Самолет - Aircraft

Миг 21 самый производимый истребитель в мире.^[1]

В Ми-8 это наиболее производимый вертолет в истории.

В Cessna 172 Skyhawk это самый производимый самолет в истории.

An самолет это средство передвижения что может летать заручившись поддержкой воздуха. Он противостоит силе тяжести, используя либо статический подъем или используя динамический подъем из профиль,^[2] или в некоторых случаях толчок вниз из реактивные двигатели. Общие примеры самолетов включают самолеты, вертолеты, дирижабли (включая дирижабли ), планеры, парамоторы и воздушные шары.^[3]

Человеческая деятельность, окружающая самолет, называется авиация. Наука об авиации, включая проектирование и строительство самолетов, называется воздухоплавание. С экипажем самолет управляется бортовым пилот, но беспилотные летательные аппараты может управляться дистанционно или самостоятельно с бортового компьютеры. Самолеты можно классифицировать по различным критериям, таким как тип подъемника, двигательная установка самолета, использование и другие.

История

Летающие модели кораблей и истории пилотируемых полет вернуться на много веков назад; однако первый пилотируемый подъем - и безопасный спуск - в наше время был осуществлен с помощью более крупных воздушных шаров, разработанных в 18 веке. Каждый из двух Мировые войны привели к большим техническим достижениям. Следовательно, историю авиации можно разделить на пять эпох:

• Пионеры полета, с самых ранних экспериментов до 1914 г.
• Первая мировая война, 1914-1918 гг.
• Авиация между мировыми войнами, 1918-1939 гг.
• Вторая мировая война, 1939 по 1945 гг.
• Послевоенная эпоха, также называемый Jet Age, 1945 г. по настоящее время.

Способы подъема

Легче воздуха - аэростаты

Горячий воздух шарики

Аэростаты использовать плавучесть парить в воздухе почти так же, как корабли плывут по воде. Они характеризуются одной или несколькими большими ячейками или навесами, заполненными газом с относительно низкой плотностью, таким как гелий, водород, или же горячий воздух, который менее плотен, чем окружающий воздух. Когда его вес добавляется к весу конструкции летательного аппарата, он складывается до того же веса, что и воздух, который вытесняет летательный аппарат.

Маленькие воздушные шары, называемые небесные фонарики, были впервые изобретены в Древнем Китае до 3 века до н.э. и использовались в основном в культурных праздниках, и были лишь вторым типом летательных аппаратов, первым из которых был воздушные змеи, которые были впервые изобретены в Древнем Китае более двух тысяч лет назад. (Видеть династия Хан )

Дирижабль USS Акрон над Манхэттеном в 1930-е годы

А воздушный шар изначально был любой аэростат, а термин дирижабль использовался для больших, мощных самолетов - обычно с неподвижным крылом.^{[4][5][6][7][8][9]} В 1919 г. Фредерик Хэндли Пейдж сообщалось, что это относится к «воздушным кораблям», а с меньшими типами пассажиров - «воздушным яхтам».^[10] В 1930-х годах большие межконтинентальные летающие лодки также иногда назывались «воздушными кораблями» или «летающими кораблями».^[11][12] - хотя ничего еще не было построено. Появление воздушных шаров с приводом от двигателя, называемых дирижаблями, а позже и жестких корпусов, позволяющих значительно увеличивать размер, начало менять способ использования этих слов. Огромные силовые аэростаты, характеризующиеся жесткий внешний каркас и отдельная аэродинамическая обшивка, окружающая газовые баллоны, изготовлены Цеппелины являясь самым крупным и известным. По-прежнему не существовало самолетов с неподвижным крылом или нежестких аэростатов, достаточно больших, чтобы их можно было назвать дирижаблями, поэтому «дирижабль» стал синонимом этих самолетов. Затем несколько несчастных случаев, таких как Гинденбургская катастрофа в 1937 году привели к гибели этих дирижаблей. В настоящее время «воздушный шар» - это аэростат без двигателя, а «дирижабль» - это аэростат с двигателем.

Управляемый аэростат с приводом называется дирижабль. Иногда этот термин применяется только к нежестким воздушным шарам, а иногда дирижабль рассматривается как определение дирижабля (который может быть жестким или нежестким). Для нежестких дирижаблей характерен умеренно аэродинамический газовый баллон со стабилизирующими килями сзади. Вскоре они стали известны как дирижабли. В течение Вторая Мировая Война, эта форма получила широкое распространение для привязанные воздушные шары; в ветреную погоду это снижает нагрузку на трос и стабилизирует воздушный шар. Ник дирижабль был принят вместе с формой. В наше время любой маленький дирижабль или дирижабль называют дирижаблем, хотя дирижабль может быть как без двигателя, так и без него.

Тяжелее воздуха - аэродины

Летательные аппараты тяжелее воздуха, такие как самолеты, должны найти способ вытолкнуть воздух или газ вниз, чтобы произошла реакция (по законам движения Ньютона), толкнувшая летательный аппарат вверх. Это динамическое движение по воздуху является источником термина аэродин. Есть два способа создать динамический аптраст: аэродинамический подъемник, и лифт с приводом в виде тяги двигателя.

Аэродинамический подъемник с участием крылья самый распространенный, с самолет удерживается в воздухе движением крыльев вперед, и винтокрылый аппарат вращающимися крыльчатыми винтами, которые иногда называют роторными крыльями. Крыло - это плоская горизонтальная поверхность, обычно имеющая в поперечном сечении форму крыло. Чтобы летать, воздух должен течь над крылом и генерировать поднимать. А гибкое крыло крыло, сделанное из ткани или тонкого листового материала, часто натянутое на жесткий каркас. А летающий змей привязан к земле и зависит от скорости ветра над его крыльями, которые могут быть гибкими или жесткими, неподвижными или вращающимися.

С помощью механизированной подъемной силы самолет направляет тягу двигателя. вертикально вниз. V / STOL самолет, такой как Харриер Джамп Джет и Локхид Мартин F-35B взлет и посадка вертикально с помощью механизированной подъемной силы и переход на аэродинамическую подъемную силу в устойчивом полете.

Чистый ракета обычно не рассматривается как аэродин, поскольку его подъемная сила не зависит от воздуха (и даже может летать в космос); однако многие аэродинамические подъемники приводились в движение ракетными двигателями или им помогали. Ракеты с ракетными двигателями, которые получают аэродинамическую подъемную силу на очень высокой скорости за счет обтекания их телами воздуха, представляют собой крайний случай.

С неподвижным крылом

An Airbus A380, самый большой пассажир в мире авиалайнер

Предшественником самолета с неподвижным крылом является летающий змей. В то время как самолет с неподвижным крылом полагается на свою поступательную скорость для создания воздушного потока над крыльями, воздушный змей привязан к земле и полагается на ветер дует над крыльями, чтобы обеспечить подъем. Воздушные змеи были первым типом летательных аппаратов, и были изобретены в Китае около 500 г. до н. э. Перед испытанием самолета было проведено много аэродинамических исследований с воздушными змеями. аэродинамические трубы, стали доступны программы компьютерного моделирования.

Первые летательные аппараты тяжелее воздуха, способные управлять свободным полетом, были планеры. Планер, разработанный Джордж Кэли совершил первый настоящий пилотируемый управляемый полет в 1853 году.

Практичный силовой самолет с неподвижным крылом ( самолет или самолет) был изобретен Уилбур и Орвилл Райт. Помимо метода движение, для самолетов в целом характерны конфигурация крыла. Наиболее важные характеристики крыла:

• Количество крыльев - моноплан, биплан, так далее.
• Опора крыла - раскосная или консольная, жесткая или гибкая.
• Форма крыла в плане - включая соотношение сторон, угол подметать, и любые вариации по размеру (включая важный класс дельта-крылья ).
• Расположение горизонтального стабилизатора, если таковой имеется.
• Двугранный угол - положительный, нулевой или отрицательный (прямой).

А переменная геометрия самолет может изменять конфигурацию крыла во время полета.

А летающее крыло не имеет фюзеляжа, хотя на нем могут быть небольшие пузыри или капсулы. Противоположным этому является подъемное тело, у которого нет крыльев, но могут быть небольшие стабилизирующие и управляющие поверхности.

Эффект крыла в земле транспортные средства не считаются воздушными судами. Они эффективно «летают» близко к поверхности земли или воды, как обычные самолеты во время взлета. Примером может служить российский экраноплан (по прозвищу «Каспийское морское чудовище»). Самолет с двигателем также полагаться на эффект земли чтобы оставаться в воздухе с минимальной мощностью пилота, но это только потому, что у них такая недостаточная мощность - фактически, планер способен летать выше.

Самолет припаркован на земле в Афганистане

Винтокрыл

An автожир

Винтокрылые или винтокрылые летательные аппараты используют вращающийся винт с лопастями аэродинамического профиля (a поворотное крыло), чтобы обеспечить подъемник. Типы включают вертолеты, автожиры, и различные гибриды, такие как гиродины и составной винтокрыл.

Вертолеты ротор вращается валом с приводом от двигателя. Ротор толкает воздух вниз для создания подъемной силы. Наклоняя ротор вперед, нисходящий поток отклоняется назад, создавая тягу для полета вперед. Некоторые вертолеты имеют более одного ротора, а у некоторых есть роторы, вращаемые на концах газовыми струями.

Автожиры иметь несущие винты, с отдельной силовой установкой для обеспечения тяги. Ротор наклонен назад. Когда автожир движется вперед, воздух проходит через ротор вверх, заставляя его вращаться. Это вращение увеличивает скорость воздушного потока над ротором, обеспечивая подъемную силу. Роторные змеи представляют собой автожиры без двигателя, которые буксируются для увеличения скорости движения или привязаны к статическому якорю при сильном ветре для полета на кайте.

Циклогир вращают крылья вокруг горизонтальной оси.

Составной винтокрылый аппарат имеют крылья, которые обеспечивают некоторую или полную подъемную силу при прямом полете. В настоящее время они классифицируются как лифт с приводом типов, а не винтокрылых. Конвертоплан самолет (например, Bell Boeing V-22 Osprey ), наклонный, сиделка, и колеоптер у самолетов есть свои винты /пропеллеры горизонтальный для вертикального полета и вертикальный для прямого полета.

Другие методы подъема

Подъемное тело Х-24Б.

• А подъемное тело представляет собой корпус самолета, способный создавать подъемную силу. Если есть какие-либо крылья, они слишком малы, чтобы обеспечивать значительную подъемную силу, и используются только для обеспечения устойчивости и контроля. Подъемные тела неэффективны: они страдают от высокого лобового сопротивления и должны двигаться с высокой скоростью, чтобы создать достаточную подъемную силу для полета. Многие исследовательские прототипы, такие как Мартин Мариетта X-24, что привело к Космический шатл, поднимали тела, хотя космический шаттл - нет, а некоторые сверхзвуковой ракеты получить подъемную силу от воздушного потока над трубчатым телом.
• Лифт с приводом типы полагаются на подъемную силу двигателя для вертикального взлета и посадки (СВВП ). Большинство типов переходят на подъемник с неподвижным крылом для горизонтального полета. Классы механизированных подъемников включают: СВВП реактивный самолет (например, Харриер Джамп Джет ) и конвертопланы, такой как Bell Boeing V-22 Osprey, среди прочего. Несколько экспериментальных проектов полностью полагаются на тягу двигателя для обеспечения подъемной силы на протяжении всего полета, включая персональные подвесные платформы и реактивные ранцы. СВВП планы исследований включают Установка для измерения тяги Rolls-Royce.
• В Самолет Флеттнера использует вращающийся цилиндр вместо неподвижного крыла, получая подъемную силу от Эффект Магнуса.
• В орнитоптер получает тягу, взмахивая крыльями.

Масштаб, размеры и скорость

Размеры

Самый маленький самолет - это игрушки / предметы для отдыха, а еще меньше, нано-самолет.

Самый крупный самолет по размерам и объему (по состоянию на 2016 год) - британский 302 фута длиной (около 95 метров). Эйрландер 10, гибридный дирижабль с функциями вертолета и неподвижного крыла, который, как сообщается, способен развивать скорость до 90 миль в час (около 150 км / ч) и выдерживать в воздухе две недели с полезной нагрузкой до 22 050 фунтов (11 тонн).^[13][14][15]

Самый большой самолет по весу и самый большой из когда-либо построенных регулярных самолетов по состоянию на 2016 год.^{[Обновить]}, это Антонов Ан-225 Мрия. Этот российский шестидвигательный транспорт 80-х, построенный на Украине, имеет длину 84 метра (276 футов) и размах крыла 88 метров (289 футов). Он является мировым рекордсменом по полезной нагрузке после перевозки 428 834 фунтов (200 тонн) грузов и недавно совершил коммерческие перевозки 100-тонных грузов. При максимальной загруженной массе от 1,1 до 1,4 миллиона фунтов (550–700 тонн) это также самый тяжелый самолет, построенный на сегодняшний день. Он может путешествовать со скоростью 500 миль в час.^{[16][17][18][19][20]}

Самые большие военные самолеты - украинские / российские. Антонов Ан-124 Руслан (второй по величине самолет в мире, также используется как гражданский транспорт),^[21] и американский Локхид С-5 Галактика транспорт, взвешивание, погрузка, более 765 000 фунтов (более 380 тонн).^[20][22] 8-моторный, поршневой / пропеллерный Хьюз Н-4 Геркулес «Еловый гусь» - американец. Вторая Мировая Война деревянная летающая лодка с большим размахом крыльев (94 метра / 260 футов), чем у любого современного самолета, и высотой хвоста, равной самому высокому (Airbus A380-800 на высоте 24,1 метра / 78 футов) - совершила всего один короткий прыжок в конце 1940-х годов и никогда не вылетал из эффект земли.^[20]

Самыми крупными гражданскими самолетами, помимо отмеченных выше Ан-225 и Ан-124, являются: Airbus Beluga грузовой транспорт производный от Airbus A300 реактивный авиалайнер, Боинг Дримлифтер грузовой транспорт производный от Боинг 747 реактивный авиалайнер / транспорт (при создании в 1960-х годах 747-200B был самым тяжелым самолетом из когда-либо построенных, с максимальным весом 836000 фунтов (более 400 тонн)),^[22] и двухэтажный Airbus A380 "супер-джамбо" реактивный авиалайнер (крупнейший в мире пассажирский авиалайнер).^[20][23]

Скорости

Самый быстрый зарегистрированный полет самолета с двигателем и самый быстрый зарегистрированный полет самолета с воздушным двигателем был НАСА Х-43 А Пегас, а ГПВРД -мощный, гиперзвуковой, подъемное тело экспериментальный исследовательский самолет, на Мах 9,6 (почти 7000 миль в час). X-43A установил эту новую отметку и побил собственный мировой рекорд скорости 6,3 Маха, почти 5000 миль в час, установленный в марте 2004 года, в своем третьем и последнем полете 16 ноября 2004 года.^[24][25]

До X-43A самым быстрым зарегистрированным полетом самолета с двигателем (и до сих пор остается рекорд самого быстрого пилотируемого самолета с двигателем / самого быстрого пилотируемого самолета, не являющегося космическим кораблем), был Североамериканский X-15A-2 3 октября 1967 года самолет с ракетным двигателем со скоростью 4520 миль в час (7274 км / ч) и скоростью 6,72 Маха. За один полет он достиг высоты 354 300 футов.^[26][27][28]

Самыми быстрыми из известных серийных самолетов (кроме ракет и ракет), которые в настоящее время или ранее находятся в эксплуатации (по состоянию на 2016 год), являются:

• Самый быстрый самолет с неподвижным крылом и самый быстрый планер - это Космический шатл, гибрид ракетно-планерного типа, который повторно вошел в атмосферу в качестве планера с неподвижным крылом на скорости более 25 Маха - более чем в 25 раз больше скорости звука, примерно 17 000 миль в час при входе в атмосферу Земли.^[26][29]
• Самый быстрый военный самолет из когда-либо построенных: Локхид SR-71 Блэкберд, США разведка реактивный самолет с неподвижным крылом, летящий со скоростью выше 3,3 Маха (около 2200 миль в час на крейсерской высоте). 28 июля 1976 года SR-71 установил рекорд самого быстрого и высоколетящего летательного аппарата с абсолютным рекордом скорости 2193 миль в час и абсолютным рекордом высоты 85 068 футов. На момент вывода на пенсию в январе 1990 года это был самый быстрый воздушно-реактивный самолет / самый быстрый реактивный самолет в мире, рекорд по состоянию на август 2016 года.^{[Обновить]}.^{[26][30][31][32][33][34]}

Примечание: некоторые источники называют вышеупомянутый X-15 «самым быстрым военным самолетом», потому что это частично был проект ВМС и ВВС США; однако X-15 не использовался в реальных военных операциях, не являющихся экспериментальными.^[28]

• Самыми быстрыми из современных военных самолетов являются советские / российские. Микоян-Гуревич МиГ-25 - способна развивать скорость 3,2 Маха (2170 миль в час) за счет повреждения двигателя, или 2,83 Маха (1920 миль в час), как правило, - и российский Микоян МиГ-31 E (также может нормально развивать скорость 2,83 Маха). Оба являются реактивными истребителями-перехватчиками, находящимися в активной эксплуатации по состоянию на 2016 год.^[35][36][37]
• Самый быстрый из когда-либо построенных гражданских самолетов и самый быстрый пассажирский авиалайнер из когда-либо построенных: недолго эксплуатируемый Туполев Ту-144 сверхзвуковой реактивный авиалайнер (2,35 Маха, 1600 миль / ч, 2 587 км / ч), который, как полагали, летел со скоростью около 2,2 Маха. Ту-144 (официально эксплуатировавшийся с 1968 по 1978 год, закончившийся после двух аварий небольшого флота) пережил свой соперник, Конкорд (2,23 Маха), французско-британский сверхзвуковой авиалайнер, который, как известно, курсирует со скоростью 2,02 Маха (1,450 миль / ч, 2333 км / ч на крейсерской высоте), работал с 1976 года до тех пор, пока небольшой флот Concorde не был навсегда остановлен в 2003 году после крушения одного из самолетов. начало 2000-х.^{[26][28][38][39]}
• Самый быстрый гражданский самолет в настоящее время летает: Cessna Citation X, американский бизнес-джет, способный развивать скорость 0,935 Маха (более 600 миль в час на крейсерской высоте). Его соперник, американец Gulfstream G650 бизнес-джет, может достигать 0,925 Маха^{[26][28][40][41]}
• Самым быстрым авиалайнером в настоящее время является Боинг 747, заявленная как способная двигаться со скоростью более 0,885 Маха (более 550 миль в час). Раньше самыми быстрыми были неспокойные, недолговечные русские (СССР) Туполев Ту-144 SST (2.35 Маха) и французский / британский Конкорд (2,23 Маха, обычно крейсерская скорость 2 Маха).^[26][38][39] Перед ними Convair 990 Coronado Реактивный авиалайнер 1960-х летал со скоростью более 600 миль в час.

Движение

Самолет без двигателя

Планеры являются летательными аппаратами тяжелее воздуха, которые не используют тяговую установку после полета. Взлет может осуществляться путем запуска вперед и вниз с высоты или путем подъема в воздух на буксирном тросе с помощью наземной лебедки или транспортного средства, или летательного аппарата-буксира с двигателем. Чтобы планер мог поддерживать скорость и подъемную силу вперед, он должен снижаться по отношению к воздуху (но не обязательно по отношению к земле). Многие планеры умеют «парить», т.е., набрать высоту за счет восходящих потоков, например тепловых потоков. Первый практичный управляемый образец был разработан и построен британским ученым и пионером. Джордж Кэли, которого многие называют первым авиационным инженером. Распространенные примеры планеров: планеры, дельтапланы и парапланы.

Шарики дрейфует с ветром, хотя обычно пилот может контролировать высоту, либо нагревая воздух, либо выпуская балласт, что дает некоторый контроль направления (поскольку направление ветра меняется с высотой). Гибридный воздушный шар в форме крыла может скользить по направлению при взлете или падении; но шар сферической формы не имеет такого контроля направления.

Воздушные змеи самолеты^[42] привязанные к земле или другому объекту (стационарному или мобильному), который поддерживает натяжение троса, или кайт-леска; они полагаются на виртуальный или реальный ветер, дующий над и под ними, чтобы создать подъемную силу и сопротивление. Китоны представляют собой гибриды воздушного шара и воздушного змея, которые имеют форму и привязаны для получения отклонений от кайтинга и могут быть легче воздуха, плавучей нейтральной или тяжелее воздуха.

Самолет с двигателем

Самолеты с двигателями имеют один или несколько бортовых источников механической энергии, обычно авиационные двигатели хотя резина и рабочая сила также использовались. Большинство авиадвигателей либо легкие поршневые двигатели или же газовые турбины. Топливо двигателя хранится в баках, обычно в крыльях, но у более крупных самолетов также есть дополнительные топливные баки в фюзеляж.

Винтовой самолет

А турбовинтовой -двигатель DeHavilland Twin Otter адаптирован как гидросамолет

Винтовой самолет использовать один или несколько пропеллеры (винты) для создания тяги в прямом направлении. Пропеллер обычно устанавливается перед источником питания в конфигурация трактора но может быть установлен сзади в конфигурация толкателя. Варианты компоновки винта включают: пропеллеры встречного вращения и канальные вентиляторы.

Для привода гребных винтов использовались многие виды силовых установок. Ранние дирижабли использовали человеческую силу или Паровые двигатели. Более практичный поршневой двигатель внутреннего сгорания использовался практически для всех самолетов до Вторая Мировая Война и до сих пор используется во многих небольших самолетах. В некоторых типах турбинные двигатели используются для приведения в действие пропеллера в виде винта. турбовинтовой или же пропфан. Полет человека была достигнута, но не превратилась в практическое средство передвижения. Беспилотные самолеты и модели также использовали такие источники энергии, как электродвигатели и резинки.

Реактивный самолет

Lockheed Martin F-22A Raptor

Реактивный самолет использовать воздушно-реактивные двигатели, которые всасывают воздух, сжигают с ним топливо в камера сгорания, и ускорьте выхлоп назад, чтобы обеспечить тягу.

Различные конфигурации реактивного двигателя включают турбореактивный и турбовентилятор, иногда с добавлением форсаж. Те, у кого нет вращающегося турбомашин, включают импульсный и прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Эти простые с механической точки зрения двигатели не создают тяги в неподвижном состоянии, поэтому летательный аппарат необходимо разгонять до скорости полета с помощью катапульты, такой как Летающая бомба Фау-1, или ракета, например. Другие типы двигателей включают моторджет и двухцикловый Пратт и Уитни J58.

По сравнению с двигателями, использующими гребные винты, реактивные двигатели могут обеспечивать гораздо более высокую тягу, более высокие скорости и, на высоте более 40 000 футов (12 000 м), большую эффективность.^[43] Они также намного более экономичны, чем ракеты. Как следствие, почти все большие, высокоскоростные или высотные самолеты используют реактивные двигатели.

Винтокрыл

Некоторые винтокрылые машины, например вертолеты, иметь поворотное крыло с приводом или ротор, где диск ротора можно немного наклонить вперед, чтобы часть его подъемной силы была направлена ​​вперед. Ротор, как и воздушный винт, может приводиться в движение различными способами, такими как поршневой двигатель или турбина. Эксперименты также использовали форсунки на концах лопастей ротора.

Другие типы двигателей самолетов

• Самолет с ракетным двигателем время от времени экспериментировали, и Мессершмитт Me 163 Комет истребитель даже видел боевые действия во Второй мировой войне. С тех пор они были ограничены исследовательскими самолетами, такими как Североамериканский X-15, которые попали в космос, где не могут работать воздушно-реактивные двигатели (ракеты несут собственный окислитель). Ракеты чаще использовались в качестве дополнения к главной силовой установке, обычно для ракетный взлет тяжело загруженных самолетов, но также для обеспечения возможности быстрого рывка в некоторых гибридных конструкциях, таких как Сондерс-Роу SR.53.
• В орнитоптер получает тягу, взмахивая крыльями. Он нашел практическое применение в модельный ястреб используется для замораживания хищных животных в неподвижности, чтобы их можно было поймать, и в игрушечных птицах.

Дизайн и конструкция

Самолеты разработан согласно многим факторам, таким как спрос клиентов и производителей, безопасность протоколы и физические и экономические ограничения. Для многих типов самолетов процесс проектирования регулируется национальными органами по летной годности.

Основные части самолета обычно делятся на три категории:

• В структура состоит из основных несущих элементов и сопутствующего оборудования.
• В силовая установка (если он запитан) включает источник питания и связанное с ним оборудование, как описано выше.
• В авионика содержат системы управления, навигации и связи, обычно электрические.

Структура

Подход к проектированию конструкции широко варьируется в зависимости от типа самолета. Некоторые из них, например парапланы, состоят только из гибких материалов, которые действуют при растяжении и опираются на аэродинамическое давление, чтобы сохранять свою форму. А воздушный шар аналогично полагается на внутреннее давление газа, но может иметь жесткую корзину или гондолу, подвешенную под ней, чтобы нести полезную нагрузку. Ранние самолеты, в том числе дирижабли, часто используются гибкие допированный тканевое покрытие самолета чтобы получить достаточно гладкую аэродинамическую оболочку, натянутую на жесткий каркас. Более поздние самолеты использовалимонокок техники, при которых обшивка самолета достаточно жесткая, чтобы нести большую часть полетных нагрузок. В настоящей монококовой конструкции не остается никакой внутренней конструкции.

Основные конструктивные элементы самолета зависят от его типа.

Аэростаты

Типы легче воздуха характеризуются одним или несколькими газовыми баллонами, обычно с несущей конструкцией из гибких тросов или жестким каркасом, называемым его корпусом. К несущей конструкции также могут быть прикреплены другие элементы, такие как двигатели или гондола.

Аэродины

Схема планера для AgustaWestland AW101 вертолет

Типы тяжелее воздуха характеризуются одним или несколькими крыльями и центральным фюзеляж. Фюзеляж обычно также имеет хвостовую часть или оперение для устойчивости и управляемости, а также шасси для взлета и посадки. Двигатели могут располагаться на фюзеляже или крыльях. На самолет крылья жестко прикреплены к фюзеляжу, а на винтокрылый аппарат крылья прикреплены к вращающемуся вертикальному валу. В небольших конструкциях иногда используются гибкие материалы для части или всей конструкции, которые удерживаются на месте либо жесткой рамой, либо давлением воздуха. Неподвижные части конструкции включают планер.

Авионика

Авионика включает системы управления полетом самолета и сопутствующее оборудование, включая кабина приборы, навигация, радар, мониторинг и системы связи.

Летные характеристики

Конверт полета

Контур полета самолета относится к его утвержденным проектным возможностям с точки зрения скорость полета, коэффициент нагрузки и высота.^[44][45] Этот термин может также относиться к другим оценкам летно-технических характеристик воздушного судна, например маневренности. Когда самолет подвергается жестокому обращению, например, когда он ныряет на слишком высокой скорости, говорят, что он летит вне конверта, что считается безрассудным, поскольку оно вышло за пределы проектных ограничений, установленных производителем. Выход за пределы допустимого диапазона может иметь известный результат, например: трепетать или выход на невозвратный спин (возможные причины границы).

Классифицировать

В Боинг 777-200LR - один из самых дальнемагистральных авиалайнеров, способный совершать полеты более чем на половину земного шара.

Дальность - это расстояние, на котором самолет может пролететь взлететь и посадка, поскольку ограничено временем, когда он может оставаться в воздухе.

Для летательного аппарата с двигателем ограничение по времени определяется топливной загрузкой и нормой потребления.

Для самолета без двигателя максимальное время полета ограничено такими факторами, как погодные условия и выносливость пилота. Многие типы самолетов работают только в светлое время суток, а воздушные шары ограничены подачей подъемного газа. Дальность действия можно рассматривать как среднюю путевую скорость, умноженную на максимальное время нахождения в воздухе.

В Airbus A350 сейчас самый дальний авиалайнер.

Динамика полета

Динамика полета - это наука об ориентации и управлении воздушным транспортным средством в трех измерениях. Три критических параметра динамики полета: углы поворота вокруг три оси которые проходят через автомобильный центр гравитации, известный как подача, рулон, и рыскание.

• Рулон - это вращение вокруг продольной оси (эквивалент прокатки или крениться судна), дающее движение законцовок крыла вверх-вниз, измеренное по углу крена или крена.
• Шаг - это вращение вокруг горизонтальной оси в сторону, обеспечивающее движение носа самолета вверх-вниз, измеренное с помощью угол атаки.
• Рыскание - это вращение вокруг вертикальной оси, дающее поперечное движение носа, известное как боковое скольжение.

Динамика полета связана с устойчивостью и контролем вращения самолета вокруг каждой из этих осей.

Стабильность

В оперение из Боинг 747-200

Летательный аппарат, который нестабилен, имеет тенденцию отклоняться от предполагаемой траектории полета, и поэтому летать с ним трудно. Очень устойчивый самолет имеет тенденцию оставаться на своей траектории полета и с ним трудно маневрировать. Поэтому для любой конструкции важно добиться желаемой степени устойчивости. С момента широкого использования цифровых компьютеров все чаще конструкции становятся нестабильными по своей природе и полагаются на компьютеризированные системы управления для обеспечения искусственной стабильности.

Неподвижное крыло обычно нестабильно по тангажу, крену и рысканью. Стабильность по тангажу и рысканию обычных конструкций с неподвижным крылом требует горизонтальные и вертикальные стабилизаторы,^[46][47] которые действуют аналогично перьям на стрелке.^[48] Эти стабилизирующие поверхности позволяют уравновесить аэродинамические силы и стабилизировать динамика полета тангажа и рыскания.^[46][47] Обычно они крепятся на хвостовой части (оперение ), хотя в утка В такой компоновке основное кормовое крыло заменяет носовой упор в качестве стабилизатора тангажа. Тандемное крыло и бесхвостый самолет полагаться на то же общее правило для достижения остойчивости, причем кормовая поверхность является стабилизирующей.

Вращающееся крыло обычно неустойчиво на рысканье, поэтому требуется вертикальный стабилизатор.

Воздушный шар обычно очень стабилен по тангажу и крену из-за того, как полезная нагрузка подвешена под центром подъемной силы.

Контроль

Поверхности управления полетом позволить пилоту управлять самолетом отношение полета и обычно являются частью крыла или устанавливаются на соответствующей стабилизирующей поверхности или составляют единое целое с ней. Их разработка стала критическим прорывом в истории авиации, которая до этого момента была неуправляемой в полете.

Аэрокосмические инженеры развивать Системы управления ориентации (отношения) транспортного средства к его центр массы. Системы управления включают в себя приводы, которые прикладывают силы в различных направлениях и создают силы вращения или моменты о аэродинамический центр самолета и, таким образом, вращать его по тангажу, крену или рысканию. Например, момент тангажа представляет собой вертикальную силу, приложенную на расстоянии вперед или назад от аэродинамического центра летательного аппарата, заставляющую летательный аппарат наклоняться вверх или вниз. Системы управления также иногда используются для увеличения или уменьшения сопротивления, например, чтобы замедлить самолет до безопасной скорости для посадки.

Две основные аэродинамические силы, действующие на любой самолет, - это подъемная сила, поддерживающая его в воздухе, и тащить противодействуя его движению. Поверхности управления или другие методы также могут использоваться для непосредственного воздействия на эти силы, не вызывая вращения.

Воздействие использования самолета

Разрешение на самолет на большое расстояние, высокая скорость путешествовать и может быть более экономичный вид транспорта при некоторых обстоятельствах. Самолеты имеют воздействие на окружающую среду и климат Однако помимо соображений топливной эффективности. Они также относительно шумный по сравнению с другими видами путешествий и высотными самолетами следы, которые, как показывают экспериментальные данные, могут изменить погодные условия.

Использование для самолетов

Самолеты производятся нескольких различных типов, оптимизированных для различных целей; военный самолет, который включает не только боевые типы, но и многие типы самолетов поддержки, и гражданский самолет, которые включают все невоенные типы, экспериментальные и модельные.

Военный

Боинг B-17E в полете

Военный самолет - это любой самолет, который эксплуатируется легальными или повстанческими вооруженными силами любого типа.^[49] Военные самолеты могут быть как боевыми, так и небоевыми:

• Боевые самолеты - самолеты, предназначенные для поражения техники противника с использованием собственного вооружения.^[49] Боевые самолеты широко делятся на истребители и бомбардировщики, с несколькими промежуточными типами, такими как истребители-бомбардировщики и штурмовик, включая ударные вертолеты.
• Небоевые самолеты не предназначены для ведения боя в качестве их основной функции, но могут нести оружие для самообороны. Небоевые роли включают поиск и спасение, разведку, наблюдение, транспортировку, обучение и дозаправка в воздухе. Эти самолеты часто являются вариантами гражданских самолетов.

Большинство военных самолетов имеют двигатели тяжелее воздуха. Другие типы, такие как планеры и воздушные шары, также использовались в качестве военных самолетов; например, воздушные шары использовались для наблюдения во время американская гражданская война и Первая Мировая Война, и военные планеры использовались во время Вторая Мировая Война высадить войска.

Гражданская

Agusta A109 вертолет Швейцарская служба спасения с воздуха

Гражданские самолеты делятся на коммерческий и Общее типы, однако есть некоторые совпадения.

Коммерческий самолет включают типы, предназначенные для регулярных и чартерных рейсов авиакомпаний, перевозящих пассажиров, Почта и другие груз. Наиболее крупными пассажирскими типами являются авиалайнеры, самые большие из которых широкофюзеляжный самолет. Некоторые из более мелких типов также используются в авиация общего назначения, а некоторые из более крупных типов используются как VIP самолет.

Авиация общего назначения является универсальным, охватывающим другие виды частный (когда пилоту не платят за время или расходы) и коммерческое использование, включая широкий спектр типов самолетов, таких как бизнес-джеты (bizjets), тренеры, самодельный, планеры, боевые птицы и воздушные шары назвать несколько. Подавляющее большинство самолетов сегодня относятся к типам авиации общего назначения.

Экспериментальный

Экспериментальный самолет - это самолет, который не был полностью испытан в полете или который имеет Специальный сертификат летной годности, что на языке США называется экспериментальным сертификатом. Это часто означает, что самолет испытывает новые аэрокосмические технологии, хотя этот термин также относится к самолетам любительской сборки и китам, многие из которых основаны на проверенных конструкциях.

Модель самолета, весом шесть грамм

Модель

Модель самолета - это небольшой беспилотный самолет, созданный для полета для развлечения, для статической демонстрации, аэродинамических исследований или для других целей. А масштабная модель является точной копией более крупного дизайна.

Смотрите также

Списки

• Ранние летающие машины
• Рекорд высоты полета
• Список самолетов
• Список гражданских самолетов
• Список истребителей
• Список отдельных самолетов
• Список больших самолетов
• Список авиационных, аэрокосмических и авиационных терминов

Темы

• Угон самолета
• Обнаружение самолетов
• Управления воздушным движением
• Аэропорт
• Летающая машина
• Личный воздушный транспорт
• Парашют с приводом
• Космический корабль
• Космоплан

Рекомендации

• Ганстон, Билл (1987). Jane's Aerospace Dictionary 1987. London, England: Jane's Publishing Company Limited. ISBN  978-0-7106-0365-4.

внешняя ссылка

История

• The Evolution of Modern Aircraft (NASA)
• Виртуальный музей
• Смитсоновский музей авиации и космонавтики — Online collection with a particular focus on history of aircraft and spacecraft
• Amazing Early Flying Machines slideshow by Жизнь журнал

Информация

• Airliners.net
• Aviation Dictionary Free aviation terms, phrases and jargons
• New Scientist's Aviation page