Samolyotning kili qayerda? Samolyot kili: dizayn

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Hatto dengizni hech qachon ko'rmagan odam ham xayrlashuv so'zini bilishi mumkin: "Kel ostida yetti fut". Va bu erda hech qanday savol yo'q. Kemaning kivisi uning korpusining ko'plab qismlari biriktirilgan eng muhim tarkibiy qismdir. Biroq, kimdir samolyotning kili qayerda joylashganini va u nima uchun xizmat qilishini biladimi?

Bu nima?

Bu barqarorlik "organ" bo'lib, samolyotni ma'lum bir yo'nalishda ushlab turishga imkon beradi. Kemalardan farqli o'laroq, samolyotning kivi vertikal quyruq qanotining ajralmas qismidir. Fyuzelajning pastki qismida samolyotlar uchun kili yo'q! Ammo bitta noziklik bor. Gap shundaki, bu qism fyuzelajning quvvat elementlari bilan chambarchas bog'langan va shuning uchun dengiz va havo nuqtai nazaridan umumiy narsa hali ham mavjud. Xo'sh, samolyotning kili qayerda? Oddiy qilib aytganda, bu dumning vertikal qismi.

U harakatsiz, uch nuqtada mahkamlangan, samolyotning markaziy chizig'iga simmetrik tarzda joylashtirilgan. Tashqi ko'rinishida bu tafsilot ideal trapezoid shakliga ega. Qoida tariqasida, samolyotning kili nayzalar, qovurg'alar va teridan iborat. Ushbu sxema klassik, ozgina o'zgarganbirinchi samolyot paydo bo'lganidan beri. Old shpal qiya joylashtirilgan (qoida tariqasida).

Tarzimlar

Ko'pincha kiel bitta, lekin ba'zi hollarda u ikki va hatto uch marta (parvonali bombardimonchilarda) qilingan. Ikkinchi holda, bu og'ir mashinaning yuqori yo'nalishli barqarorligini ta'minlash uchun talab qilinadi. Aytgancha, barcha samolyotlar kielning joylashishiga ko'ra uch turga bo'linadi:

• Oddiy naqshda qurilgan. Bu, masalan, A321 samolyotining o'ti.
• "O'rdaklar", ya'ni kilining gorizontal dumi qanotlari oldida joylashgan samolyot.
• "Dumsiz". Keeldan faqat vertikal dum qoladi, gorizontal aileronlar umuman yo'q.

Albatta, oxirgi ikki nav harbiy samolyotlarning "jamiyatiga" ko'proq xosdir, chunki kilichni bunday joylashtirish samolyotga ayniqsa yuqori manevr qobiliyatini berish uchun zarurdir.

Ba'zi hollarda yanada murakkab dizaynlardan foydalaniladi. Misol uchun, egni ostidagi tepaliklar (ular ham qorin bo'shlig'i). Ular parvoz paytida mukammal barqarorlikni saqlash juda muhim bo'lgan ba'zi bir tovushdan tez samolyotlarda qo'llaniladi. Shunday qilib, samolyotning o'ti ostida (bu erda biz allaqachon bilib oldik) qo'shimcha va ommaviy oqim mavjud. Ko'proq keng tarqalgan holat - bu dumning gorizontal o'simtalari odatda kielning eng yuqori qismiga o'tkazilishi kerak. Bu dvigatellar samolyotning orqa tomoniga o'rnatilgan bo'lsa sodir bo'ladi. Bunday diagrammani, masalan, ichida ko'rish mumkin"Il" mahalliy yuk-yo'lovchi samolyoti.

Bu nima uchun?

Ma'lumki, sokin ob-havo - bu yiliga bir necha marta sodir bo'ladigan ajoyib noyob hodisa. Aksariyat hollarda shamol bor, uning kuchi va yo'nalishi keskin farq qilishi mumkin. Samolyot uchayotganda, shamol yo'nalishi va yo'nalishiga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Samolyot o'z-o'zidan barqaror holatga qaytish uchun mo'ljallangan bo'lishi kerak. Faqat bu holatda xavfsiz parvoz mumkin.

Asosiy maqsad

Kelni loyihalashning asosiy qoidasi uni shunday joylashtirishdirki, u hech qanday sharoitda qanotdan yoqqa tushmaydi. Aks holda, yo'nalish barqarorligining keskin buzilishi va eng og'ir holatlarda butun quyruq birligining jismoniy deformatsiyasi va yo'q qilinishi mumkin. Shunday qilib, kielning asosiy maqsadi yo'nalish barqarorligini saqlashdir.

Koʻpgina samolyotlarning dizayni shundayki, bu qism harakatchan. Keelning burilishini sozlash orqali ekipaj kurs yo'nalishini boshqaradi. Harbiy samolyotlar bundan mustasno bo'lib, ularda boshqariladigan tortish vektoriga ega dvigatellar parvoz yo'nalishini o'zgartirish uchun javobgardir. Ularning holatida, samolyotning harakatlanuvchi kilini yasash (uning fotosurati maqolada mavjud) ahmoqlikdir, chunki manevr paytida haddan tashqari yuklanish natijasida u shunchaki qulab tushadi.

Kelka qanday barqarorlikni ta'minlaydi?

Barqarorlikning uch turi mavjud boʻlib, buning uchun samolyot konstruktsiyasiga kiel kiritilgan:

• Trek.
• Bo'ylama.
• Koʻndalang.

Keling, ushbu navlarning barchasini batafsilroq ko'rib chiqamiz. Shunday qilib, yo'nalish barqarorligi. Shuni esda tutish kerakki, parvoz paytida fyuzelyajning uzunlamasına barqarorligi yo'qolsa, samolyot inertial kuch tufayli bir muncha vaqt oldinga uchishni davom ettiradi. Shundan so'ng, havo oqimi og'irlik markazi orqasida joylashgan samolyotning orqa qismiga tusha boshlaydi. Bu holda kiel samolyotni o'z o'qi atrofida aylanishga majbur qiladigan aylanish kuchining paydo bo'lishining oldini oladi.

Bo'ylama barqarorlik. Samolyot normal rejimda uchayotgan deb faraz qilaylik, tortishish markazi uning fyuzelyajiga bosim o'tkazish markaziga to'g'ri keladi. Ayni paytda ko'p yo'nalishli kuchlar samolyot korpusini joylashtirishga moyil bo'lgan uning fyuzelyajida ham harakat qiladi. Yuk ko'tarish va tortishish bir vaqtning o'zida ishlaydi. Samolyotning kili (siz ushbu qismning fotosuratini maqolada ko'rasiz) muvozanatni ta'minlaydi, bu alohida holatda juda beqaror. Quyruq, o'q va stabilizatorlarsiz oddiy parvozni amalga oshirib bo'lmaydi.

Boshqa barqarorlik

Kirqish barqarorligi. Umuman olganda, bu omil oldingi xususiyatning mantiqiy davomi hisoblanadi. Ko'p yo'nalishli kuchlar kielning qanoti va lateral stabilizatorlariga ta'sir qilganda, ular samolyotni ag'darishga "harakat qilishadi". Qanotlarning shakli bunga qarshi turadi: agar siz ularga uzoqdan qarasangiz, ular kuchli ajratilgan yuqori "shoxlari" bilan "U" harfiga o'xshaydi. Ushbu shakl pozitsiyani o'z-o'zidan tuzatishni ta'minlaydikosmosdagi samolyot. Keel lateral barqarorlikni saqlashga yordam beradi.

Yodda tutingki, qanotli samolyotlar yuqori tezlikda ham kilga unchalik muhtoj emas. Agar u tushib qolsa, u holda qarshi kuchlarning o'sishi eksponent ravishda sodir bo'ladi. Shuning uchun, bu mashinalar uchun bunday yuqori yuklarga bardosh bera oladigan eng bardoshli va engil keel juda muhimdir. Va uni qanday qilib olishingiz mumkin? Keling, bu haqda gaplashamiz.

Zamonaviy samolyotlarni yaratish xususiyatlari

Hozirgi vaqtda Rosaviation mutaxassislari va ularning xorijlik hamkasblari eng yangi kompozit materiallardan tayyorlangan yirik qismlardan samolyot qismlarini (jumladan, kilini) yaratishga eʼtibor qaratmoqda.

Zamonaviy samolyotlar dizaynida ushbu birikmalarning ulushi muttasil oshib bormoqda. Mutaxassislarning ma'lumotlariga ko'ra, ularning hajm ulushi allaqachon 25% dan 50% gacha, kichik notijorat samolyotlar esa hatto 75% ga plastik va kompozitlardan iborat bo'lishi mumkin. Nima uchun bu yondashuv aviatsiyada keng tarqalgan? Gap shundaki, xuddi shu Boeing samolyotining polimer "qotishmalari" dan yasalgan o'ti juda kam og'irlikka, juda yuqori mustahkamlikka va standart materiallardan foydalanishga erishish mumkin bo'lmagan resursga ega.

Asosiy materiallar

Kompozitlardan nafaqat quyruqni, balki qanotlari va fyuzelyaj quvvat elementlarini loyihalashda eng asosli foydalanish, ular nafaqat juda kuchli, balki etarlicha kuchli bo'lishi kerak.moslashuvchan. Aks holda, parvoz yuklari ta'sirida strukturaning vayron bo'lish ehtimolini inkor etib bo'lmaydi.

Lekin har doim ham shunday emas edi. Shunday qilib, Sovet samolyotsozlik sanoatining faxri Tu-160 samolyoti, shuningdek, Oq oqqush yoki Blackjack nomi bilan tanilgan, … titanium qotishmalaridan yasalgan kilga ega. Bunday o'ziga xos va juda qimmat material ushbu mashinaning dizayniga katta stresslar qo'yilganligi sababli tanlangan bo'lib, bugungi kungacha xizmatdagi eng og'ir bombardimonchi unvonini saqlab kelmoqda. Biroq, baribir, kiel yaratishda bunday radikal yondashuv kamdan-kam uchraydi va shuning uchun bugungi kunda dizaynerlar oddiyroq kompozit materiallar bilan tez-tez shug'ullanishlari kerak.

Kompozit kil yaratishda qanday qiyinchiliklarga duch kelasiz?

Ishlab chiqish jarayonida mahalliy dizaynerlar bir qator murakkab vazifalarni hal qilishlari kerak edi:

• Kelning katta oʻlchamli qismlarini va boshqa uglerod-tolali uskunalarni infuzion usuli yordamida yaratish ishlab chiqildi.
• Shuningdek, kompozit materiallardan foydalanish uchun moʻljallanmagan ishlab chiqarishning asosiy bosqichlarini deyarli butunlay qayta koʻrib chiqish va qayta jihozlash kerak edi.

Boshqa funksiyalar

Ishlab chiqarish jarayoniga eng soʻnggi dasturiy taʼminot (FiberSim) kiritildi, bu esa eng yuqori darajadagi avtomatlashtirishga erishish imkonini beradi. Bundan tashqari, hozirda dizayni maqolada tasvirlangan samolyotning o'ti deyarli chizmalar mavjud bo'lmagan texnologiyalar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Ushbu yondashuv bilan ushbu qismni ishlab chiqarish quyidagichayo'l:

• Yakunlangan modelni loyihalash yoki tanlash. Bugungi kunda keel (asosan) "inson" ishlab chiquvchilar ishtirokisiz to'liq avtomatik rejimda ishlab chiqilgan.
• Ishlatilgan materiallarni kesish ham avtomatik rejimda amalga oshiriladi.
• Avtomatik rejimda keel va uning konstruktiv qismlarini yaratish uchun ishlatiladigan xom ashyolar joylashtiriladi.
• Qatlamlarni yotqizish kompyuter dasturi tomonidan boshqariladigan robot mexanizmlar yordamida amalga oshiriladi.

Bundan tashqari, keel ishlab chiqarishga zamonaviy yondashuv quyidagilarni taklif qiladi:

• Eng og'ir sharoitlarda sinovdan o'tgan prototiplarni doimiy ravishda yaratish.
• Buzilmaydigan sinov texnologiyalari ishlab chiqilmoqda, bu esa samolyotda kiel holatini doimiy ravishda kuzatib borish imkonini beradi.

MS-21 samolyotining quyruq blokini yaratishning ilg'or usullari

Unchalik uzoq boʻlmagan oʻtmishda aviatsiya sanoati mahalliy ishlab chiqaruvchilarning mutlaqo yangi MS-21 samolyotini yaratayotganliklari haqidagi eʼlonidan hayratda qolgan edi. Uning g'ayrioddiy tomoni shundaki, bu deyarli so'nggi o'ttiz yil ichida mamlakat ichidagi parvozlar uchun birinchi mahalliy avtomobildir. Uni ishlab chiqarish jarayonida ko'plab eng so'nggi texnologiyalar sinovdan o'tkazildi, ular asosan dumning innovatsion xususiyatlariga va butun quyruq yig'ilishiga ta'sir qildi.

MS-21 samolyotining kilining kessonini ishlab chiqish va ishlab chiqarish bilan mahalliy mutaxassislar quyidagilarga erishdilar:

• Ishlab chiqarishda ishlatiladigan barcha qismlar va xom ashyolarni kesishni to'liq avtomatlashtirish. Buning hisobiga butun quyruq birligi va ayniqsa kielning umumiy narxini kamida 50% kamaytirishga erishish mumkin edi.
• Quyruq blokini ishlab chiqarishda ProDirector dasturidan foydalaniladi, bu esa qismlarga ishlov berishda mukammal aniqlikka erishish imkonini beradi. Bu nafaqat kuchli, balki o'ta engil killar yaratish imkonini beradi.
• Shuningdek, zamonaviy samolyotning kili ikki marta egrilik texnikasi yordamida yaratilgan. Ularning yordami bilan qo'shimcha konstruktiv mustahkamlash zarur bo'lgan joylarda (samolyotning kivi ostida) ko'p yo'nalishli qalinlikka erishish mumkin.
• Bugungi kunda hatto kielning katta qismlarini ham maxsus avtoklavlarda "qovurish" mumkin. Natijada har qanday darajadagi yuklarga bardosh beradigan o'ta kuchli va qattiq komponentlar paydo bo'ldi.
• Qismlarning geometriyasini boshqarish ham murakkab kompyuterlashtirilgan tizimlar tomonidan boshqariladi.

Boshqa funksiyalar

Yangi texnologiya va texnikani qoʻllash hisobiga quyruq boʻlimi va kilini yaratishdagi mehnat zichligi 50-70% ga kamaydi. Bugungi kunda kiel va quyruq blokining to'rt mingdan ortiq qismlari davlat sinovlaridan o'tdi.

Asosiy yutuq - 7,6 x 2,5 m o'lchamdagi kiel quti qismlarini ishlab chiqarishning ishonchli va oddiy texnologiyasini ishlab chiqish. Hozirda ular Irkutsk aviatsiya zavodiga etkazib berila boshlandi. Ular zamonaviy kompozit materiallardan tayyorlangan va bu jarayonning xususiyatlariga aviatsiya texnikasining yetakchi xorijiy ishlab chiqaruvchilari allaqachon qiziqish uyg‘otgan.

Zamonaviy muammolar

Nima uchun biz shlyapalarni loyihalash va qurishning zamonaviy usullarini muhokama qilishga ko'p vaqt sarfladik? Gap shundaki, o'tgan asrning 60-yillaridan boshlab samolyotlarning tezligini yanada oshirish faqat ularning kuchini oshirib, ishlab chiqarishga mutlaqo yangi turdagi polimer materiallar joriy etilgan taqdirdagina mumkin bo'lishi aniq bo'ldi. Eng so'nggi avlod samolyotlari bilan bog'liq muammo shundaki, ularning dizayni (xususan, kiel) "charchoq" ga juda moyil. Shu sababli, o'tgan asrning taxminan 70-yillariga kelib, qanot va quyruq holatini kuzatishning ko'plab usullari ishlab chiqilgan.

Ishlab chiqarish talablari ham yuqori. Ehtiyot qismlarning har bir partiyasi harorat va bosim bilan sinovdan o'tgan tebranish stendlarida eng og'ir ortiqcha yuklarga duchor bo'ladi. Buning ajablanarli joyi yo'q, chunki eng kichik yoriqlar yuzlab yo'lovchilarning o'limiga olib keladi.

Shunday qilib, siz samolyotning kili qayerda va nima uchun ekanligini bilib oldingiz!