Секреты авиалайнеров: Вперед и вверх. Конструкция самолета: основные элементы

Современные пассажирские и грузовые перевозки просто невозможно представить без самолетов. А ведь за комфортностью и мобильностью этих «железных птиц» стоят десятилетия разработок и тысячи неудачных попыток. Проектированием самолетов и их строительством занимаются лучшие умы авиастроения. Цена ошибки на этом поприще может быть слишком большой. Сегодня мы с вами немного окунемся в мир авиастроения и узнаем, из каких элементов состоит конструкция самолета.

Общая характеристика

В классическом варианте самолет представляет собой планер (фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, мотогондолы), оснащенный силовой установкой, шасси и системами управления. Кроме того, неотъемлемой частью современных самолетов является авионика (авиационная электроника), призванная контролировать все органы и системы воздушного судна и в значительной степени упрощать участь пилотов.

Бывают и другие конструктивные схемы, однако они встречаются гораздо реже и, как правило, в военном авиастроении. Так, к примеру, бомбардировщик В-2 сконструирован по схеме «летающее крыло». А яркий представитель самолетостроения в России - истребитель Миг-29 - выполнен по «несущей схеме». В ней понятие «фюзеляж» заменено на «корпус».

В зависимости от назначения, самолеты делятся на две крупные группы: гражданские и военные. Гражданские модели подразделяются на пассажирские, грузовые, учебные и машины специального использования.

Пассажирские версии отличаются тем, что большую часть их фюзеляжа занимает специально оборудованный салон. Внешне их можно узнать по большому количеству иллюминаторов. Пассажирские воздушные суда подразделяются на: местные (летают на дистанции менее 2 тыс. км); средние (2-4 тыс. км); (дальние 4-9 тыс. км); и межконтинентальные (более 11 тыс. км).

Грузовые воздушные суда бывают: легкими (до 10 т груза), средними (10-40 т груза) и тяжелыми (более 40 т груза).

Самолеты специального назначения могут быть: санитарными, сельскохозяйственными, разведывательными, противопожарными и предназначенными для аэрофотосъемки.

Учебные модели, соответственно, необходимы для обучения начинающих пилотов. В их конструкции могут отсутствовать вспомогательные элементы, такие как кресла пассажирского салона и прочее. То же самое касается и опытных версий, которые используются при испытаниях самолетов новой модели.

Военные самолеты, в отличие от гражданских, не имеют комфортного салона и иллюминаторов. Все пространство фюзеляжа в них занято системами вооружения, оборудованием для разведки, системами связи и прочими агрегатами. Боевые самолеты подразделяются на: истребители, бомбардировщики, штурмовики, разведчики, транспортные, а также всяческие машин специального назначения.

Фюзеляж

Фюзеляж воздушного судна является основной частью, выполняющей несущую функцию. Именно на него крепятся все элементы конструкции самолета. Снаружи это: крылья с мотогондолами, оперение и шасси, а изнутри - кабина управления, технические помещения и коммуникации, а также грузовой или пассажирский отсек, в зависимости от принадлежности судна. Каркас фюзеляжа собирается из продольных (лонжероны и стрингеры) и поперечных (шпангоуты) элементов, которые впоследствии обшиваются металлическими листами. В легких самолетах вместо металла используется фанера или пластик.

Пассажирские машины могут быть узко- и широкофюзеляжными. В первом случае диаметр поперечного сечения корпуса составляет в среднем 2-3 метра, а во втором - от шести метров. Широкофюзеляжные самолеты имеют, как правило, две палубы: верхнюю - для пассажиров, и нижнюю - для багажа.

При проектировании фюзеляжа особое внимание уделяют прочностным характеристикам и весу конструкции. В этой связи имеют место такие меры:

1. Форма самолета проектируется таким образом, чтобы подъемная сила была максимальной, а лобовое сопротивление воздушным массам - минимальным. Объем и габариты машины должны идеально соотноситься друг с другом.
2. Для увеличения полезного объема корпуса, при проектировании предусматривается максимально плотная компоновка обшивки и несущих элементов фюзеляжа самолета.
3. Крепления силовой установки, взлетно-посадочных элементов и крыловых сегментов стараются сделать максимально простыми и надежными.
4. Места размещения пассажиров и крепления грузов или расходных материалов проектируются таким образом, чтобы в разных условиях эксплуатации самолета его баланс оставался в пределах допустимого отклонения.
5. Места для размещения экипажа должны обеспечивать комфортное управление воздушным судном, доступ к главным приборам навигации и максимально эффективное управление в случае непредвиденных ситуаций.
6. Компоновка самолета выполняется таким образом, чтобы при его обслуживании мастера имели возможность беспрепятственно продиагностировать необходимые узлы и агрегаты самолета и при необходимост, провести их ремонт.

Фюзеляж самолета должен быть достаточно прочным, чтобы противостоять нагрузкам, возникающим в разных полетных условиях, а именно:

1. Нагрузкам, возникающим в точках крепления основных элементов корпуса (крылья, оперение, шасси) во время взлета и приземления.
2. Аэродинамическим нагрузкам, возникающим во время полета, с учетом работы агрегатов, инерционных сил и функционирования вспомогательного оборудования.
3. Нагрузкам, связанным с перепадами давления, которые возникают при летных перегрузках в герметически ограниченных отсеках самолета.

Крыло

Важным конструктивным элементом любого самолета являются крылья. Они создают подъемную силу, необходимую для полета, и позволяют осуществлять маневрирование. Кроме того, крыло самолета используют для размещения силового агрегата, топливных баков, навесного оборудования и взлетно-посадочных устройств. Правильное соотношение веса, жесткости, прочности, аэродинамики и качества изготовления этого конструктивного элемента обуславливает надлежащие летные и эксплуатационные характеристики самолета.

Крыло самолета состоит из таких частей:

1. Корпус, который состоит из каркаса (лонжероны, стрингеры и нервюры) и обшивки.
2. Предкрылки и закрылки, которые обеспечивают взлет и посадку самолета.
3. Интерцепторы и элероны, с помощью которых пилот может менять направление полета самолета.
4. Тормозные щитки, служащие для более быстрой остановки самолета в момент посадки.
5. Пилоны, на которые крепятся силовые установки.

К фюзеляжу крыло крепится через центроплан - элемент, соединяющий правое и левое крыло и частично проходящий через фюзеляж. У низкопланов центроплан располагается в нижней части фюзеляжа, а у высокопланов - в верхней. У боевых машин он может и вовсе отсутствовать.

Во внутренних полостях крыла (у больших судов) обычно устанавливаются баки для топлива. У легких самолетов-истребителей дополнительные топливные баки могут подвешиваться на специальных консольных креплениях.

Конструктивно-силовая схема крыла

Конструктивно-силовая схема крыла должна обеспечивать противодействие силам сдвига, кручения и изгиба, возникающим во время полета. Ее надежность обуславливается использованием прочного каркаса из продольных и поперечных элементов, а также прочной обшивки.

Продольные элементы каркаса крыла представлены лонжеронами и стрингерами. Лонжероны выполняются в виде фермы или монолитной балки. Они размещаются по всему внутреннему объему крыла с определенным интервалом. Лонжероны придают конструкции жесткость и нивелируют воздействие поперечных и сгибающих сил, возникающих на той или иной стадии полета. Стрингеры играют роль компенсатора осевого усилия сжатия и растяжения. Они также нивелируют местные аэродинамические нагрузки и повышают жесткость обшивки.

Поперечные элементы каркаса крыла представлены нервюрами. В данной конструкции они могут выполняться в виде ферм или тонких балок. Нервюры обуславливают профиль крыла и придают его поверхности жесткость, необходимую при распределении нагрузки в момент формирования полетной воздушной подушки. Также они служат для более надежного крепления силовых агрегатов.

Обшивка не только придает крылу необходимую форму, но и обеспечивает максимальную подъемную силу. Наравне с другими элементами каркаса, она увеличивает жесткость конструкции и нивелирует воздействие внешних нагрузок.

Крылья самолетов могут отличаться по конструктивным особенностям и функциональности обшивки. Выделяют два главных типа:

1. Лонжеронные. Отличаются небольшой толщиной обшивки, которая образует замкнутый контур с ребрами лонжеронов.
2. Моноблочные. Основное количество внешней нагрузки распределяется по поверхности толстого слоя обшивки, закрепленного набором стрингеров. В таком случае обшивка может быть как монолитной, так и состоять из нескольких слоев.

Говоря о конструкции крыла, стоит отметить, что его стыковка и последующее крепление должны выполняться таким образом, чтобы в конечном итоге обеспечивалась передача и распределение крутящего и изгибающего моментов, которые могут возникнуть в разных режимах эксплуатации самолетов.

Оперение

Оперение самолета позволяет менять траекторию его движения. Оно может быть хвостовым и носовым (используется реже). В большинстве случаев хвостовое оперение представлено вертикальным килем (или же несколькими килями, обычно их два) и горизонтальным стабилизатором, по конструкции напоминающим крыло уменьшенного размера. Благодаря килю регулируется путевая устойчивость самолета, то есть устойчивость по оси движения, а благодаря стабилизатору - продольная (по тангажу). Горизонтальное оперение может устанавливаться на фюзеляж или поверх килей. Киль, в свою очередь, ставится на фюзеляж. Существуют разные вариации компоновки хвостового оперения, но в большинстве случаев она выглядит именно так.

Некоторые военные самолеты дополнительно оснащаются носовым оперением. Это необходимо для обеспечения должной путевой устойчивости на сверхзвуковых скоростях.

Силовые установки

Двигатель является важнейшим элементом в конструкции самолета, ведь без него воздушное судно не сможет даже взлететь. Первые самолеты летали совсем недолго и могли вмещать всего лишь одного пилота. Причина тому проста - маломощные моторы, не позволяющие развить достаточную тяговую силу. Чтобы самолеты научились перевозить сотни пассажиров и неподъемные грузы, конструкторам всего мира пришлось немало потрудиться.

За всю эволюцию «железных птиц» было использовано немало типов моторов:

1. Паровые. Принцип работы таких двигателей основан на превращении энергии пара в движение, которое передается на винт самолета. Так как паровые моторы имели низкий коэффициент полезного действия, они использовались авиационной промышленностью совсем недолго.
2. Поршневые. Это стандартные моторы внутреннего сгорания, по конструкции напоминающие двигатели автомобилей. Принцип их работы заключается в передаче тепловой энергии в механическую. Простота в изготовлении и доступность материалов обуславливают использование таких силовых установок на некоторых моделях самолетов до настоящего времени. Несмотря на небольшой КПД (около 55%), эти моторы пользуются определенной популярностью благодаря своей неприхотливости и надежности.
3. Реактивные. Такие моторы преобразуют энергию интенсивного сгорания топлива в тягу, необходимую для полета. На сегодняшний день реактивные двигатели используются в строительстве самолетов наиболее широко.
4. Газотурбинные. Принцип работы этих двигателей основан на пограничном нагреве и сжатии газа сгорания топлива, направленного на вращение турбины. Они используются преимущественно в военных типах самолетов.
5. Турбовинтовые. Это один из подвидов газотурбинных моторов. Отличие состоит в том, что энергия, полученная при работе, преобразуется в приводную и вращает винт самолета. Незначительная часть энергии идет на формирование толкающей реактивной струи. Такие моторы применяют главным образом в гражданской авиации.
6. Турбовентиляторные. В этих двигателях реализовано нагнетание дополнительного воздуха, необходимого для полного сгорания горючего, благодаря чему удается достичь максимальной эффективности и экологической благоприятности силовой установки. Моторы такого типа широко применяются в строительстве крупных авиалайнеров.

Мы с вами познакомились с основными типами авиационных двигателей. Список моторов, которые авиаконструкторы когда-либо пытались установить на воздушные суда, рассмотренным перечнем не ограничивается. В разные времена предпринималась масса попыток по созданию всяческих инновационных силовых агрегатов. К примеру, в прошлом веке велись серьезные работы по созданию атомных авиационных моторов, которые не прижились из-за высокой экологической опасности, в случае крушения самолета.

Обычно двигатель устанавливается на крыло или фюзеляж самолета посредством пилона, через который к нему подводятся приводы, топливные трубки и прочее. В таком случае мотор облачают в защитную мотогондолу. Существуют также самолеты, в которых силовая установка находится непосредственно внутри фюзеляжа. На воздушных судах может быть от одного (Ан-2) до восьми (В-52) двигателей.

Управление

Органами управления самолета называют комплекс бортового оборудования, а также командные и исполнительные приборы. Подача команд происходит из кабины пилота, а выполняется элементами крыла и оперения. В разных самолетах могут использовать различные виды систем управления: ручная, автоматизированная и полуавтоматическая.

Независимо от вида системы, рабочие органы подразделяют на основные и дополнительные.

Основное управление . Включает в себя действия, которые отвечают за регулировку режимов полета и восстановление баланса судна в заранее установленных параметрах. К органам основного управления относятся:

1. Рычаги, которые непосредственно управляются пилотом (рули высоты, рули горизонта, штурвал, командные панели).
2. Коммуникации, служащие для соединения управляющих рычагов с исполнительными механизмами.
3. Исполнительные устройства (стабилизаторы, элероны, спойлерные системы, подкрылки и закрылки).

Дополнительное управление . Используется только при взлетном и посадочном режиме.

Независимо от того, ручное или автоматическое управление реализовано в конструкции самолета, только пилот может собирать и анализировать информацию о состоянии систем самолета, показателях нагрузки и соответствии траектории с планом. И что самое главное, только он способен принять решение, максимально эффективное в сложившейся обстановке.

Контроль

Для считывания объективной информации о состоянии воздушного судна и летной обстановки пилот пользуется приборами, разделенными на несколько основных групп:

1. Пилотажные и навигационные. Служат для определения координат, вертикального и горизонтального положения, скорости и линейных отклонений самолета. Кроме того, эти приборы контролируют угол атаки воздушного судна, работу гироскопических систем и другие важные параметры полета. На современных самолетах эти приборы представлены в виде единого пилотажно-навигационного комплекса.
2. Контролирующие работу силовой установки. Данная группа приборов обеспечивает пилота данными о температуре и давлении масла, расходе топливной смеси, частоте вращения коленчатых валов, а также вибрационных показателях.
3. Приборы для наблюдения за работой дополнительного оборудования и систем. Данный комплекс состоит и приборов, датчики которых можно встретить во всех элементах конструкции самолета. К ним относятся: манометры, указатели перепада давления в герметичных кабинах, указатели положения закрылков и прочее.
4. Приборы для оценки состояния окружающей среды. Служат для измерения температуры наружного воздуха, влажности, атмосферного давления, скорости ветра и прочего.

Все приборы, которые служат для контроля состояния самолета и внешней среды? адаптируются к работе в любых погодных условиях.

Взлетно-посадочные системы

Взлет и посадка являются довольно сложными и ответственными этапами полета. Они неизбежно сопряжены с сильными нагрузками, приходящимися на все элементы конструкции. Приемлемый разгон для поднятия многотонного судна в небо и мягкое касание посадочной полосы при его посадке обеспечивает надежно сконструированная взлетно-посадочная система (шасси). Данная система также необходима для стоянки машины и ее руления при езде по аэропорту.

Шасси самолета состоит из демпферной стойки, на которой закреплена колесная тележка (у гидропланов вместо нее используется поплавок). Конфигурация шасси зависит от массы самолета. Чаще всего встречаются такие варианты взлетно-посадочной системы:

1. Две основных стойки и одна передняя (А-320, Ту-154).
2. Три основных стойки и одна передняя (Ил-96).
3. Четыре основных стойки и одна передняя ("Боинг-747").
4. Две основных стойки и две передних (В-52).

На ранних самолетах устанавливали пару основных стоек и заднее вращающееся колесо без стойки (Ли-2). Необычную схему шасси также имела модель Ил-62, которая оснащалась одной передней стойкой, парой основных стоек и выдвигающейся штангой с парой колес в самом хвосте. На первых самолетах стойки не использовали вовсе, а колеса крепились на простые оси. Колесная тележка может иметь от одной (А-320) до семи (Ан-225) колесных пар.

Когда самолет находится на земле, его управление осуществляется посредством привода, которым оснащена передняя стойка шасси. У судов с несколькими двигателями для этих целей может использоваться дифференциация режима работы силовой установки. Во время полета шасси самолета убирается в специально оборудованные отсеки. Это необходимо для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Нина Александровна Волкова
НОД «Летательные аппараты».

Рассказ педагога «Летательные аппараты».

Задачи. Рассказать детям о профессиях лётчик, бортпроводник, военный лётчик. Вызвать интерес детей к авиаконструкторам, создателям летательных аппаратов. Формировать представления детей о летательных аппаратах, их строение, назначении (пассажирский, транспортный, военный). Воспитывать чувство гордости за достижения российских авиаконструкторов.

Оборудование. Презентация, оборудование для демонстрации презентации.

Рассказ педагога.

Презентация «Летательные аппараты: самолёты и вертолёты».

Дети, с давних пор мечтали люди о полётах в небе. В сказках рассказывается об удивительных коврах–самолётах. Самолёт, значит сам летает. Но на таком самолёте некомфортно летать: холодно и сыро. Сейчас люди летают на самолётах – удивительных домах с крыльями, моторами. Дети, из каких частей состоит самолёт? (ответы детей).

Фюзеляж – это тело самолёта, его корпус. В нём живут люди, перевозят грузы. Два крыла удерживают самолёт в небе. Хвост самолёта, его оперение, помогают в управление самолётом в полёте. Шасси, колёса, нужны на земле: разбежаться для взлёта или приземлиться. Двигатели создают силу, с помощью которой самолёт отрывается от земли и летит в небе. Дети, кто придумал самолёты? (предположения детей).

Дети, самолёты придумывают и конструируют авиаконструкторы. Жил да был в России Андрей Николаевич Туполев, знаменитый русский авиаконструктор, генерал-полковник. Он сконструировал много самолётов военных и пассажирских. Поэтому многие самолёту России называют «Ту». Дети, я вам расскажу о пассажирских самолётах России. Вот пассажирский самолёт Ту-204. Он перевозит пассажиров. Пассажиры по специальной лестнице поднимаются в салон самолёта. В самолёте пассажиров встречают бортпроводники. Бортпроводники – это женщины и мужчины, которые помогают пассажиром во время полёта и отвечают за безопасность пассажиров. Поэтому все пассажиры должны слушаться бортпроводников, выполнять все их указания. В салоне самолёта кресла, в которых сидят пассажиры. При взлёте и посадке самолёта пассажиры обязательно пристёгиваются ремнями безопасности. Во время полёта пассажиры отдыхают, кушают, спят в креслах самолёта. Дети, кто из вас летал в самолёте? (ответы детей).

Самолёт ведут опытные лётчики. Самолётом управляет не один лётчик, а экипаж. Командир самолёта – это первый пилот. Есть ещё второй пилот, бортмеханик, радист и штурман. Кабина экипажа в носовой части самолёта. Здесь кресла для членов экипажа, рычаги управления и компьютеры. Дети, как вы думаете, каким должен быть лётчик? (предположения детей).

Лётчик, пилот – это человек, который умеет управлять воздушным транспортом. В лётчики принимают только здоровых, умных и ответственных людей. У лётчика крепкое здоровье, чтобы вести самолёт и днём, и ночью. Лётчик умеет читать показания различных приборов, знает иностранные языки. Лётчик отвечает за жизнь и здоровье пассажиров самолёта. Дети, как вы думаете, какой характер у командира самолёта? (предположения детей).

Командир самолёта человек терпеливый, выслушивает все просьбы пассажиров. Строгий, наказывает нарушителей правил поведения в самолёте.

Дети, пассажиров перевозят пассажирские самолёты, а какие самолёты перевозят грузы? (предположения детей).

Сергей Владимирович Илюшин – знаменитый русский авиаконструктор. В честь его назван транспортный самолёт Ил-76. Пассажирские самолёты перевозят пассажиров. Транспортные самолёты перевозят грузы. В транспортном самолёте нет кресел, иллюминаторов. В транспортном самолёте есть большие люки, через которые загружают груз. Другие транспортные самолёты Ил 76 помогают пожарным тушить пожары. Внутри самолёта цистерны с жидкостью. Дети, авиаконструктор Георгий Михайлович Бериев создал самолёт-амфибию. Самолёт, который может садиться на воду. В честь Бериева назвали самолёт Бе-200. Это уникальный самолёт. Такого самолёта нет в других странах. Самолёт Бе-200 взлетает как с земли, так и с водной поверхности. Самолёт Бе-200 охраняет моря и леса от браконьеров, тушит пожары, перевозит экспедиции (пассажиров и грузы, спасает людей.

Зрительная гимнастика «Полёт».

Дети, есть самолёты, которые защищают нашу Родину. Это военные самолёты. Знаменита Россия военными самолётами: истребителями, бомбардировщиками. Самолёты-истребители уничтожают воздушные цели противника. Истребитель МиГ назван в честь авиаконструкторов Микояна и Гуревича. Истребитель Су назван в честь авиаконструктора Павла Осиповича Сухого. В честь авиаконструктора Сухового назван и бомбардировщик. Бомбардировщик – это военные самолёт, который уничтожает цели, на земле, воде или под водой, бомбами или ракетами. Но самый знаменитый российский бомбардировщик Ту-160. Сверхзвуковой самолёт, летающий очень быстро, быстрее звука. Военные лётчики называют этот самолёт ласково – «белый лебедь». Каждому самолёту Ту 160 дают собственное имя. Это бомбардировщик Ту-160 «Илья Муромец». Дети, как вы думаете, какими должны быть военные лётчики? (предположения детей).

Военный лётчик – ответственная и опасная профессия. Военные лётчики работают командой, экипажем. Они управляют самолётами, выполняют приказы командиров. Военные лётчики сильные, занимаются спортом. Военные лётчики умные, разбираются в сложной технике. Сообразительные, в сложной ситуации принимают верные решения. Военные лётчики смелые, защищают нашу Родину. Военные лётчики управляют самолётами заправщиками и самолётами разведчиками. Учатся летать молодые лётчики на учебно-боевом самолёте Як-130. Назван Як в честь русского авиаконструктора и педагога Александра Сергеевича Яковлева. - Дети, лётчики управляют не только самолётами, но и вертолётами. Вертолёт – это летальный аппарат, летающий с помощью винтов. В России летают вертолёты Ми, сконструированные авиаконструктором Михаилом Леонтьевичем Миль и вертолёты Ка, сконструированные авиаконструктором Николаем Ильичом Камовым. Лётчики на вертолётах перевозят пассажиров и грузы. Пожарные с вертолёта тушат пожары. Спасатели на вертолётах спасают людей.

Дети, самолёты и вертолёты – это летательные аппараты. Летательные аппараты придумали и сконструировали авиаконструкторы. В России много знаменитых авиаконструкторов. Каких авиаконструкторов вы знаете? (ответы детей).

Андрей Николаевич Туполев, Сергей Владимирович Илюшин, Георгий Михайлович Бериев, Павел Осипович Сухой, Артём Иванович Микоян, Михаил Иосифович Гуревич, Александр Сергеевич Яковлев, Михаил Леонтьевич Миль, Николай Ильич Камов.

Дети, самолёты и вертолёты перевозят пассажиров и грузы, охраняют нашу Родину, наши моря и леса. Поднимают в небо самолёты и вертолёты лётчики. Дети, что вы можете рассказать о профессии лётчик? (ответы детей).

Изобретение самолета позволило не только осуществить древнейшую мечту человечества - покорить небо, но и создать самый быстрый вид транспорта. В отличие от воздушных шаров и дирижаблей, самолеты мало зависят от капризов погоды, способны преодолевать большие расстояния на высокой скорости. Составные части самолета состоят из следующих конструктивных групп: крыла, фюзеляжа, оперения, взлетно-посадочных устройств, силовой установки, управляющих систем, различного оборудования.

Принцип действия

Самолет - летательный аппарат (ЛА) тяжелее воздуха, оборудованный силовой установкой. При помощи этой важнейшей части самолета создается необходимая для осуществления полета тяга - действующая (движущая) сила, которую развивает на земле или в полете мотор (воздушный винт или реактивный двигатель). Если винт расположен перед двигателем, он называется тянущим, а если сзади - толкающим. Таким образом, двигатель создает поступательное движение самолета относительно окружающей среды (воздуха). Соответственно, относительно воздуха движется и крыло, которое создает подъемную силу в результате этого поступательного движения. Поэтому аппарат может держаться в воздухе только при наличии определенной скорости полета.

Как называются части самолета

Корпус состоит из следующих основных частей:

• Фюзеляж - это главный корпус самолета, связывающий в единое целое крылья (крыло), оперения, силовую систему, шасси и другие составляющие. В фюзеляже размещаются экипаж, пассажиры (в гражданской авиации), оборудование, полезная нагрузка. Также может размещаться (не всегда) топливо, шасси, моторы и т. д.
• Двигатели используются для приведения в движение ЛА.
• Крыло - рабочая поверхность, призванная создавать подъемную силу.
• Вертикальное оперение предназначено для управляемости, балансировки и путевой устойчивости самолета относительно вертикальной оси.
• Горизонтальное оперение предназначено для управляемости, балансировки и путевой устойчивости самолета относительно горизонтальной оси.

Крылья и фюзеляж

Основная часть конструкции самолета - крыло. Оно создает условия для выполнения главного требования для возможности полета - наличие подъемной силы. Крыло крепится к корпусу (фюзеляжу), который может иметь ту или иную форму, но по возможности с минимальным аэродинамическим сопротивлением. Для этого ему предоставляют удобно обтекаемую каплеобразную форму.

Передняя часть самолета служит для размещения кабины пилотов и радиолокационных систем. В задней части находится так называемое хвостовое оперение. Оно служит для обеспечения управляемости во время полета.

Конструкция оперения

Рассмотрим среднестатистический самолет, хвостовая часть которого выполнена по классической схеме, характерной для большинства военных и гражданских моделей. В этом случае горизонтальное оперение будет включать неподвижную часть - стабилизатор (от латинского Stabilis, устойчивый) и подвижную - руль высоты.

Стабилизатор служит для придания устойчивости ЛА относительно поперечной оси. Если нос летательного аппарата опустится, то, соответственно, хвостовая часть фюзеляжа вместе с оперением поднимется вверх. В этом случае давление воздуха на верхней поверхности стабилизатора увеличится. Создаваемое давление вернет стабилизатор (соответственно, и фюзеляж) в исходное положение. При подъеме носа фюзеляжа вверх давление потока воздуха увеличится на нижней поверхности стабилизатора, и он снова вернется в исходное положение. Таким образом, обеспечивается автоматическая (без вмешательства пилота) устойчивость ЛА в его продольной плоскости относительно поперечной оси.

Задняя часть самолета также включает вертикальное оперение. Аналогично горизонтальному, оно состоит из неподвижной части - киля, и подвижной - руля направления. Киль придает устойчивость движения самолету относительно его вертикальной оси в горизонтальной плоскости. Принцип действия киля подобен действию стабилизатора - при отклонении носа влево киль отклоняется вправо, давление на его правой плоскости увеличивается и возвращает киль (и весь фюзеляж) в прежнее положение.

Таким образом, относительно двух осей устойчивость полета обеспечивается оперением. Но осталась еще одна ось - продольная. Для предоставления автоматической устойчивости движения относительно этой оси (в поперечной плоскости) консоли крыла планера размещают не горизонтально, а под некоторым углом относительно друг друга так, что концы консолей отклонены вверх. Такое размещение напоминает букву «V».

Системы управления

Рулевые поверхности - важные части самолета, предназначенные для управления К ним относятся элероны, рули направления и высоты. Управление обеспечивается относительно тех же трех осей в тех же трех плоскостях.

Руль высоты - это подвижная задняя часть стабилизатора. Если стабилизатор состоит из двух консолей, то соответственно есть и два руля высоты, которые отклоняются вниз или вверх, оба синхронно. С его помощью пилот может менять высоту полета летательного аппарата.

Руль направления - это подвижная задняя часть киля. При его отклонены в ту или иную сторону на нем возникает аэродинамическая сила, которая вращает самолет относительно вертикальной оси, проходящей через центр масс, в противоположную сторону от направления отклонения руля. Вращение происходит до тех пор, пока пилот не вернет руль в нейтральное (не отклоненное положение), и ЛА будет осуществлять движение уже в новом направлении.

Элероны (от франц. Aile, крыло) - основные части самолета, представляющие собой подвижные части консолей крыла. Служат для управления самолетом относительно продольной оси (в поперечной плоскости). Так как консолей крыла две, то и элеронов также два. Они работают синхронно, но, в отличие от рулей высоты, отклоняются не в одну сторону, а в разные. Если один элерон отклоняется вверх, то другой вниз. На консоли крыла, где элерон отклонен вверх, подъемная сила уменьшается, а где вниз - увеличивается. И фюзеляж ЛА вращается в сторону поднятого элерона.

Двигатели

Все самолеты оснащаются силовой установкой, позволяющей развить скорость, и, следовательно, обеспечить возникновение подъемной силы. Двигатели могут размещаться в задней части самолета (характерно для реактивных ЛА), спереди (легкомоторные аппараты) и на крыльях (гражданские самолеты, транспортники, бомбардировщики).

Они подразделяются на:

• Реактивные - турбореактивные, пульсирующие, двухконтурные, прямоточные.
• Винтовые - поршневые (винтомоторные), турбовинтовые.
• Ракетные - жидкостные, твердотопливные.

Прочие системы

Безусловно, другие части самолета также важны. Шасси позволяют взлетать и садиться с оборудованных аэродромов. Существуют самолеты-амфибии, где вместо шасси используются специальные поплавки - они позволяют осуществлять взлет и посадку в любом месте, где есть водоем (море, река, озеро). Известны модели легкомоторных самолетов, оснащенных лыжами, для эксплуатации в районах с устойчивым снежным покровом.

Напичканы электронным оборудованием, устройствами связи и передачи информации. В военной авиации используются сложные системы вооружения, обнаружения целей и подавления сигналов.

Классификация

По назначению самолеты делятся на две большие группы: гражданские и военные. Основные части пассажирского самолета отличаются наличием оборудованного салона для пассажиров, занимающего большую часть фюзеляжа. Отличительной чертой являются иллюминаторы по бокам корпуса.

Гражданские самолеты подразделяются на:

• Пассажирские - местных авиалиний, магистральные ближние (дальность меньше 2000 км), средние (дальность меньше 4000 км), дальние (дальность меньше 9000 км) и межконтинентальные (дальность более 11 000 км).
• Грузовые - легкие (масса груза до 10 т), средние (масса груза до 40 т) и тяжелые (масса груза более 40 т).
• Специального назначения - санитарные, сельскохозяйственные, разведывательные (ледовая разведка, рыборазведка), противопожарные, для аэрофотосъемки.
• Учебные.

В отличие от гражданских моделей, части военного самолета не имеют комфортабельного салона с иллюминаторами. Основную часть фюзеляжа занимают системы вооружения, оборудование для разведки, связи, двигатели и другие агрегаты.

По назначению современные военные самолеты (учитывая боевые задачи, которые они выполняют), можно разделить на следующие типы: истребители, штурмовики, бомбардировщики (ракетоносцы), разведчики, военно-транспортные, специальные и вспомогательного назначения.

Устройство самолетов

Устройство летательных аппаратов зависит от аэродинамической схемы, по которой они выполнены. Аэродинамическая схема характеризуется количеством основных элементов и расположением несущих поверхностей. Если носовая часть самолета у большинства моделей похожа, то расположение и геометрия крыльев и хвостовой части могут сильно разниться.

Различают следующие схемы устройства ЛА:

• «Классическая».
• «Летающее крыло».
• «Утка».
• «Бесхвостка».
• «Тандем».
• Конвертируемая схема.
• Комбинированная схема.

Самолеты, выполненные по классической схеме

Рассмотрим основные части самолета и их назначение. Классическая (нормальная) компоновка узлов и агрегатов характерна для большинства аппаратов мира, будь-то военных либо гражданских. Главный элемент - крыло - работает в чистом невозмущенном потоке, который плавно обтекает крыло и создает определенную подъемную силу.

Носовая часть самолета является сокращенной, что приводит к уменьшению требуемой площади (а следовательно, и массы) вертикального оперения. Это потому, что носовая часть фюзеляжа вызывает дестабилизирующий путевой момент относительно вертикальной оси самолета. Сокращение носовой части фюзеляжа улучшает обзор передней полусферы.

Недостатками нормальной схемы являются:

• Работа горизонтального оперения (ГО) в скошенном и возмущенном крылом потоке значительно снижает его эффективность, что вызывает необходимость применения оперения большей площади (а, следовательно, и массы).
• Для обеспечения устойчивости полета вертикальное оперение (ВО) должно создавать негативную подъемную силу, то есть направленную вниз. Это снижает суммарный КПД самолета: из величины подъемной силы, которую создает крыло, надо отнять силу, которая создается на ГО. Для нейтрализации этого явления следует применять крыло увеличенной площади (а, следовательно, и массы).

Устройство самолета по схеме «утка»

При данной конструкции основные части самолета размещаются иначе, чем в «классических» моделях. Прежде всего, изменения коснулись компановки горизонтального оперения. Оно располагается перед крылом. По этой схеме построили свой ​​первый самолет братья Райт.

Преимущества:

• Вертикальное оперение работает в невозмущенном потоке, что повышает его эффективность.
• Для обеспечения устойчивости полета оперение создает положительную подъемную силу, то есть она добавляется к подъемной силе крыла. Это позволяет уменьшить его площадь и, соответственно, массу.
• Естественная «противоштопорная» защита: возможность перевода крыльев на закритические углы атаки для «уток» исключена. Стабилизатор устанавливается так, что он получает больший угол атаки по сравнению с крылом.
• Перемещение фокуса самолета назад при увеличении скорости при схеме «утка» происходит в меньшей степени, чем при классической компоновке. Это приводит к меньшим изменениям степени продольной статической устойчивости самолета, в свою очередь, упрощает характеристики его управления.

Недостатки схемы «утка»:

• При срыве потока на оперениях происходит не только выход самолета на меньшие углы атаки, но и его «проседания» вследствие уменьшения его общей подъемной силы. Это особенно опасно в режимах взлета и посадки из-за близости земли.
• Наличие в носовой части фюзеляжа механизмов оперения ухудшает обзор нижней полусферы.
• Для уменьшения площади переднего ГО длина носовой части фюзеляжа делается значительной. Это приводит к увеличению дестабилизирующего момента относительно вертикальной оси, и, соответственно, к увеличению площади и массы конструкции.

Самолеты, выполненные по схеме «бесхвостка»

В моделях данного типа нет важной, привычной части самолета. Фото летательных аппаратов «бесхвосток» («Конкорд», «Мираж», «Вулкан») показывает, что у них отсутствует горизонтальное оперение. Основными преимуществами такой схемы являются:

• Уменьшение лобового аэродинамического сопротивления, что особенно важно для самолетов с большой скоростью, в частности, крейсерской. При этом уменьшаются затраты топлива.
• Большая жесткость крыла на кручение, что улучшает его характеристики аэроупругости, достигаются высокие характеристики маневренности.

Недостатки:

• Для балансировки на некоторых режимах полета часть средств механизации задней кромки и рулевых поверхностей надо отклонять вверх, что уменьшает общую подъемную силу самолета.
• Совмещение органов управления ЛА относительно горизонтальной и продольной осей (вследствие отсутствия руля высоты) ухудшает характеристики его управляемости. Отсутствие специализированного оперения заставляет рулевые поверхности находятся на задней кромке крыла, выполнять (при необходимости) обязанности и элеронов, и рулей высоты. Эти рулевые поверхности называются элевоны.
• Использование части средств механизации для балансировки самолета ухудшает его взлетно-посадочные характеристики.

«Летающее крыло»

При данной схеме фактически нет такой части самолета, как фюзеляж. Все объемы, необходимые для размещения экипажа, полезной нагрузки, двигателей, топлива, оборудования находятся в середине крыла. Такая схема имеет следующие преимущества:

• Наименьшее аэродинамическое сопротивление.
• Наименьшая масса конструкции. В этом случае вся масса приходится на крыло.
• Так как продольные размеры самолета небольшие (из-за отсутствия фюзеляжа), дестабилизирующий момент относительно его вертикальной оси является незначительным. Это позволяет конструкторам либо существенно уменьшить площадь ВО, либо вообще отказаться от него (у птиц, как известно, вертикальное оперение отсутствует).

К недостаткам относится сложность обеспечения устойчивости полета ЛА.

«Тандем»

Схема «тандем», когда два крыла располагаются один за другим, применяется нечасто. Такое решение используется для увеличения площади крыла при тех же значениях его размаха и длины фюзеляжа. Это уменьшает удельную нагрузку на крыло. Недостатками такой схемы является большое увеличение момента инерции, особенно в отношении поперечной оси самолета. Кроме того, при увеличении скорости полета изменяются характеристики продольной балансировки самолета. Рулевые поверхности на таких самолетах могут располагаться как непосредственно на крыльях, так и на оперении.

Комбинированная схема

В этом случае составные части самолета могут комбинироваться с использованием различных конструкционных схем. Например, горизонтальное оперение предусмотрено и в носовой, и в хвостовой части фюзеляжа. На них может быть использовано так называемое непосредственное управление подъемной силой.

При этом носовое горизонтальное оперение совместно с закрылками создают дополнительную подъемную силу. Момент тангажа, который возникает в этом случае, будет направлен на увеличение угла атаки (нос самолета поднимается). Для парирования этого момента хвостовое оперение должно создать момент на уменьшение угла атаки (нос самолета опускается). Для этого сила на хвостовую часть должна быть направлена ​​также вверх. То есть происходит приращение подъемной силы на носовом ГО, на крыле и на хвостовом ГО (а следовательно, и на всем самолете) без поворота его в продольной плоскости. В этом случае самолет просто поднимается без всякой эволюции относительно своего центра масс. И наоборот, при такой аэродинамической компоновке самолета он может осуществлять эволюции относительно центра масс в продольной плоскости без изменения траектории своего полета.

Возможность осуществлять такие маневры значительно улучшают тактико-технические характеристики маневренных самолетов. Особенно в сочетании с системой непосредственного управления боковой силой, для осуществления которой самолет должен иметь не только хвостовое, а еще и носовое продольное оперение.

Конвертируемая схема

Построенного по конвертируемой схеме, отличается наличием дестабилизатора в носовой части фюзеляжа. Функцией дестабилизаторов является уменьшение в определенных пределах, а то и полное исключение смещения назад аэродинамического фокуса самолета на сверхзвуковых режимах полета. Это увеличивает маневренные характеристики ЛА (что важно для истребителя) и увеличивает дальность или уменьшает расход топлива (это важно для сверхзвукового пассажирского самолета).

Дестабилизаторы могут также использоваться на режимах взлета/посадки для компенсации момента пикирования, который вызывается отклонением взлетно-посадочной механизации (закрылков, щитков) или носовой части фюзеляжа. На дозвуковых режимах полета дестабилизатор скрывается в середине фюзеляжа или устанавливается в режим работы флюгера (свободно ориентируется по потоку).

Многие авиапассажиры до сих пор не знают, что выбирать места в салоне самолета можно и нужно самостоятельно, в процессе приобретения авиабилета или в момент регистрации на райс. Зачем же это нужно делать? Для тех, кто летает редко, например один раз в год на отдых, авиаперелет достаточно яркое событие в жизни, а комфорт во время полета часто накладывает отпечаток на весь отдых. Для тех же, кто летает часто, выбор места в салоне самолета не менее важен, ведь такие пассажиры почти наверняка на собственном опыты знают, что отдельные места на борту не весьма удобны и доставляют дискомфорт даже во время авиарейса с небольшой продолжительностью полета. Как правильно выбирать места в самолете и какие параметры влияют на комфорт в процессе перелета рассказано в данной статье.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ (для быстрого перехода можно кликнуть по ссылке)

Однако прежде чем я начну подробно расписывать особенности тех или иных пассажирских мест в самолете, отмечу, что в современном авиатранспорте нет явно плохих или явно хороших мест, ведь в каждой конкретной ситуации следует учитывать целый ряд переменных, которые для каждого из пассажиров индивидуальны. Поэтому правильнее будет описать стандартные места в салоне самолета и указать на их общепринятые достоинства и недостатки. И да, статья предназначена для пассажиров, летающих чартерными и регулярными авиарейсами в эконом классе, т.к. говорить о недостатках мест в бизнес классе считаю неправильным. Все области в салоне самолета можно условно разделить на три: в хвосте самолета, в носовой части самолета и в середине салона.

Места в хвостовой части салона самолета

Преимуществом выбора мест в хвосте самолета часто является возможность хорошенько выспаться в процессе многочасового перелета, например из Москвы в Бангкок. Кстати, подробно о продолжительности полета можно прочитать в статье . Опытные авиапассажиры часто используют возможность поспать сразу на трех креслах, летя в Таиланд или другие страны в разгар невысокого сезона, когда самолеты редко бывают загружены полностью. Однако в пик туристического сезона и по популярному направлению на такую возможность рассчитывать не приходится.

Важным фактором для некоторых окажется тот подтвержденный факт, что по статистике из всех выживших в авиакатастрофах пассажиров две тритии (67%) занимали места именно в хвосте самолета. Теперь о факторах, которые могут быть как преимуществом, таки и недостатком в зависимости от конкретного пассажира. Возможное отсутствие иллюминаторов кому-то окажется критическим недостатком, в то время как другие не обратят на это внимания. Людям, которые плохо переносят тряску и укачивание, также не рекомендуют выбирать места в самолете в хвосте, где это ощущается более выражено.

Близость к туалетам с одной стороны избавляет от необходимости идти через пол салона и стоять в возможной очереди, а с другой – постоянное хождение рядом пассажиров может раздражать и мешать уснуть (ту спасет только повязка на глаза и беруши, которые приличные авиакомпании, например Etihad, бесплатно выдают каждому пассажиру). Наконец, занимающие места в хвостовой части самолета пассажиры часто вынуждены выходить из самолета последними, пропустив всех остальных и попадая на паспортный контроль и таможню опять же последними. Хотя я читал, что иногда выход пассажиров организуют и через дверь в хвостовой части самолета, используя для этого телескопические трапы аэропортов, но на практике с подобным пока не встречался.

Места в начале салона самолета

Как правило, обслуживание пассажиров начинается с передней части салона (или с середины по направлению к хвостовой части), поэтому всем сидящим в указанных местах пассажирами удается получить пищу более горячей и с возможностью выбора нескольких вариантов блюд (часто сидящим в хвосте просто не остается выбора и приходится кушать то, что осталось). В передней части салона самолета тряска меньше, поэтому риск укачивания заметно ниже. После приземления пассажиры, занимающие места в передней части салона самолета, сразу за местами бизнес-класса, нередко получают возможность выйти из самолета в первых рядах.

Недостатком мест в начале салона самолета является частое наличие там специальных креплений для детских люлек, да и вообще больше шансов очутиться в компании пассажиров с маленькими детьми, которые будут раздражать всю дорогу (как-то летел из Турции сразу за бизнес классом в компании арабской семейки с тремя маленькими плачущими детьми – ощущения незабываемые…). Те, кому нравится любоваться видом из иллюминатора, могут столкнуться с тем, что, даже заняв место рядом с одним из них, ничего в итоге не увидеть из-за крыльев самолета, закрывающих весь обзор.

Места в средней части салона самолета

Компромиссный вариант, имеющий как преимущества, так и недостатки. В зависимости от марки самолета и его модели, в средней части самолета может находиться туалет и дополнительная кухня, тогда пассажиры получают возможность получить питание одними из первых, а также отправиться в туалет когда захотят. Тряска в центре чувствуется слабо, особенно на дальнемагистральных широкофюзеляжных бортах. Места, расположенные в центральной части салона самолета, сразу за его крыльями, позволяют понаблюдать за облаками и открывающими видами на горы, реки, море и города свысока, если нет обширной облачности и удалось занять место в самолете у иллюминатора. Как правило, сидящие в середине салона пассажиры получают возможность быстрее выйти из самолета, чем пассажиры из хвостовой части салона.

Ряды мест в самолете: преимущества и недостатки

Занимая первый ряд в салоне самолета (сразу за другим классом обслуживания или первый ряд, расположенный в другой секции салона самолета), можно быть уверенным, что никто из сидящих спереди не откинет спинку, ограничив ваше свободное пространство. Часто подобные ряды предоставляют чуть больше пространства для ног, чем иные места, что в условиях эконом класса никогда не бывает лишним. За недостаток можно принять то, что вероятнее всего перед вами будет туалет, кухня или просто перегородка, которая будет ограничивать обзор на протяжении всего полета. Про детские люльки я уже писал, а тут отмечу то, что вместо классических откидных столиков придется питаться с менее удобных (на мой взгляд) складных столиков, извлекаемых из подлокотников. Также кого-то будут раздражать запахи и звуки посуды, доносящиеся из авиакухни.

Пассажиры последнего ряда в салоне самолета (или иного ряда, за которым в отсеке нет других кресел), могут столкнуться с тем, что спинки их сидений существенно ограничены в возможности откидывания или лишены такой возможности вовсе. Обычно это объясняется наличием позади перегородки туалета, кухни, иного технического помещения или перегородки отсека салона. Также спинки кресел часто не откидываются, когда позади ряда расположен один из аварийных выходов.

Положение кресла в ряду: плюсы и минусы

Салоны среднеразмерных самолетов имеют формулу размещения 3+3, т.е. центральный проход и по три кресла от него с обеих сторон. Все опытные пассажиры при этом пытаются сразу выбрать лучшие места в самолете, которыми для них являются либо расположенные у прохода, либо у иллюминатора, но никак не в центре. И это вполне объяснимо.

Места в салоне самолета у иллюминатора. Оптимальный вариант для тех, кто предпочитает большую часть дорог провести во сне, спокойно почитать книгу при дневном свете и посмотреть в иллюминатор на красивые ночные города или живописные горы днем. Из неудобств места у иллюминатора можно отметить лишь то, что при попытке сходить в туалет или достать что-либо из вещей, находящихся в багажном отделении над креслами, придется тревожить рядом сидящих пассажиров. Также тем, кто любит часто обращаться к стюардессе с просьбой принести очередной стакан воды (или виски), не совсем удобно делать это (подобрать подходящий момент). Лично я всегда стараюсь выбрать места в самолете у иллюминатора, ибо люблю посмотреть «в окошко» и подремать, а в туалет на 5-6 часовых перелетах и вовсе не хожу.

Места в центре. Считаются самыми неудобными из-за вероятности нарваться на упитанных попутчиков, которые будут зажимать вас с обеих сторон. Сидящий в центре вынужден пропускать как минимум одного пассажира (или двух, когда речь идет о широкофюзеляжном самолете с формулой расположения сидений 3+4+3 или 2+4+2), если те захотят сходить в туалет или достать что-либо из вещей, которые размещены в багажной полке. О возможности увидеть что-либо в иллюминатор речь и вовсе не идет (только при сильном крене самолета во время набора высоты или захода борта на посадку). Сейчас, когда в самолетах есть индивидуальные ЖК-экраны, да и смартфоны с планшетами, я стал лучше относиться к местам в центре ряда. А раньше там можно было только спать и читать книгу, что немного напрягало.

Места в самолете у прохода. Удобны тем, что можно немного вытянуть ноги в проходе, спокойно брать вещи (свои, роазумеется:)) из багажного отсека, ходить в туалет никого не потревожив, раньше соседей по ряду выйти из самолета при посадке в аэропорту. Очень удобно отслеживать перемещение стюардесс и заказывать очередной стакан воды или другого напитка. К неудобствам я бы отнес необходимость пропускать двух соседей по креслам, если те захотят размять ноги и сходить в туалет. Также некоторое неудобство вызывают стюардессы с тележками и мимо проходящие пассажиры, задевающие ваш локоть или плечо.

Места у аварийного выхода. Так получилось, что сам летал на них не один раз, поэтому не могу не отметить их отдельно. Указанные места весьма удобны тем, что позволяют максимально вытянуть ноги, нет необходимости пропускать соседей-пассажиров. Однако есть и недостатки: возможное отсутствие иллюминатора, запрет на ручную кладь в области ног (в целях безопасности). Вообще есть мнение, что указанные места предоставляются людям, которые при необходимости смогут быстро открыть дверь аварийного выхода и помогут персоналу вывести других пассажиров. Не знаю, правда ли это, но пассажирам с детьми и лицам пожилого возраста указанные места точно не дают.

Надеюсь, полученная информация была для вас полезной и теперь, когда вы будете осуществлять , вы сразу забронируете места, которые по вашему мнению лучше всего подойдут вам. Так как эта статья вышла достаточно объёмной, то подробную информацию о том, — я разместил в отдельной статье. Желаю всем комфортных перелетов и всегда мягких посадок!

— аренда квартир и вилл на сутки в 190 стран мира! Используйте для оплаты бонус $25 за регистрацию и купоны на €10 и $50.

— сравнивает предложения всех сайтов бронирования отелей и показывает лучшие цены на ваши даты. Скидки до 50%.

— ведущий агрегатор отелей в странах Азии, включая Таиланд. Возможность отмены бронирования и оплаты через Paypal.

— поиск и сравнение стоимости туристических страховок от 13 ведущих страховых компаний + онлайн оформление.

Хотя конструктивно различные самолёты могут сильно отличаться друг от друга, в большинстве случаев они состоят из одних и тех же основных компонентов (рис. 2-4). Как правило, конструкция самолёта включает в себя фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, шасси и силовую установку.

Фюзеляж. Фюзеляж является центральной частью самолета и предназначен для размещения экипажа, пассажиров и груза. Он также обеспечивает структурную связность крыльев и хвостового оперения. В прошлом при конструировании самолёта использовали открытую ферменную структуру, изготовленную из дерева, стали или алюминиевых трубок (рис. 2-5). Самые популярные типы конструкций фюзеляжа современных самолётов — монокок (по-французски «единая оболочка») и полумонокок. Более подробно эти типы конструкций обсуждаются ниже в настоящей главе.

Крылья. Крылья -— это аэродинамические поверхности, прикреплённые к обеим сторонам фюзеляжа. Они обеспечивают подъемную силу, поддерживающую самолёт во время полёта. Существует множество конструкций крыльев, различных по форме и размерам. Механика создания крылом подъёмной силы рассмотрена в главе 4, «Аэродинамика полёта».

Крылья могут прикрепляться к верхней, средней или нижней частям фюзеляжа. Такие конструкции носят названия «высоко-», «средне-» и «низкоплан» соответственно. Число крыльев также может варьироваться. Самолёты с единственным набором крыльев называются монопланами, а с двумя наборами крыльев — бипланами (рис. 2-6).

Многие самолёты с высокорасположенным крылом снабжены внешними стяжками, или подкосами, которые во время полёта и приземления передают нагрузку на фюзеляж. Поскольку стяжки располагаются примерно посередине крыла, такой тип конструкции называется полуконсольным крылом. Некоторые самолёты с высокорасположенным и большинство самолётов с низкорасположенным крылом имеют крылья консольной, или свободнонесущей, конструкции, которые способны нести нагрузку без внешних подкосов.

Принципиальными структурными частями крыльев являются лонжерон, рёбра жёсткости и стрингеры (рис. 2-7). Они усиливаются фермами, двутавровыми балками, тюбингом или другими средствами (включая обшивку). Конфигурация рёбер жёсткости крыла определяет форму и толщину крыла (его аэродинамический профиль). В большинстве современных самолётов топливные баки являются составной частью структуры крыла либо представляют собой гибкие контейнеры, встроенные внутрь него.

К задней кромке крыла прикрепляются два типа управляющих поверхностей: элероны и закрылки. Элероны располагаются примерно от середины каждого крыла до его конца и двигаются в противоположных направлениях, создавая аэродинамические силы, заставляющие самолёт испытывать крен. Закрылки располагаются от фюзеляжа примерно до середины каждого крыла. При полёте в крейсерском режиме они обычно совпадают с поверхностью крыла. Во время взлёта и посадки закрылки выдвигаются, увеличивая подъёмную силу крыла (рис. 2-8).

Альтернативные типы крыльев. Некоторое время назад Федеральное управление граж-данской авиации США (FAA) расширило номенклатуру сертифицируемых им ЛА, добавив категорию «сверхлёгких ЛА». В конструкции этих летательных аппаратов для управления полётом и создания подъёмной силы могут использоваться самые различные методы. Они подробно рассмотрены в главе 4, «Аэродинамика полёта», описывающей воздействие средств управления на подъёмные поверхности разного типа (как крыла обычной конфигурации, так и предусматривающего изгиб либо перенос веса). Так, крыло ЛА, управляемого переносом веса, имеет сильно изогнутую форму, и управление полётом обеспечивается изменением положения тела пилота (рис. 2-9).

Хвостовое оперение. Хвостовое оперение включает в себя всю хвостовую группу и состоит как из неподвижных поверхностей (вертикальный и горизонтальный стабилизаторы), так и подвижных (руль направления, руль высоты и один или несколько триммеров) (рис. 2-10).

Руль направления прикрепляется к задней части вертикального стабилизатора. Во время полёта он используется для перемещения носа самолёта влево или вправо, в то время как руль высоты, прикреплённый к задней части горизонтального стабилизатора, перемещает нос самолёта вверх или вниз. Триммеры — это небольшие движущиеся части задней кромки управляющей поверхности, позволяющие снизить управляющее воздействие на рычаги управления. Триммеры могут устанавливаться на элероны, руль направления и/или руль высоты и контролируются из кабины пилота.

Второй тип хвостового оперения вообще не предполагает наличия руля высоты. Вместо этого оно включает в себя единый горизонтальный стабилизатор, вращающийся на центральном шарнире. Такая конструкция носит название «цельноповоротный стабилизатор». Стабилизатор, как и руль высоты, приводится в действие штурвалом управления. Например, когда шарнир отводится назад, цельноповоротный стабилизатор поворачивается таким образом, что задняя его кромка поднимается вверх. Цельноповоротные стабилизаторы снабжены антикомпенсатором, который устанавливается вдоль их задней кромки (рис. 2-11).

Антикомпенсатор перемещается в том же направлении, что и задняя кромка стабилизатора, и делает стабилизатор менее чувствительным. Помимо этого, антикомпенсатор работает в качестве триммера, снижая управляющее усилие и помогая сохранять цельноповоротный стабилизатор в желаемом положении.

Шасси. Шасси обеспечивает поддержку самолёта во время пар-ковки, руления, взлёта и посадки. Самый распростра-нённый тип шасси - колёсный, но самолёты также мо-гут оборудоваться поплавками для посадки на воду или лыжами для посадки на снег (рис. 2-12).

Шасси состоит из трёх колёс — двух основных и третьего, расположенного либо спереди, либо в задней части самолёта. Шасси с задним колесом носит название «шасси обычной схемы».

Самолёты с шасси обычной схемы иногда называют «самолетами с хвостовым колесом». Когда третье колесо располагается на носу самолёта, его называют «носовым колесом», а вся конструкция носит название «трёхколёсное шасси». Управляемое носовое или хвостовое колесо позволяет контролировать движение самолёта на земле. Большинство самолётов — как с носовым, так и с хвостовым колесом — управляется с помощью педалей руля направления. Некоторые самолёты могут управляться посредством тормозов с раздельным приводом на правое и левое основные колеса.

Силовая установка. Силовая установка включает в себя двигатель и воз-душный винт. Основная функция двигателя — обеспечивать вращение воздушного винта. Он также вырабатывает электроэнергию, является источником вакуума для некоторых бортовых инструментов, а в большинстве одномоторных самолётов — источником тепла для пилота и пассажиров (рис. 2-13).

Двигатель закрывается обтекателем или мотогондолой (различные типы кожуха). Назначение обтекателя или мотогондолы — снижать лобовое сопротивление самолета, а также обеспечивать охлаждение двигателя, направляя поток воздуха вокруг двигателя и цилиндров.

Воздушный винт, устанавливаемый перед двигателем, превращает момент вращения двигателя в тягу — тянущую вперед силу, которая позволяет перемещать самолёт в воздухе. Воздушный винт может также устанавливаться в задней части ЛА (винт толкающего типа). Воздушный винт — это вращающаяся аэродинамическая поверхность, которая обеспечивает тягу посредством создания аэродинамической силы. За поверхностью винта образуется область низкого давления, а перед ней — высокого. Разница давлений толкает воздух сквозь винт, и самолёт движется вперёд.

Эффективность воздушного винта определяется двумя параметры:
- угол установки лопасти винта, измеряемый между хордой лопасти и плоскостью вращения винта;
- шаг винта, определяемый как расстояние, которое проходит винт вперед за одно обращение (как бы ввинчиваясь в твердое тело).

Две эти величины, вместе взятые, позволяют оценить эффективность работы воздушного винта. Винты обычно подбираются к определенной комбинации конструкции и силовой установки ЛА таким образом, чтобы можно было достичь максимального кпд двигателя. Они могут тянуть или толкать ЛА (в зависимости от расположения двигателя).

Субкомпоненты. Субкомпонентами ЛА являются планер, электросистема, система управления полётом и тормозная система.

Планер — базовая структура ЛА, сконструированная таким образом, чтобы выдерживать все аэродинамические нагрузки, а также напряжения, связанные с весом топлива, экипажа и груза. Основная функция электросистемы ЛА — вырабатывать, регулировать и распределять электроэнергию внутри него. Электросистема может питаться от различных источников: например, генераторов переменного тока с приводом от двигателя, вспомогательных блоков питания или внешних источников. Она используется для питания навигационных приборов жизненно важных агрегатов (таких, как антиобледенительная система и т.д.), а также для обслуживания пассажиров (например, для освещения кабины).

Система управления полётом объединяет в себе устройства и системы, управляющие положением ЛА: воздухе и, в результате, траекторией его полёта. В большинстве самолётов обычной схемы используются тонкокромочные управляющие поверхности на шарнирах называемые рулями высоты (для тангажа), элеронами (для крена) и рулями направления (для рыскания). Поверхности контролируются из кабины ЛА, пилотем или автопилотом.

На самолёты обычно устанавливаются гидравлические тормозные системы с дисковыми или барабанными тормозами, аналогичными автомобильным. Дисковый тормоз состоит из нескольких пластин (колодок), которые оказывают давление на располагающийся между ними вращающийся диск, жестко связанный со ступицей колеса. В результате увеличения трения между диском и колодками колёса постепенно замедляют вращение, вплоть до полной остановки. Диски и колодки изготавливаются либо из стали (как в автомобилях), либо из углеродного материала, который легче и способен поглощать больше энергии. Тормозные системы самолётов используются, главным образом, на этапе посадки, поглощая при этом огромное количество энергии, поэтому продолжительность их жизни измеряется в количестве посадок, а не в километрах.