الأجزاء الرئيسية للطائرة. جهاز الطائرات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

جعل اختراع الطائرة من الممكن ليس فقط تحقيق أقدم حلم للبشرية - لغزو السماء ، ولكن أيضًا لإنشاء أسرع وسيلة نقل. على عكس مناطيد الهواء الساخن والمناطيد ، تعتمد الطائرات قليلاً على تقلبات الطقس ، فهي قادرة على تغطية مسافات طويلة بسرعة عالية. تتكون مكونات الطائرة من المجموعات الهيكلية التالية: الجناح ، جسم الطائرة ، الذيل ، أجهزة الإقلاع والهبوط ، محطة توليد الكهرباء ، أنظمة التحكم ، المعدات المختلفة.

مبدأ العملية

طائرة - طائرة (LA) أثقل من الهواء ، ومجهزة بمحطة طاقة. بمساعدة هذا الجزء الأكثر أهمية من الطائرة ، يتم إنشاء الدفع اللازم للرحلة - القوة المؤثرة (الدافعة) التي يطورها المحرك (المروحة أو المحرك النفاث) على الأرض أو أثناء الطيران. إذا كان البرغي موجودًا أمام المحرك ، فيطلق عليه سحب ، وإذا كان في الخلف ، فيطلق عليه الدفع. وهكذا ، فإن المحرك يخلق الحركة الانتقالية للطائرة بالنسبة للبيئة (الهواء). وفقًا لذلك ، يتحرك الجناح أيضًا بالنسبة للهواء ، مما ينتج عنه قوة رفع نتيجة هذه الحركة إلى الأمام. لذلك ، لا يمكن للجهاز البقاء في الهواء إلا إذا كانت هناك سرعة معينة.رحلة

ما هي اسماء اجزاء الطائرة

تتكون القضية من الأجزاء الرئيسية التالية:

• جسم الطائرة هو الجسم الرئيسي للطائرة ، ويربط الأجنحة (الجناح) والريش ونظام الطاقة ومعدات الهبوط والمكونات الأخرى في وحدة واحدة. يستوعب جسم الطائرة الطاقم والركاب (في الطيران المدني) والمعدات والحمولة. يمكن أن تستوعب أيضًا (ليس دائمًا) الوقود والهيكل والمحركات وما إلى ذلك.
• تستخدم المحركات لدفع الطائرات.
• Wing - سطح عمل مصمم لخلق الرفع
• تم تصميم الذيل العمودي من أجل التحكم ، والتوازن ، واستقرار الاتجاه للطائرة بالنسبة للمحور العمودي.
• تم تصميم الذيل الأفقي من أجل التحكم والتوازن والاستقرار الاتجاهي للطائرة بالنسبة للمحور الأفقي.

أجنحة وجسم

الجزء الرئيسي من هيكل الطائرة هو الجناح. إنه يخلق الشروط اللازمة لتلبية المطلب الرئيسي لإمكانية الطيران - وجود المصعد. يتم توصيل الجناح بالجسم (جسم الطائرة) ، والذي يمكن أن يكون له شكل أو آخر ، ولكن إن أمكن بأقل مقاومة هوائية. للقيام بذلك ، يتم تزويده بشكل دمعة انسيابي ملائم.

يخدم الجزء الأمامي من الطائرة لاستيعاب قمرة القيادة وأنظمة الرادار. في العمق هو ما يسمى بوحدة الذيل. يعمل على توفير التحكم أثناء الرحلة.

تصميم ريش

ضع في اعتبارك طائرة متوسطة ،يتكون قسم الذيل وفقًا للمخطط الكلاسيكي ، وهو سمة معظم النماذج العسكرية والمدنية. في هذه الحالة ، سيشمل الذيل الأفقي جزءًا ثابتًا - المثبت (من اللاتينية Stabilis ، مستقر) وجزء متحرك - المصعد.

يعمل المثبت على استقرار الطائرة بالنسبة للمحور العرضي. إذا تم إنزال مقدمة الطائرة ، فحينئذٍ يرتفع قسم الذيل من جسم الطائرة مع الريش. في هذه الحالة ، سيزداد ضغط الهواء على السطح العلوي للمثبت. سيعيد الضغط المتولد المثبت (على التوالي ، جسم الطائرة) إلى موضعه الأصلي. عندما يتم رفع أنف جسم الطائرة ، سيزداد ضغط تدفق الهواء على السطح السفلي للمثبت ، وسيعود إلى موضعه الأصلي مرة أخرى. وبالتالي ، يتم توفير الاستقرار التلقائي (بدون تدخل الطيار) للطائرة في مستواها الطولي بالنسبة إلى المحور العرضي.

يشتمل الجزء الخلفي من الطائرة أيضًا على ذيل عمودي. على غرار الجزء الأفقي ، يتكون من جزء ثابت - العارضة ، وجزء متحرك - الدفة. يوفر العارضة ثباتًا لحركة الطائرة بالنسبة إلى محورها الرأسي في مستوى أفقي. يشبه مبدأ تشغيل العارضة مبدأ المثبت - عندما ينحرف الأنف إلى اليسار ، تنحرف العارضة إلى اليمين ، ويزيد الضغط على مستواها الأيمن ويعيد العارضة (وجسم الطائرة بالكامل) إلى سابقه المركز

وهكذا ، فيما يتعلق بالمحورين ، يضمن الريش استقرار الطيران. ولكن كان هناك محور آخر - المحور الطولي. لتقديم تلقائييتم وضع ثبات الحركة بالنسبة إلى هذا المحور (في المستوى العرضي) لوحدات التحكم في الجناح الشراعي ليس أفقيًا ، ولكن بزاوية معينة بالنسبة لبعضها البعض بحيث تنحرف نهايات وحدات التحكم لأعلى. هذا الموضع يشبه الحرف "V".

أنظمة التحكم

أسطح التحكم هي أجزاء مهمة من الطائرة مصممة للتحكم في الطائرة. وتشمل هذه الجنيحات والدفات والمصاعد. يتم توفير التحكم فيما يتعلق بنفس المحاور الثلاثة في نفس المستويات الثلاثة.

المصعد هو الجزء الخلفي المتحرك من المثبت. إذا كان المثبت يتكون من وحدتي تحكم ، فحينئذٍ يوجد مصعدين ينحرفان لأعلى أو لأسفل ، كلاهما بشكل متزامن. مع ذلك ، يمكن للطيار تغيير ارتفاع الطائرة.

الدفة هي الجزء الخلفي المتحرك من العارضة. عندما تنحرف في اتجاه أو آخر ، تنشأ عليها قوة ديناميكية هوائية ، والتي تقوم بتدوير الطائرة حول محور عمودي يمر عبر مركز الكتلة ، في الاتجاه المعاكس لاتجاه انحراف الدفة. يستمر الدوران حتى يعيد الطيار الدفة إلى الوضع المحايد (غير المنحرف) وتتحرك الطائرة في الاتجاه الجديد.

الجنيحات (من الجناح الفرنسي Aile) هي الأجزاء الرئيسية للطائرة ، وهي الأجزاء المتحركة لوحدات التحكم في الجناح. تخدم للتحكم في الطائرة بالنسبة للمحور الطولي (في المستوى العرضي). نظرًا لوجود وحدتي تحكم للجناح ، يوجد أيضًا جنيحان. إنهم يعملون بشكل متزامن ، لكنهم ، على عكس المصاعد ، ينحرفونليس في اتجاه واحد ، ولكن في اتجاهات مختلفة. إذا انحرف أحد الجنيحين لأعلى ، ثم الآخر لأسفل. في وحدة التحكم في الجناح ، حيث ينحرف الجنيح لأعلى ، ينخفض المصعد ، ويزداد حيثما يكون لأسفل. وجسم الطائرة يدور باتجاه الجنيح المرتفع.

محركات

جميع الطائرات مجهزة بمحطة طاقة تسمح لها بتطوير السرعة ، وبالتالي ضمان حدوث الرفع. يمكن وضع المحركات في مؤخرة الطائرة (نموذجي للطائرات النفاثة) ، أمام (المركبات الخفيفة) وعلى الأجنحة (الطائرات المدنية ، وسائل النقل ، القاذفات).

وهي مقسمة إلى:

• نفاث - نفاث ، نابض ، دائرة مزدوجة ، تدفق مباشر.
• المروحة - مكبس (مروحة) ، محرك توربيني
• صاروخ - سائل ، وقود صلب.

أنظمة أخرى

بالطبع ، تعتبر الأجزاء الأخرى من الطائرة مهمة أيضًا. يسمح الهيكل للطائرات بالإقلاع والهبوط من المطارات المجهزة. توجد طائرات برمائية ، حيث يتم استخدام عوامات خاصة بدلاً من معدات الهبوط - فهي تسمح لك بالإقلاع والهبوط في أي مكان يوجد به جسم مائي (بحر ، نهر ، بحيرة). من المعروف أن نماذج الطائرات الخفيفة المزودة بزلاجات تعمل في المناطق ذات الغطاء الثلجي المستقر.

الطائرات الحديثة مليئة بالمعدات الإلكترونية وأجهزة الاتصال ونقل المعلومات. يستخدم الطيران العسكري أنظمة أسلحة متطورة وكشف الهدف وقمع الإشارة.

التصنيف

على النحو المنشودتنقسم الطائرات إلى مجموعتين كبيرتين: مدنية وعسكرية. تتميز الأجزاء الرئيسية لطائرة الركاب بوجود مقصورة مجهزة للركاب تشغل معظم جسم الطائرة. السمة المميزة هي الفتحات الموجودة على جانبي الهيكل.

الطائرات المدنية مقسمة إلى:

• مسافر - الخطوط الجوية المحلية ، لمسافات طويلة قصيرة (المدى أقل من 2000 كم) ، متوسطة (المدى أقل من 4000 كم) ، بعيدة المدى (المدى أقل من 9000 كم) وعابرة للقارات (المدى أكثر من 11000 كم)
• حمولة - خفيفة (وزن حمولة يصل إلى 10 أطنان) ، متوسطة (حمولة تصل إلى 40 طنًا) وثقيلة (وزن حمولة أكثر من 40 طنًا).
• غرض خاص - صحي ، زراعي ، استطلاع (استطلاع الجليد ، استطلاع للأسماك) ، مكافحة الحرائق ، للتصوير الجوي.
• تعليمي.

على عكس الطرز المدنية ، لا تحتوي أجزاء من الطائرات العسكرية على مقصورة مريحة بنوافذ. الجزء الرئيسي من جسم الطائرة مشغول بأنظمة الأسلحة ومعدات الاستخبارات والاتصالات والمحركات والوحدات الأخرى.

حسب الغرض ، يمكن تقسيم الطائرات العسكرية الحديثة (بالنظر إلى المهام القتالية التي تؤديها) إلى الأنواع التالية: المقاتلات ، والطائرات الهجومية ، والقاذفات (حاملات الصواريخ) ، والاستطلاع ، والنقل العسكري ، والأغراض الخاصة والمساعدة.

جهاز الطائرات

يعتمد تصميم الطائرة على التصميم الديناميكي الهوائي الذي صنعت على أساسه. يتميز المخطط الديناميكي الهوائي بعدد العناصر الأساسية وموقع أسطح المحامل. إذا كان الأنفالطائرات متشابهة في معظم الطرز ، يمكن أن يختلف موقع وهندسة الأجنحة والذيل بشكل كبير.

مخططات أجهزة الطائرات التالية مميزة:

• كلاسيك
• جناح طائر.
• "بطة".
• "Tailless".
• "ترادفي".
• مخطط قابل للتحويل.
• مخطط الجمع

الطائرات الكلاسيكية

دعونا ننظر في الأجزاء الرئيسية للطائرة والغرض منها. يعد التصميم الكلاسيكي (العادي) للمكونات والتجميعات نموذجيًا لمعظم الأجهزة في العالم ، سواء كانت عسكرية أو مدنية. العنصر الرئيسي - الجناح - يعمل في تدفق خالص غير مضطرب ، والذي يتدفق بسلاسة حول الجناح ويخلق قوة رفع معينة.

يتم تقليل أنف الطائرة ، مما يؤدي إلى انخفاض المساحة المطلوبة (وبالتالي الكتلة) من الذيل العمودي. هذا لأن جسم الطائرة الأمامي يحث على حدوث انعراج مزعزع للاستقرار حول المحور الرأسي للطائرة. تقليل جسم الطائرة الأمامي يحسن رؤية نصف الكرة الأمامي

عيوب المخطط العادي هي:

• تشغيل الذيل الأفقي (HA) في تيار الجناح المتوقف والمضطرب يقلل بشكل كبير من كفاءته ، مما يستلزم استخدام ريش مساحة أكبر (وبالتالي الكتلة).
• لضمان استقرار الرحلة ، يجب أن يخلق الذيل العمودي (VO) رفعًا سلبيًا ، أي أنه موجه نحو الأسفل. هذا يقلل من الكفاءة الإجمالية للطائرة: منحجم قوة الرفع التي يخلقها الجناح ، من الضروري طرح القوة التي تم إنشاؤها على GO. لتحييد هذه الظاهرة ، يجب استخدام جناح بمساحة متزايدة (وبالتالي كتلة).

جهاز الطائرة حسب مخطط البطة

مع هذا التصميم ، يتم وضع الأجزاء الرئيسية للطائرة بشكل مختلف عن الموديلات "الكلاسيكية". بادئ ذي بدء ، أثرت التغييرات على تصميم الذيل الأفقي. تقع أمام الجناح. وفقًا لهذا المخطط ، بنى الأخوان رايت طائرتهم الأولى.

الفوائد:

• يعمل الذيل العمودي في تدفق غير مضطرب مما يزيد من كفاءته
• لضمان استقرار الطيران ، يولد الذيل رفعًا إيجابيًا ، أي أنه يضاف إلى رفع الجناح. هذا يسمح بتقليل مساحتها وبالتالي كتلتها.
• الحماية الطبيعية "المضادة للدوران": تم استبعاد إمكانية نقل الأجنحة إلى الزوايا فوق الحرجة للهجوم من أجل "البط". المثبت مثبت بحيث يحصل على زاوية هجوم أعلى مقارنة بالجناح.
• يحدث نقل تركيز الطائرة للخلف بسرعة متزايدة في مخطط "البطة" بدرجة أقل من التخطيط الكلاسيكي. ينتج عن هذا تغييرات أقل في درجة الاستقرار الطولي الثابت للطائرة ، مما يبسط بدوره خصائص سيطرتها.

عيوب مخطط "البطة":

• عند المماطلة في الذيل ، لا تصل الطائرة إلى زوايا الهجوم السفلية فحسب ، بل إنها "تتدلى" أيضًا بسبب انخفاض إجمالي رفعها. هذا خطير بشكل خاص فيأوضاع الإقلاع والهبوط بسبب القرب من الأرض.
• وجود آليات ريش في جسم الطائرة الأمامي يضعف رؤية نصف الكرة السفلي.
• لتقليل مساحة الجزء الأمامي HE ، يصبح طول جسم الطائرة الأمامي كبيرًا. يؤدي هذا إلى زيادة لحظة زعزعة الاستقرار بالنسبة إلى المحور الرأسي ، وبالتالي زيادة مساحة وكتلة الهيكل.

طائرات تايلس

في نماذج من هذا النوع ، لا يوجد جزء مهم ومألوف من الطائرة. تظهر صورة طائرة بدون ذيل (كونكورد ، ميراج ، فولكان) أنه ليس لديها ذيل أفقي. المزايا الرئيسية لهذا المخطط هي:

• تقليل السحب الأيروديناميكي الأمامي ، وهو أمر مهم بشكل خاص للطائرات ذات السرعة العالية ، ولا سيما الرحلات البحرية. هذا يقلل من تكاليف الوقود.
• صلابة التوائية أعلى للجناح ، مما يحسن خصائصه الهوائية ، ويتم تحقيق خصائص عالية للمناورة.

عيوب:

• للموازنة في بعض أوضاع الطيران ، يجب أن ينحرف جزء من وسائل ميكنة الحافة الخلفية للجناح (اللوحات) وأسطح التحكم لأعلى ، مما يقلل من الرفع الكلي للطائرة.
• الجمع بين عناصر التحكم في الطائرة بالنسبة إلى المحاور الأفقية والطولية (بسبب عدم وجود المصعد) يزيد من سوء خصائص التعامل معها. يؤدي عدم وجود ريش متخصص إلى أداء أسطح التحكم الموجودة على الحافة الخلفية للجناح (معاللازمة) الواجبات والجنيحات والمصاعد. تسمى أسطح التحكم هذه المصاعد.
• استخدام جزء من معدات الميكنة لموازنة الطائرة يؤدي إلى تفاقم أداء الإقلاع والهبوط.

الجناح الطائر

مع هذا المخطط ، في الواقع ، لا يوجد جزء من الطائرة مثل جسم الطائرة. توجد جميع الأحجام اللازمة لاستيعاب الطاقم والحمولة الصافية والمحركات والوقود والمعدات في منتصف الجناح. هذا المخطط له المزايا التالية:

• سحب أقل.
• أصغر كتلة في الهيكل. في هذه الحالة ، تسقط كل الكتلة على الجناح.
• نظرًا لأن الأبعاد الطولية للطائرة صغيرة (بسبب عدم وجود جسم الطائرة) ، فإن لحظة زعزعة الاستقرار حول محورها الرأسي لا تكاد تذكر. يسمح هذا للمصممين إما بتقليل مساحة VO بشكل كبير ، أو حتى التخلي عنها تمامًا (الطيور ، كما تعلم ، ليس لها ريش عمودي).

من عيوبه صعوبة ضمان استقرار طيران الطائرة

Tandem

المخطط "الترادفي" ، عندما يقع جناحان واحدًا تلو الآخر ، نادرًا ما يستخدم. يستخدم هذا المحلول لزيادة مساحة الجناح بنفس قيم امتداده وطول جسم الطائرة. هذا يقلل من الحمل المحدد على الجناح. عيوب هذا المخطط هو السحب الديناميكي الهوائي الكبير ، وزيادة لحظة القصور الذاتي ، خاصة فيما يتعلق بالمحور العرضي للطائرة. بالإضافة إلى ذلك ، مع زيادة سرعة الطيران ، تتغير خصائص التوازن الطولي للطائرة. أسطح التحكم على هذايمكن وضع الطائرات مباشرة على الأجنحة وعلى الريش.

الدائرة المركبة

في هذه الحالة ، يمكن دمج مكونات الطائرة باستخدام مخططات تصميم مختلفة. على سبيل المثال ، يتم توفير الذيل الأفقي في كل من الأنف والذيل من جسم الطائرة. يمكن استخدام ما يسمى بالتحكم في الرفع المباشر عليها.

في هذه الحالة ، يخلق الأنف الأفقي مع اللوحات رفعًا إضافيًا. تهدف لحظة التأرجح التي تحدث في هذه الحالة إلى زيادة زاوية الهجوم (يرتفع أنف الطائرة). لتفادي هذه اللحظة ، يجب أن تخلق وحدة الذيل لحظة لتقليل زاوية الهجوم (ينخفض أنف الطائرة). للقيام بذلك ، يجب أيضًا توجيه القوة على الذيل لأعلى. أي أن هناك زيادة في قوة الرفع على الأنف والجناح وعلى الذيل (وبالتالي على الطائرة بأكملها) دون قلبها في المستوى الطولي. في هذه الحالة ، ترتفع الطائرة ببساطة دون أي تطور نسبة إلى مركز كتلتها. والعكس صحيح ، مع مثل هذا التصميم الديناميكي الهوائي للطائرة ، يمكنها تنفيذ تطورات تتعلق بمركز الكتلة في المستوى الطولي دون تغيير مسار طيرانها.

القدرة على تنفيذ مثل هذه المناورات تحسن بشكل كبير من خصائص أداء الطائرات القابلة للمناورة. خاصةً بالاشتراك مع نظام التحكم المباشر في القوة الجانبية ، لتنفيذه يجب ألا يكون للطائرة الذيل فقط ، ولكن أيضًا ريش الأنف الطولي.

مخطط قابل للتحويل

يتميز جهاز الطائرة المصنوع وفقًا لمخطط قابل للتحويل بوجود عامل عدم استقرار في جسم الطائرة الأمامي. تتمثل وظيفة عوامل عدم الاستقرار في التقليل ضمن حدود معينة ، أو حتى القضاء تمامًا على الإزاحة الخلفية للتركيز الديناميكي الهوائي للطائرة في أوضاع الطيران الأسرع من الصوت. هذا يزيد من قدرة الطائرة على المناورة (وهو أمر مهم للمقاتل) ويزيد من المدى أو يقلل من استهلاك الوقود (هذا مهم لطائرة الركاب الأسرع من الصوت).

يمكن أيضًا استخدام المُثبِّتات في أوضاع الإقلاع / الهبوط للتعويض عن لحظة الغوص ، والتي تنتج عن انحراف آلية الإقلاع والهبوط (اللوحات ، اللوحات) أو جسم الطائرة الأمامي. في أوضاع الطيران دون سرعة الصوت ، يتم إخفاء مزيل الاستقرار في منتصف جسم الطائرة أو يتم ضبطه على وضع ريشة الطقس (موجه بحرية على طول التدفق).