генерируют лифт вызвано форвардом самолета скорость полета и форма крыльев. Самолеты отличаются от винтокрылый самолет (в котором крылья образуют ротор установлен на вращающемся валу или «мачте»), и орнитоптеры (в котором крылья хлопать аналогично птица ). Крылья самолета с неподвижным крылом не обязательно жесткие; воздушные змеи, дельтапланы, крыло изменяемой стреловидности самолеты и самолеты, которые используют морфинг крыла все это примеры самолетов.

Скольжение самолетов, в том числе свободно летающих планеры различных видов и привязных воздушные змеи, может использовать движущийся воздух, чтобы получить высота. Работает самолетов, которые набирают обороты толчок из двигатель включают моторные парапланы, моторные дельтапланы и немного экранопланы. Большинство самолетов обслуживает пилот на борту корабля, но некоторые специально предназначены для беспилотный и контролировал либо удаленно или автономно (с помощью бортовых компьютеров).

История

Основные статьи: История авиации и Ранние летающие машины

Ранние воздушные змеи

Воздушные змеи использовались примерно 2800 лет назад в Китай, где были легко доступны материалы, идеально подходящие для создания воздушных змеев. Некоторые авторы полагают, что воздушные змеи запускались намного раньше на территории современного Сулавеси, основываясь на их интерпретации наскальных рисунков на Остров Муна выключен Сулавеси.[1] По крайней мере, к 549 году нашей эры бумажные змеи запускались, как было зарегистрировано в том году, бумажный змей использовался как сообщение для спасательной операции.[2] Древние и средневековые китайские источники перечисляют другие применения воздушных змеев для измерения расстояний, проверки ветра, подъема людей, сигнализации и связи для военных операций.[2]

Мальчики запускают воздушного змея в 1828 году Бавария, от Иоганн Майкл Вольц

Рассказы о воздушных змеях были доведены до Европа от Марко Поло ближе к концу 13 века, и воздушные змеи были привезены моряками из Япония и Малайзия в 16-17 вв.[3] Хотя изначально они считались всего лишь диковинкой, к 18-19 векам воздушные змеи использовались в качестве средств научных исследований.[3]

Планеры и моторные модели

Около 400 г. до н.э. в Греции, Archytas Предполагалось, что он спроектировал и построил первое искусственное самоходное летательное устройство, модель в форме птицы, приводимая в движение струей, которая, вероятно, была паром, который пролетел около 200 м (660 футов).[4][5] Эта машина могла быть приостановлена ​​на время полета.[6][7]

Одна из самых ранних предполагаемых попыток использования планеры был монахом 11 века Эйлмер из Малмсбери, закончившийся неудачей. В рассказе 17-го века говорится, что поэт 9-го века Аббас ибн Фирнас предпринял аналогичную попытку, хотя более ранние источники не фиксируют это событие.[8]

Le Bris и его планер Albatros II, сфотографированный Надар, 1868

В 1799 г. Сэр Джордж Кэли изложил концепцию современного самолета как летательного аппарата с неподвижным крылом с раздельными системами подъемной силы, движения и управления.[9][10] Кэли конструировал и создавал модели самолетов с неподвижным крылом еще в 1803 году, и он построил успешный пассажирский самолет. планер в 1853 г.[11] В 1856 г. француз Жан-Мари Ле Брис совершил первый полет с двигателем, имея свой планер "L'Albatros artificiel" запряженная лошадью на пляже.[нужна цитата ] В 1884 году американский Джон Дж. Монтгомери совершал контролируемые полеты на планере в составе серии планеров, построенных в 1883–1886 гг.[12] Другие авиаторы, совершавшие в то время аналогичные полеты, были Отто Лилиенталь, Перси Пилчер, и протеже Октав Шанют.

В 1890-х гг. Лоуренс Харгрейв провели исследования конструкций крыла и разработали коробчатый змей это подняло вес человека. Его конструкции коробчатого воздушного змея получили широкое распространение. Хотя он также разработал тип роторного авиационного двигателя, он не создавал и не управлял самолетами с неподвижным крылом.[13]

Полет с приводом

Смотрите также: Авиация в эпоху пионеров

Сэр Хайрам Максим построил судно весом 3,5 тонны с размахом крыльев 110 футов (34 метра), которое приводилось в движение двумя паровыми двигателями мощностью 360 лошадиных сил (270 кВт), приводящими в движение два гребных винта. В 1894 году его машина была испытана с подвесными рельсами, чтобы предотвратить ее подъем. Испытания показали, что у него достаточно подъемной силы для взлета. Корабль был неуправляемым, что Максим, предположительно, осознал, потому что впоследствии отказался от работы над ним.[14]

Райт Флаер III пилотировал Орвилл Райт над прери Хаффман, 4 октября 1905 г.

В Братья Райт 'полеты в 1903 году с их Флаер I признаны Fédération Aéronautique Internationale (FAI), орган по стандартизации и учету воздухоплавание, как «первый устойчивый и управляемый полет на тяжелом воздухе».[15] К 1905 г. Райт Флаер III был способен к полностью управляемому, стабильному полету в течение значительных периодов времени.

Сантос-Дюмон самоходный 14-бис на старой открытке

В 1906 году бразильский изобретатель Альберто Сантос-Дюмон разработан, построил и пилотировал самолет установивший первый мировой рекорд, признанный Аэроклуб де Франс управляя 14 бис 220 метров (720 футов) менее чем за 22 секунды.[16] Полет был сертифицирован FAI.[17]

В Блерио VIII конструкция 1908 г. была ранней конструкцией самолета, имевшей современные моноплан конфигурация трактора. Он имел подвижное оперение, управляющее как рысканием, так и тангажем, формой управления креном, обеспечиваемой либо деформацией крыла, либо элеронами, и управляемой пилотом с помощью джойстик и руль направления. Это был важный предшественник его более позднего Блерио XI Канал -самолет лета 1909 года.[18]

Кертисс NC-4 летающая лодка после того, как она совершила первое пересечение Атлантики в 1919 году, стояла рядом с самолетом тяжелее воздуха

Первая Мировая Война

Первая Мировая Война служил полигоном для использования самолета в качестве оружия. Самолеты продемонстрировали свой потенциал в качестве мобильных наблюдательных платформ, а затем зарекомендовали себя как боевые машины, способные нанести урон противнику. Самая ранняя известная воздушная победа с синхронным пулеметным вооружением. самолет истребитель произошло в 1915 году немецким Luftstreitkräfte Лейтенант Курт Винтгенс. Истребители появившийся; наибольшее (по количеству воздушных побед) было Манфред фон Рихтгофен.

После Первой мировой войны авиастроение продолжало развиваться. Олкок и Браун Впервые без пересадок пересек Атлантику в 1919 году. Первые коммерческие полеты между США и Канадой состоялись в 1919 году.

Межвоенная авиация в «золотой век»

Основная статья: Авиация между мировыми войнами

Так называемое Золотой век авиации произошел между двумя мировыми войнами, во время которых обе обновленные интерпретации более ранних достижений - как и Хьюго Юнкерс 'новаторство цельнометаллических планеров в 1915 г. ведущий к гигантскому многодвигательному самолету размах крыльев до 60+ метров размеры к началу 1930-х годов, внедрение в основном с воздушным охлаждением радиальный двигатель в качестве практической авиационной силовой установки наряду с мощными авиационными двигателями V-12 с жидкостным охлаждением и все более частыми попытками полетов на большие расстояния - как с Vickers Vimy в 1919 году, за которым всего несколько месяцев спустя последовали трансатлантический полет NC-4 ВМС США; достигнув высшей точки в мае 1927 г. Чарльз Линдберг одиночный трансатлантический перелет в Дух Сент-Луиса стимулируя все более продолжительные попытки полетов, открывая путь для того, чтобы полеты на большие расстояния будущего стали обычным явлением.

Вторая Мировая Война

Самолеты присутствовали во всех крупных сражениях Второй мировой войны. Они были важным компонентом военной стратегии того периода, например, немецкой Блицкриг или американские и японские авианосные кампании в Тихом океане.

Военные планеры были разработаны и использовались в нескольких кампаниях, но не получили широкого распространения из-за часто встречающегося высокого уровня потерь. В Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze Винтовой змей (трясогузка) 1942 г. отличался тем, что использовался на немецких подводных лодках.

До и во время войны как британские, так и немецкие конструкторы разрабатывали реактивные двигатели для питания самолетов. Первым реактивным самолетом, взлетевшим в 1939 г., был немецкий Heinkel He 178. В 1943 г. появился первый боевой реактивный истребитель. Messerschmitt Me 262, поступил на вооружение немецких Люфтваффе а позже во время войны британцы Глостер Метеор поступил на вооружение, но так и не участвовал в боевых действиях - максимальная скорость самолетов для той эпохи достигала 1130 км / ч (702 миль / ч), с неофициальным рекордным полетом немецких самолетов в начале июля 1944 г. Мне 163B V18 прототип истребителя.[19]

Послевоенный

В октябре 1947 г. Колокол X-1 был первым самолетом, который превысил скорость звука.[20]

В 1948–49 самолеты доставляли припасы во время Берлинская блокада. Новые типы самолетов, такие как В-52, были произведены в Холодная война.

Первый реактивный авиалайнер, то de Havilland Comet, был введен в 1952 г., за ним последовали советские Туполев Ту-104 в 1956 г. Боинг 707, первый широко успешный коммерческий самолет, находился в коммерческой эксплуатации более 50 лет, с 1958 по 2010 год. Боинг 747 был самым большим пассажирским самолетом в мире с 1970 года, пока его не превзошли Airbus A380 в 2005 году.

Классы самолетов

Самолет / самолет

Основная статья: Самолет
Самолет припаркован на земле в Афганистане

An самолет (также известный как самолет или просто самолет) является двигателем с неподвижным крылом, который движется вперед за счет толчок из реактивный двигатель или пропеллер. Самолеты бывают разных размеров, форм и конфигураций крыла. Широкий спектр использования самолетов включает отдых, перевозку товаров и людей, военные и исследования.

Гидросамолет

Основная статья: Гидросамолет

А гидросамолет это самолет с неподвижным крылом, способный взлет и посадка (садится) на воду. Гидросамолеты, которые также могут летать с суши, представляют собой подкласс, называемый самолет-амфибия. Эти самолеты иногда называли гидросамолеты.[21] Гидросамолеты и амфибии принято делить на две категории в зависимости от их технологических характеристик: гидросамолеты и летающие лодки.

  • А гидросамолет по общей конструкции аналогичен самолету наземного базирования, с в целом неизмененным фюзеляжем по сравнению с версией наземного самолета, за исключением того, что колеса у основания шасси заменены на поплавки, позволяя судну работать с воды, а не с суши.
  • А летающая лодка это гидросамолет с водонепроницаемым корпус образующие нижние (вентральные) участки его фюзеляжа, опирающиеся непосредственно на поверхность воды. Он отличается от плавающий самолет поскольку ему не нужны дополнительные поплавки для плавучести, хотя он может иметь небольшие поплавки под крылом или крепление к фюзеляжу. спонсоры чтобы стабилизировать его на воде. Большие гидросамолеты обычно представляют собой летающие лодки, причем большинство классических самолетов-амфибий используют некоторые формы конструкции летающих лодок для их фюзеляжа / корпуса.

Электропланеры

Многие формы планеров (см. Ниже) могут быть изменены путем добавления небольшой силовой установки. Они включают:

Транспортное средство с эффектом грунта

Основная статья: Транспортное средство с эффектом грунта

А экраноплан (GEV) - это летательный аппарат, который достигает горизонтального полета у поверхности земли, используя эффект земли - аэродинамическое взаимодействие крыльев с земной поверхностью. Некоторые GEV могут при необходимости взлетать выше из-за влияния земли (OGE) - они классифицируются как самолеты с неподвижным крылом с двигателем.[22]

Планер

А планер (планер) запускается с лебедки
Основная статья: Планер (самолет)

А планер - это летательный аппарат тяжелее воздуха, который поддерживается в полете за счет динамической реакции воздуха на его подъемные поверхности, и свободный полет которого не зависит от двигателя. А планер Планер с неподвижным крылом, предназначенный для парения - способности набирать высоту в восходящих потоках воздуха и летать в течение длительного времени.

Планеры в основном используются для отдыха, но также использовались для других целей, таких как аэродинамические исследования, война и восстановление космических кораблей.

А моторный планер у них есть двигатель для увеличения производительности, а у некоторых есть двигатели, достаточно мощные для взлета, но двигатель не используется в нормальных полетах.

Как и в случае с самолетами, существует множество типов планеров, различающихся конструкцией крыльев, аэродинамической эффективностью, расположением пилота и органов управления. Пожалуй, самый знакомый вид - это игрушки бумажный самолетик.

Большие планеры обычно запускаются с помощью буксирующего самолета или лебедки. Военные планеры использовались на войне для доставки штурмовых войск, а специальные планеры использовались в атмосферных и аэродинамический исследование. Самолет с ракетным двигателем и космические самолеты также совершили безмоторные приземления.

Планеры и планеры, которые используются в спорте скольжение обладают высокой аэродинамической эффективностью. Самый высокий подъемная сила и лобовое сопротивление составляет 70: 1, хотя чаще встречается 50: 1. После запуска дополнительная энергия получается за счет умелого использования поднимающегося воздуха в атмосфере. Выполнены полеты на тысячи километров со средней скоростью более 200 км / ч.

Самыми многочисленными самолетами без двигателя являются бумажные самолетики, самодельный планер. Как и дельтапланы и парапланы, они запускаются с ног и в целом медленнее, меньше и дешевле планеров. Дельтапланы чаще всего имеют гибкие крылья, форму которых придает каркас, хотя у некоторых крылья жесткие. У парапланов и бумажных самолетиков нет рамок в крыльях.

Планеры и планеры могут иметь ряд общих черт с самолетами с двигателями, включая многие из таких же типов конструкций фюзеляжа и крыла. Например, Хортен H.IV был бесхвостым летающим крылом планера, а дельтовидное крыло Космический шатл Орбитальный аппарат летал во многом как обычный планер в нижних слоях атмосферы. Многие планеры также используют те же элементы управления и инструменты, что и двигатели.

Типы планеров

(видео) Планер плывет Гунма, Япония

Основное применение планерной авиации сегодня - это спорт и отдых.

Планер
Основная статья: Планер (планер)

Планеры были разработаны с 1920-х годов для развлекательных целей. Когда пилоты начали понимать, как использовать восходящий воздух, планер планеры были разработаны с высоким подъемная сила и лобовое сопротивление. Это позволило более длительное плавание к следующему источнику "лифт ", и таким образом увеличивают их шансы летать на большие расстояния. Это дало начало популярному виду спорта скольжение.

Ранние планеры строились в основном из дерева и металла, но теперь в большинстве планеров используются композитные материалы, включающие стекло, углерод или арамид волокна. Минимизировать тянуть, эти типы имеют упрощенный фюзеляж и длинные узкие крылья, имеющие высокое соотношение сторон. Доступны как одноместные, так и двухместные планеры.

Первоначально обучение проводилось короткими «прыжками» в основные планеры которые являются очень простыми самолетами без кабина и минимальные инструменты.[23] Поскольку вскоре после Вторая Мировая Война Обучение всегда проводилось на двухместных парапланах с двойным управлением, но высокопроизводительные двухместные летательные аппараты также используются, чтобы разделить рабочую нагрузку и получить удовольствие от длительных полетов. Первоначально для посадки использовались салазки, но теперь большинство приземляется на колеса, часто убирающиеся. Некоторые планеры, известные как моторные планеры, предназначены для полета без двигателя, но могут разворачиваться поршень, вращающийся, струя или электрические двигатели.[24] Планеры классифицируются по FAI для соревнований в классы соревнований по планерам в основном на основе размаха и закрылков.

Ультралегкое "воздушное кресло" Планер Goat 1

Класс сверхлегких планеров, в том числе известные как планеры микролифта и некоторые из них, известные как «воздушные кресла», были определены FAI на основе максимального веса. Они достаточно легкие, чтобы их было легко транспортировать, и в некоторых странах на них можно летать без лицензии. Сверхлегкие планеры имеют характеристики, аналогичные дельтапланы, но обеспечивают дополнительную безопасность при столкновении, поскольку пилот может быть привязан к вертикальному сиденью внутри деформируемой конструкции. Посадка обычно осуществляется на одно или два колеса, что отличает эти самолеты от дельтапланов. Несколько коммерческих сверхлегких планеров пришли и ушли, но большая часть последних разработок выполняется отдельными дизайнерами и строителями.

Военные планеры
1943 год USAAF Waco CG-4 А

Военные планеры использовались во время Вторая Мировая Война для перевозки войск (планерная пехота ) и тяжелую технику в зоны боевых действий. Планеры буксировали в воздух и большую часть пути к цели использовали военно-транспортные самолеты, например C-47 Дакота, или бомбардировщиками, которые были отнесены к второстепенной деятельности, например Шорт Стирлинг. После выпуска из буксира рядом с целью они приземлялись как можно ближе к цели. Преимущество перед парашютистами состояло в том, что можно было высаживать тяжелую технику и быстро собирать войска, а не рассредоточивать по зоне высадки. Планеры считались одноразовыми, поэтому их строили из обычных и недорогих материалов, таких как дерево, хотя некоторые из них были извлечены и использованы повторно. К моменту Корейская война Транспортные самолеты также стали крупнее и эффективнее, так что даже легкие танки можно было сбрасывать с парашютом, в результате чего планеры теряли популярность.

Исследовательские планеры

Даже после развития самолетов с двигателями планеры продолжали использоваться для авиационные исследования. В Гибкое крыло НАСА Паресев Рогалло изначально был разработан для исследования альтернативных методов восстановления космических аппаратов. Хотя это приложение было заброшено, реклама вдохновила любителей адаптировать крыло с гибким крылом для современных дельтапланов.

Первоначальные исследования многих типов самолетов с неподвижным крылом, включая летающие крылья и подъемные тела также проводился с использованием прототипов без двигателя.

Дельтаплан
Дельтапланеризм

А дельтаплан это планер в котором пилот закреплен в привязи, подвешенной к планер, и осуществляет управление, смещая вес тела по отношению к кадру управления. Большинство современных дельтапланов изготавливаются из алюминиевый сплав или составной -обрамленное тканевое крыло. Пилоты имеют возможность парить часами набрать тысячи метров высоты в тепловой восходящие потоки, выполнять фигуры высшего пилотажа и скользить по пересеченной местности на сотни километров.

Параплан

А параплан представляет собой легкий, свободно летающий самолет-планер, запускаемый на ногах, без жесткой основной конструкции.[25] Пилот сидит в упряжь подвешен под полым тканевым крылом, форма которого определяется его линиями подвески, давлением воздуха, поступающего в вентиляционные отверстия в передней части крыла, и аэродинамическими силами воздуха, проходящего снаружи. Парапланеризм - это чаще всего развлекательная деятельность.

Беспилотные планеры

А бумажный самолетик игрушечный самолет (обычно планер), сделанный из бумаги или картона.

Модель планера модели самолетов с использованием легких материалов, таких как полистирол и бальзовое дерево. Конструкции варьируются от простых планерных самолетов до точных. масштабные модели, некоторые из которых могут быть очень большими.

Планирующие бомбы это бомбы с аэродинамическими поверхностями, позволяющими использовать скользящую траекторию полета, а не баллистическую. Это позволяет летящему самолету атаковать хорошо защищенную цель с большого расстояния.

воздушный змей

А воздушный змей в полете
Основная статья: воздушный змей

А воздушный змей летательный аппарат, привязанный к фиксированной точке, так что ветер обдувает его крылья.[26] Лифт Возникает, когда воздух проходит над крылом воздушного змея, создавая низкое давление над крылом и высокое давление под ним и отклоняя поток воздуха вниз. Это отклонение также создает горизонтальное тянуть по направлению ветра. Вектор результирующей силы от компонентов подъемной силы и силы сопротивления противодействует натяжению одной или нескольких канатных линий или привязи прикреплен к крылу.

Воздушные змеи в основном запускаются в развлекательных целях, но имеют много других применений. Ранние пионеры, такие как Братья Райт и J.W. Dunne иногда управлял самолетом как воздушным змеем, чтобы развить его и подтвердить его летные характеристики, прежде чем добавить двигатель и средства управления полетом и управлять им как самолетом.

Смотрите также: Роторный змей

Использует

Китайский воздушный змей-дракон длиной более ста футов, который летел в Беркли, Калифорния, фестиваль воздушных змеев 2000 г.
Военное применение

Воздушные змеи использовались для сигнализации, для доставки боеприпасы, и для наблюдение, подняв наблюдателя над полем битвы и используя воздушный змей.

Наука и метеорология

Воздушные змеи использовались в научных целях, например Бенджамин Франклин знаменитый эксперимент, доказывающий, что молния является электричество. Воздушные змеи были предшественниками традиционных самолет, и сыграли важную роль в развитии первых летательных аппаратов. Александр Грэхем Белл экспериментировал с очень большими воздушные змеи, как и Братья Райт и Лоуренс Харгрейв. Воздушные змеи сыграли историческую роль в подъеме научных инструментов для измерения атмосферных условий для прогноз погоды.

Радиоантенны и световые маяки

Воздушных змеев можно использовать для переноски радиоантенн. Этот метод был использован для приемной станции первой трансатлантической передачи Маркони. Пленные воздушные шары может быть более удобным для таких экспериментов, потому что воздушные змеи требуют сильного ветра, что не всегда возможно с тяжелым оборудованием и заземляющим проводом.

Воздушных змеев можно использовать для переноса световых эффектов, таких как световые палочки или фонари с батарейным питанием.

Кайт тяга
Тяговый змей с четырьмя стропами, обычно используемый в качестве источника питания для кайтсерфинг

Воздушных змеев можно использовать для буксировки людей и транспортных средств по ветру. Эффективный воздушные змеи фольгированного типа такие как воздушные змеи может также использоваться для плавания против ветра по тем же принципам, что и другие парусные суда, при условии, что боковые силы на земле или в воде перенаправляются, как с килями, центральными бортами, колесами и ледовыми лезвиями традиционных парусных судов. За последние два десятилетия стали популярными несколько видов спорта, связанных с кайт-парусным спортом, например, кайт-багги, кайт-лендбординг и т. Д. кайтсерфинг и кайтсерфинг. Также стал популярным сноуайтинг.

Кайт-парусный спорт открывает несколько возможностей, недоступных в традиционном парусном спорте:

  • Скорость ветра выше на больших высотах
  • Воздушные змеи могут динамически маневрировать, что значительно увеличивает доступную силу.
  • Нет необходимости в механических конструкциях, способных выдерживать изгибающие силы; транспортные средства или корпуса могут быть очень легкими или вообще отказаться от
Выработка энергии
Смотрите также: Лестница и Энергия ветра на большой высоте

Концептуальные исследовательские и опытно-конструкторские проекты реализуются более чем сотней участников, чтобы изучить возможности использования воздушных змеев для использования высотных ветровых течений для производства электроэнергии.[27]

Культурное использование

Кайт-фестивали - популярное развлечение во всем мире. Они включают местные мероприятия, традиционные фестивали и крупные международные фестивали.

Дизайн

Дельта (треугольный) змей
Поезд связанных воздушных змеев

Типы

Основная статья: Типы воздушных змеев

Характеристики

В IAI Heron является Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) с двойная стрела конфигурация

Планер

Основная статья: Планер

Конструктивные части самолета с неподвижным крылом называются планером. Присутствующие детали могут отличаться в зависимости от типа и назначения самолета. Ранние модели обычно делались из дерева с тканевыми поверхностями крыльев. Когда около ста лет назад двигатели стали доступны для полетов с двигателями, их крепления были сделаны из металла. Затем по мере увеличения скорости все больше и больше деталей становились металлическими, пока к концу Второй мировой войны цельнометаллические самолеты не стали обычным явлением. В наше время все большее использование композитные материалы было изготовлено.

Типичные структурные части включают:

  • Один или несколько больших горизонтальных крылья, часто с профиль форма поперечного сечения. Крыло отклоняет воздух вниз, когда самолет движется вперед, создавая подъемная сила поддерживать его в полете.Крыло также обеспечивает устойчивость в рулон чтобы самолет не катился влево или вправо в устойчивом полете.
В Ан-225 Мрия, самый большой самолет в мире, способный нести полезную нагрузку 250 тонн, имеет два вертикальных стабилизатора.
  • А фюзеляж, длинное тонкое тело, обычно с заостренными или закругленными концами, чтобы придать ему форму аэродинамически гладкий; плавный. Фюзеляж соединяется с другими частями планера и обычно содержит такие важные вещи, как пилот, полезная нагрузка и летные системы.
  • А вертикальный стабилизатор или плавник представляет собой вертикальную поверхность в виде крыла, установленную в задней части самолета и обычно выступающую над ним. Киль стабилизирует самолет рыскание (поверните налево или направо) и установите руль который управляет его вращением вдоль этой оси.
  • А горизонтальный стабилизатор, обычно устанавливаются в хвостовой части возле вертикального стабилизатора. Горизонтальный стабилизатор используется для стабилизации самолета. подача (наклоните вверх или вниз) и установите лифты которые обеспечивают контроль высоты тона.
  • Шасси, набор колес, салазок или поплавков, которые поддерживают самолет, когда он находится на поверхности. На гидросамолете нижняя часть фюзеляжа или поплавки (понтоны) поддерживают его на воде. На некоторых самолетах шасси убирается во время полета для уменьшения лобового сопротивления.

Крылья

Крылья самолета с неподвижным крылом представляют собой неподвижные плоскости, простирающиеся по обе стороны от самолета. Когда самолет движется вперед, воздух проходит над крыльями, форма которых создает подъемную силу.

Конструкция крыла

Воздушные змеи и некоторые легкие планеры и самолеты имеют гибкие поверхности крыла, которые растянуты по раме и становятся жесткими под действием подъемных сил, создаваемых воздушным потоком над ними. Более крупные самолеты имеют жесткие поверхности крыла, которые обеспечивают дополнительную прочность.

Независимо от того, гибкие или жесткие, большинство крыльев имеют прочный каркас, который придает им форму и передает подъемную силу с поверхности крыла на остальную часть самолета. Основными конструктивными элементами являются один или несколько лонжеронов, идущих от корня до кончика, и множество нервюр, идущих от передней (передней) до задней (задней) кромки.

Первые двигатели самолетов имели небольшую мощность, и малый вес был очень важен. Кроме того, ранние профили крыла были очень тонкими и не могли иметь прочную раму внутри. Поэтому до 1930-х годов большинство крыльев были слишком легкими, чтобы иметь достаточную прочность, поэтому были добавлены внешние распорки и тросы. Когда доступная мощность двигателей увеличилась в течение 1920-х и 1930-х годов, крылья можно было сделать тяжелыми и достаточно прочными, чтобы больше не требовались распорки. Этот тип свободного крыла называется свободнонесущим.

Конфигурация крыла

Основные статьи: Конфигурация крыла и Крыло
Захвачено Morane-Saulnier L моноплан с зонтиком на тросах

Количество и форма крыльев сильно различаются у разных типов. Данная плоскость крыла может быть полнопроходной или разделенной центральным фюзеляж в левое (левое) и правое (правое) крылья. Изредка использовались даже крылья, при этом трехстворчатый триплан добиться известности в Первой мировой войне. Четырехкрылый квадруплан и другие Многоплан (Аэронавтика) конструкции не имели большого успеха.

А моноплан, которое происходит от приставки, mono означает, что у него одна плоскость крыла, a биплан два сложены один над другим, тандемное крыло два размещены друг за другом. Когда доступная мощность двигателя увеличилась в течение 1920-х и 1930-х годов, а распорки больше не требовались, свободнонесущий или свободнонесущий моноплан стал наиболее распространенной формой силового типа.

Крыло план это форма, если смотреть сверху. Чтобы крыло было аэродинамически эффективным, оно должно быть прямым с большим размахом из стороны в сторону, но иметь короткую хорду (высокую соотношение сторон ). Но чтобы быть конструктивно эффективным и, следовательно, легким, крыло должно иметь короткий размах, но все же достаточную площадь для обеспечения подъемной силы (низкое удлинение).

На околозвуковых скоростях около скорость звука, это помогает повернуть крыло назад или вперед, чтобы уменьшить сопротивление от сверхзвуковых ударных волн, когда они начинают формироваться. В стреловидное крыло это просто прямое крыло, стреловидное назад или вперед.

Два Dassault Mirage G прототипы, один со стреловидными крыльями (вверху)

В треугольное крыло представляет собой треугольник, который может использоваться по ряду причин. Как гибкий Крыло Рогалло он обеспечивает стабильную форму под действием аэродинамических сил, и поэтому часто используется для воздушных змеев и других сверхлегких судов. Как сверхзвуковое крыло, оно сочетает в себе высокую прочность с низким сопротивлением и поэтому часто используется для быстрых реактивных самолетов.

Крыло с изменяемой геометрией может быть изменено в полете на другую форму. В крыло изменяемой стреловидности трансформируется между эффективной прямой конфигурацией для взлет и посадка на стреловидную конфигурацию с низким сопротивлением для высокоскоростного полета. Были запущены и другие формы с изменяемой формой плана, но ни одна из них не вышла за рамки стадии исследования.

Фюзеляж

Основная статья: фюзеляж

А фюзеляж длинное тонкое тело, обычно с заостренными или закругленными концами, чтобы придать ему форму аэродинамически гладкий; плавный. Фюзеляж может содержать экипаж самолета, пассажиры, груз или полезная нагрузка, топливо и двигатели. Пилоты пилотируемых самолетов управляют ими с кабина расположен в передней или верхней части фюзеляжа и оборудован органами управления и обычно окнами и приборами. Самолет может иметь более одного фюзеляжа или может быть оснащен стрелами с хвостовой частью, расположенной между стрелами, чтобы крайняя задняя часть фюзеляжа могла использоваться для различных целей.

Крылья против тел

Летающее крыло

Основная статья: Летающее крыло
Производство в США B-2 Spirit, а стратегический бомбардировщик способен выполнять межконтинентальные миссии, имеет форму летающего крыла

Летающее крыло - это бесхвостый самолет который не имеет определенного фюзеляж, при этом большая часть экипажа, полезной нагрузки и оборудования размещалась внутри основной конструкции крыла.[28]:224

Конфигурация летающего крыла широко изучалась в 1930-х и 1940-х годах, особенно Джек Нортроп и Честон Л. Эшелман в Соединенных Штатах и Александр Липпиш и Братья Хортен в Германии. После войны на основе концепции летающего крыла был разработан ряд экспериментальных проектов. Некоторый общий интерес сохранялся до начала 1950-х годов, но конструкции не обязательно давали большое преимущество по дальности и представляли ряд технических проблем, ведущих к принятию «традиционных» решений, таких как Convair B-36 и Б-52 Стратофортресс. Из-за практической необходимости в глубоком крыле концепция летающего крыла наиболее практична для конструкций в диапазоне от медленных до средних скоростей, и существует постоянный интерес к его использованию в качестве тактического. авиалайнер дизайн.

Интерес к летающим крыльям возобновился в 1980-х годах из-за их потенциально низкого радар сечения отражения. Технология стелс основан на формах, которые отражают радиолокационные волны только в определенных направлениях, что затрудняет обнаружение летательного аппарата, если приемник радара не находится в определенном положении относительно самолета - положении, которое постоянно изменяется по мере движения самолета. Этот подход в конечном итоге привел к созданию Northrop B-2 Spirit скрытность бомбардировщик. В этом случае аэродинамические преимущества летающего крыла не являются первоочередной задачей. Однако современные компьютерные системы управления по проводам Системы позволили свести к минимуму многие из аэродинамических недостатков летающего крыла, что сделало его эффективным и стабильным бомбардировщиком дальнего действия.

Смешанный корпус крыла

Основная статья: Смешанное крыло
Компьютерная модель Боинг Х-48

Самолеты со смешанным крылом имеют сплющенный корпус в форме аэродинамического профиля, который создает большую часть подъемной силы, чтобы удерживаться в воздухе, и отдельные и отдельные конструкции крыльев, хотя крылья плавно переходят в корпус.

Таким образом, самолет со смешанным крылом включает конструктивные особенности как футуристического фюзеляжа, так и конструкции летающего крыла. Предполагаемые преимущества подхода со смешанным корпусом крыла - это эффективные крылья с большой подъемной силой и широкая профиль -образный кузов. Это позволяет всему ремеслу внести свой вклад в лифт поколения с результатом потенциально увеличенной экономии топлива.

Подъемное тело

Авиакомпания Мартин Х-24 был построен в рамках экспериментальной военной программы США 1963–1975 гг.
Основная статья: Подъемное тело

Подъемное тело - это конфигурация, в которой само тело производит лифт. В отличие от летающее крыло, который представляет собой крыло с минимальным или никаким обычным фюзеляж Подъемное тело можно представить как фюзеляж с небольшим крылом или без него. В то время как летающее крыло стремится максимизировать крейсерскую эффективность на дозвуковой скорости за счет исключения неподъемных поверхностей, подъемные тела обычно минимизируют сопротивление и структуру крыла для дозвуковых, сверхзвуковой, и гиперзвуковой полет, или, космический корабль возвращение. Все эти режимы полета создают проблемы для обеспечения надлежащей устойчивости полета.

Подъемные тела были основной областью исследований в 1960-х и 1970-х годах как средство создания небольших и легких пилотируемых космических кораблей. США построили ряд известных ракетных самолетов с подъемным фюзеляжем для проверки концепции, а также несколько ракет для повторного входа в атмосферу, которые были испытаны над Тихим океаном. Интерес угас, поскольку ВВС США потеряли интерес к пилотируемой миссии, и основные разработки закончились во время Процесс проектирования космического челнока когда стало ясно, что фюзеляжи высокой формы затрудняют размещение топливных баков.

Оперение и форплан

Основные статьи: Оперение и Canard (воздухоплавание)

Классическое крыло с аэродинамическим профилем неустойчиво в полете и плохо управляемо. Типы с гибким крылом часто полагаются на якорную стропу или вес пилота, подвешенного под ним, для поддержания правильного положения. Некоторые свободно летающие типы используют адаптированное устойчивое крыло или другие гениальные механизмы, включая, в последнее время, электронную искусственную стабилизацию.

Но для достижения дифферента, устойчивости и управляемости большинство типов самолетов имеют оперение состоит из киля и руля направления, которые действуют горизонтально, и хвостового оперения и руля высоты, которые действуют вертикально. Это настолько распространено, что известно как обычная компоновка. Иногда могут быть два или более киля, разнесенных вдоль хвостового оперения.

Утки на Saab Viggen

Некоторые типы имеют горизонтальный "утка «форплан впереди основного крыла, а не позади него.[28]:86[29][30] Эта носовая часть может способствовать дифференту, устойчивости или управляемости самолета или некоторым из них.

Управление самолетом

Управление воздушным змеем

Воздушные змеи управляются проводами, спускающимися к земле. Обычно каждый провод действует как привязь к той части кайта, к которой он прикреплен.

Управление свободно летающим самолетом

У планеров и самолетов более сложные системы управления, особенно если они пилотируемые.

Основная статья: Система управления полетом самолета
Типовой легкий самолет (Cessna 150 М) кабина с коромыслами

Основные органы управления позволяют пилоту управлять самолетом в воздухе. Обычно это:

  • В ярмо или джойстик управляет вращением самолета вокруг осей тангажа и крена. А ярмо напоминает руль, а джойстик - джойстик. Пилот может наклонить самолет вниз, нажав на штангу или рукоять, и наклонить самолет вверх, потянув за нее. Перекатывание самолета осуществляется путем поворота вилки в направлении желаемого рулона или путем наклона ручки управления в этом направлении.
  • Руль педали управлять поворотом самолета вокруг оси рыскания. Есть две педали, которые поворачиваются таким образом, что при нажатии на одну вперед другая перемещается назад и наоборот. Пилот нажимает на правую педаль руля направления, чтобы самолет отклонился вправо, и нажимает на левую педаль, чтобы заставить его отклониться влево. Руль направления используется в основном для балансировки самолета в поворотах или для компенсации ветра или других эффектов, которые имеют тенденцию поворачивать самолет вокруг оси рыскания.
  • На моделях с двигателем, управление остановкой двигателя (например, "прекращение подачи топлива") и, как правило, Дроссель или рычаг тяги и другие средства управления, такие как контроль топливной смеси (для компенсации изменений плотности воздуха при изменении высоты).

Другие общие элементы управления включают:

  • Клапан рычаги, которые используются для управления положением отклонения закрылков на крыльях.
  • Спойлер рычаги, которые используются для управления положением интерцепторов на крыльях и для их автоматического развертывания в самолетах, предназначенных для их развертывания при посадке. Спойлеры уменьшают подъемную силу при посадке.
  • Отделка элементы управления которые обычно имеют форму ручек или колес и используются для регулировки дифферента тангажа, крена или рыскания. Они часто соединяются с небольшими аэродинамическими профилями на задней кромке управляющих поверхностей, называемыми «триммерами». Триммер используется для уменьшения давления на управляющие силы, необходимого для поддержания устойчивого курса.
  • На колесных типах, Тормоза используются для замедления и остановки самолета на земле, а иногда и для поворотов на земле.

Судно может иметь два пилотских кресла с двойным управлением, что позволяет двум пилотам по очереди. Это часто используется для тренировок или для длительных полетов.

Система управления может позволить полную или частичную автоматизацию полета, например, автопилот, выравниватель крыла или система управления полетом. An беспилотный самолет не имеет пилота, но управляется дистанционно или с помощью таких средств, как гироскопы или другие формы автономного управления.

Приборная панель в кабине

На пилотируемых самолетах приборы предоставляют пилотам информацию, в том числе рейс, двигатели, навигация, коммуникации, и другие авиационные системы, которые могут быть установлены.

Шесть основных летных инструментов.
Верхний ряд (слева направо): указатель скорости, авиагоризонт, высотомер.
Нижний ряд (слева направо): координатор поворота, указатель курса, указатель вертикальной скорости.

Шесть основных инструментов, иногда называемых «пакетом из шести», следующие:[31]

  1. В индикатор воздушной скорости (КАК И Я) показывает скорость, с которой самолет движется в окружающем воздухе.
  2. В индикатор отношения (AI), иногда называемый искусственный горизонт, указывает на точную ориентацию самолета относительно его оси тангажа и крена.
  3. В высотомер указывает высоту или высоту самолета выше среднего уровня моря (AMSL).
  4. В индикатор вертикальной скорости (VSI), или вариометр, показывает скорость, с которой самолет альпинизм или нисходящий.
  5. В индикатор курса (ЗДРАВСТВУЙ), иногда называемый направленный гироскоп (ДГ), показывает направление магнитного компаса на что указывает фюзеляж самолета. В фактическое направление самолет летит навстречу влиянию ветровых условий.
  6. В координатор поворота (TC), или индикатор поворота и крена, помогает пилоту управлять самолетом согласованно. отношение при повороте.

Другие приборы кабины могут включать:

Смотрите также

использованная литература

Заметки

Цитаты

  1. ^ "Журнал Фонда Драхена, осень 2002, стр. 18. Две линии доказательств: анализ листового кайтинга и некоторые наскальные рисунки" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 23 июля 2011 г.. Получено 2 февраля 2012.
  2. ^ а б Нидхэм, Том 4, Часть 1, 127.
  3. ^ а б Анон. "История кайта: простая история кайтинга". G-Kites. В архиве из оригинала 29 мая 2010 г.. Получено 20 июн 2010.
  4. ^ Авл Геллий, «Ночи на чердаке», Книга X, 12.9 at LacusCurtius
  5. ^ Архит из Тарента, Технологический музей Салоников, Македония, Греция. Tmth.edu.gr. В архиве 26 декабря 2008 г. Wayback Machine
  6. ^ Современная ракетная техника[мертвая ссылка ]. Pressconnects.com.
  7. ^ История автоматов В архиве 15 февраля 2015 г. Wayback Machine. Automata.co.uk.
  8. ^ Белый, Линн. «Эйлмер из Малмсбери, авиатор одиннадцатого века: тематическое исследование технологических инноваций, их контекста и традиций». Технологии и культура, Volume 2, Issue 2, 1961, стр. 97–111 (97–99 соответственно 100–101).
  9. ^ «История авиации». В архиве из оригинала 13 апреля 2009 г.. Получено 26 июля 2009. В 1799 году он впервые в истории изложил концепцию современного самолета. Кэли определил вектор сопротивления (параллельный потоку) и вектор подъемной силы (перпендикулярный потоку).
  10. ^ «Сэр Джордж Кэли (британский изобретатель и ученый)». Британика. В архиве из оригинала 11 марта 2009 г.. Получено 26 июля 2009. Английский пионер в области воздушной навигации и авиационной техники и разработчик первого успешного планера, который поднял в воздух человека. Кэли разработал современную конфигурацию самолета как летательного аппарата с неподвижным крылом с отдельными системами подъемной силы, движения и управления еще в 1799 году.
  11. ^ «Кэли, сэр Джордж: Британская энциклопедия 2007». В архиве 11 марта 2009 г. Wayback Machine Британская энциклопедия онлайн, 25 августа 2007 г.
  12. ^ Харвуд, Крейг; Фогель, Гэри (2012). В поисках полета: Джон Дж. Монтгомери и рассвет авиации на Западе. Норман, Оклахома: Университет Оклахомы Press. ISBN  978-0806142647.
  13. ^ Инглис, Амира. "Харгрейв, Лоуренс (1850–1915)". Австралийский биографический словарь. 9. Издательство Мельбурнского университета. Архивировано из оригинал 29 декабря 2014 г.. Получено 28 декабря 2014.
  14. ^ Берил, Беккер (1967). Мечты и реалии покорения небес. Нью-Йорк: Атенеум. стр. 124–125
  15. ^ Новости FAI: 100 лет назад мечта об Икаре стала реальностью В архиве 13 января 2011 г. Wayback Machine опубликовано 17 декабря 2003 года. (Полеты 1903 года не указаны в официальных полетных отчетах FAI, однако, потому что эта организация и ее предшественники еще не существовали.) Проверено 5 января 2007 года.
  16. ^ Джонс, Эрнест. «Сантос-Дюмон во Франции, 1906–1916: самые ранние ранние птицы». В архиве 16 марта 2016 г. Wayback Machine Earlyaviators.com, 25 декабря 2006 г. Проверено 17 августа 2009 г.
  17. ^ Les vols du 14bis relatés au fil des éditions du journal l'illustration of 1906. Формулировка такова: "cette prouesse est le premier vol au monde homologué par l'Aéro-Club de France et la toute jeune Fédération Aéronautique Internationale (FAI)". (Это достижение является первым полетом в мире, признанным Французским авиаклубом и новой Международной авиационной федерацией (FAI).)
  18. ^ Крауч, Том (1982). Блерио XI, История классического самолета. Пресса Смитсоновского института. С. 21 и 22. ISBN  0-87474-345-1.
  19. ^ де Би, Роб. «Me 163B Komet - Me 163 Производство - Me 163B: Werknummern list». В архиве 22 октября 2015 г. Wayback Machine robdebie.home. Дата обращения: 28 июля 2013.
  20. ^ Информационный бюллетень NASA Armstrong: первое поколение X-1 В архиве 13 июля 2015 г. Wayback Machine, 28 февраля 2014 г.
  21. ^ де Сент-Экзюпери, А. (1940). "Ветер, песок и звезды" стр. 33, Harcourt, Brace & World, Inc.
  22. ^ Майкл Хэллоран и Шон О'Мира, Обзор Wing in Ground Effect Craft, DSTO, Австралия «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 22 мая 2013 г.. Получено 24 августа 2012.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт), стр51. Отмечает соглашение между ИКАО и ИМО о том, что экранопланы подпадают под юрисдикцию Международной морской организации, хотя есть исключение для судов с длительным использованием вне зависимости от влияния земли (OGE), которые считаются воздушными судами.
  23. ^ Швейцер, Пауль А: Крылья как орлы, история полета в Соединенных Штатах, страницы 14–22. Пресса Смитсоновского института, 1988. ISBN  0-87474-828-3
  24. ^ Определение планеров, используемых в спортивных целях, в Спортивном кодексе FAI В архиве 3 сентября 2009 г. Wayback Machine
  25. ^ Уиттолл, Ноэль (2002). Парапланеризм: полное руководство. Паб Эйрлайф. ISBN  1-84037-016-5.
  26. ^ 'Руководство по воздухоплаванию для новичков' В архиве 25 марта 2015 г. Wayback Machine, НАСА (11 июля 2008 г.).
  27. ^ Иосиф Фауст. "Кайт Энергетические Системы". Energykitesystems.net. Архивировано из оригинал 24 августа 2012 г.. Получено 3 октября 2012.
  28. ^ а б Крейн, Дейл: Словарь авиационных терминов, третье издание. Авиационные материалы и академики, 1997. ISBN  1-56027-287-2
  29. ^ Aviation Publishers Co. Limited, С нуля, страница 10 (27-е исправленное издание) ISBN  0-9690054-9-0
  30. ^ Федеральная авиационная администрация (Август 2008 г.). «Название 14: Аэронавтика и космос - ЧАСТЬ 1 - ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ». Архивировано из оригинал 20 декабря 2013 г.. Получено 5 августа 2008.
  31. ^ "Six Pack - Основные летные приборы". LearnToFly.ca. 13 марта 2010 г. В архиве из оригинала 19 марта 2011 г.. Получено 31 января 2011.

Список используемой литературы

  • Блатнер, Дэвид. Летающая книга: все, что вы когда-либо задумывались о полетах на самолетах. ISBN  0-8027-7691-4

внешние ссылки

(Wayback Machine копия)