Cum taxiurile un avion la sol. Cum funcționează controlul aeronavei în plan orizontal și vertical? Explicația din punct de vedere fizic este destul de simplă, dar este mai greu de implementat în practică.

Și din nou smulgem vălurile secretelor. Deși, care sunt secretele aici? Totul este transparent, sincer, deschis. Astăzi voi continua seria de programe educaționale cu tema cum piloții zboară un avion. Pe fondul diferitelor așa-numite Întrebări „Chaynikovsky” pe care mie (și altora) mi se pun, aș dori să subliniez în special „problema mâinii stângi”.

După cum se știe, în cockpitul unui modern avion de pasageri sunt doua volane daca vorbim de un avion traditional sau doua sidestick-uri daca vorbim de produse Airbus sau UAC.

De fapt, comentariul de mai jos este cel care m-a determinat să scriu această postare:

„Denis, în avioanele cu joystick, piloții trebuie să fie ambidextri. Înseamnă că căpitanul trebuie să controleze cu mâna stângă?

Observație - stick-uri laterale ale aeronavei pornite Limba engleză se numesc sidestick-uri, dar în viața de zi cu zi, desigur, au primit porecla de „joystick”, dacă nu te superi, o voi numi și joystick.

Iată-le în cabina A320, în stânga și în dreapta (fotografie luată de pe Internet)

Dar iată-l în Superjet. Există unul ca acesta în stânga.

Dar nu voi merge mai departe și voi răspunde la această întrebare. Ca de obicei, îmi voi permite să răbufnesc și să vin de departe.

Dacă doriți să luați o comandă rapidă și nu doriți să citiți lucruri elementare despre principiile controlului avioanelor și diferențele dintre Boeing și Airbus, atunci puteți pur și simplu să derulați în jos până la ultima parte.

Mulți pasageri au părerea că Comandantul pilotează întotdeauna. Acest lucru este incorect, pentru că. probabilitatea ca astăzi să fii condus prin buzunare de aer copilotul este destul de mare, aproximativ 50%, și nu trebuie neglijat sub nicio formă.

Considerăm cele de mai sus a fi o încercare stângace de glumă, dar chiar și a existat ceva adevăr în ea, și anume, o probabilitate de 50%. De obicei, piloții își împart zborurile în jumătate. Da, există PIC care preferă să efectueze singuri majoritatea zborurilor folosind pilotul automat 100%, dar sunt și cei care din trei zboruri le dau cel puțin două copiloților lor.

(Sunt unul dintre cei din urmă)

Prin urmare, în medie, aceeași 50% iese. Ambii piloți ar trebui să poată face acest lucru, dar numai comandantul are responsabilitatea principală pentru tot ceea ce se întâmplă și, prin urmare, primește mai mult salariu decât copilotul (deși în companiile occidentale cu sistemul lor de vechime sunt posibile opțiuni).

Așadar, pentru ca ambii piloți să aibă șanse mai mult sau mai puțin egale de a pilota aeronava, li se oferă un volan/joystick în mâini, pedale în picioare și un laringofon la gât.

Pedalele îndeplinesc aceleași funcții ici și acolo - suport pentru picioare pentru pilot, Ei controlează, de asemenea, cârma, care se află pe aripioarele aeronavei. Dacă devii pedala stângă în zbor (și anume, mișcă-o înainte, în timp ce pedala dreaptă se mișcă înapoi cu o valoare egală ca mărime), atunci avionul va începe să-și rotească nasul spre stânga și, în același timp, să se rotească spre stânga. . Acest lucru trebuie făcut cu mare atenție, deoarece... Când controlați un avion de-a lungul cursului cu ajutorul pedalelor, are loc o alunecare pe aripa care este în exteriorul virajului. În timpul mișcărilor bruște, poate fi mare, ceea ce este plin de pierderi de viteză și chiar de blocare, iar sarcina pe chilă poate fi complet excesivă! Piloții folosesc pedalele în zbor doar pentru a combate vânturile transversale în timpul decolărilor și aterizării, precum și în unele situații de urgență.

Când aeronava se deplasează pe sol apăsând pedalele (acum vorbim despre apăsarea pedalei la fel ca la mașinile în care pedalele sunt prinse pe podea), pilotul frânează roțile. Apăsarea pedalei din stânga va aplica frânele trenului principal de aterizare din stânga, iar apăsarea pedalei din dreapta va aplica frânele din dreapta. Desigur, puteți apăsa în același timp.

Și la sfârșitul conversației despre pedale - pe majoritatea aeronavelor, acestea sunt, de asemenea, folosite pentru a controla rotația roților trenului de aterizare din față. Adevărat, cel mai adesea la un unghi mic - astfel încât să fie suficientă corectarea abaterilor în timpul decolării sau frânării pe pistă, dacă avionul se mișcă cu viteză insuficientă, la care cârma nu este încă eficientă.

Folosind jugul sau joystick-ul, pilotul poate ridica sau coborî nasul avionului (crește sau micșorează pasul, dacă ești inteligent), poate crea o rulare la stânga sau la dreapta sau ambele în același timp. Concomitent cu introducerea aeronavei într-o rulare, ea însăși, în conformitate cu legile aerodinamicii, începe să-și schimbe cursul în direcția ruliului și face acest lucru fără probleme și confortabil pentru pasageri.

(La aeronavele mici, cu viteză redusă, cu aripi foarte nematurate, pentru a efectua o viraj coordonat - adică atunci când zburați într-un banc fără alunecare pe nicio aripă - trebuie să vă ajutați cu pedala, de unde și cuvântul „pedală”, care pilotul folosește pentru a înlocui cuvântul „pilot”).

Există o anumită diferență între metodele de control ale „aeronavelor tradiționale” și cele moderne - Airbus și superjet-uri. În cel din urmă, pilotul controlează avionul printr-o sită de legi computerizate, ceea ce pune punctul final în a determina exact cât și cât de repede dorește pilotul să modifice parametrii mișcării avionului în spațiu. Și conform unor legi speciale, fie se supune dorinței timide a pilotului, fie nu permite celor deosebit de îndrăzneți să execute o rulare sau altă manevră acrobatică.

În același timp, prin mișcarea joystick-ului, pilotul stabilește ruliul și pasul avionului cu care dorește să zboare, după care se poate opri din joc, iar avionul va continua să zboare în aceste unghiuri, iar joystick-ul în sine va ieși în afară. neutru.

La aeronavele tradiționale, gradul de influență a computerului asupra deciziilor piloților nu este atât de pronunțat, așa că, dacă se dorește, un pilot al unui B737 sau chiar al unui 747 uriaș poate încerca să efectueze o viraj de luptă sau cel puțin o rostogolire. Adevărat, aceasta este o idee foarte, foarte stupidă, chiar mai idioată decât driftul într-un camion KamAZ angajat în exploatare forestieră.

Manevrarea unor astfel de aeronave este încă o artă care necesită ceva timp pentru a fi stăpânită, pentru că... Pilotul trebuie să mențină el însuși parametrii doriti (ruliu, înclinare) în timpul manevrei și trebuie întreprinse constant acțiuni corective. Într-o atmosferă turbulentă, plus când se schimbă modul de funcționare al motoarelor, avionul are tendința de a-și arăta „limba” pilotului, să se eschiveze și să se îndepărteze de parametrii doriti... și dacă pilotul nu strânge acest lucru în mugur, apoi va trebui din nou să adune săgețile într-o grămadă.”

Piloții cu experiență dezvoltă o senzație specială numită „senzația fundului de avion”, care le va permite să sincronizeze mișcarea perturbată a aeronavei și reacția lor la aceasta aproape în timp real.

Desigur, 737 are și anumite protecții, de exemplu, se vor lupta până la ultimul, dacă pilotul vrea brusc să arunce avionul într-o pistă - porniți alarma, scuturați volanul, coborâți lamelele, deviați stabilizatorul într-o scufundare, creșteți sarcina pentru a prelua volanul, dacă pilotul este complet uluit și continuă să încerce să doboare avionul.

Dar aceasta este departe de protecția pe care o oferă Superjetul autohton. Cu siguranță este conceput pentru idioții din cockpit, pentru că... Doar idioții ar crea o situație în care o pedală este tot la stânga, să zicem, iar joystick-ul să fie până la capăt la dreapta. Pentru un Superjet, o astfel de clătinare nu provoacă nicio îngrijorare, permiteți-mi să vă reamintesc, el decide singur cum și cât de mult să devieze suprafețele de control și adaugă forță motoarelor dacă devine foarte rău și dacă vreau să mă balansez; B737 așa, atunci va trebui să încerc foarte mult să fac ca avionul să nu decline.

Între cele două „filozofii” polare mai există una - conceptul modern Boeing, implementat pe B777 și B787. Pilotul controlează avionul cu cârma, dar exclusiv printr-un computer, care îl ajută pe pilot prin protecție sigură și necazuri mai mici, similare cu aceleași soluții care sunt implementate pe Airbus-uri.

Dar, cu toate acestea, Boeing nu a vrut să meargă până la capăt, adică să introducă pilotarea după principiul „menținerii constant a unui ruliu și pas dat”, astfel că pilotul trebuie să controleze parametrii în timpul manevrei, deși acest lucru va fi mai ușor de făcut decât pe B737.

Viitorul, desigur, constă în conceptul „fly-by-wire”, în care comenzile nu sunt conectate mecanic la suprafețele de control, toate semnalele de intrare sunt procesate de un computer și ieșirea primește valoarea care se potrivește cel mai bine condiţiile sarcinii. Acest lucru vă permite să implementați protecția împotriva orice și a tuturor la un nivel complet diferit față de aeronavele din generațiile anterioare.

În orice caz, asistentul automat îl completează pe pilot, dar nu îl înlocuiește. Taie colțuri, dar nu deschide noi terenuri.

Deci, să rezumam rezultatul intermediar. Picioarele pe pedale mână pe joystick, mâinile la cârmă.

Se pare că pilotul Airbus are o mână nefolosită?

Desigur, acest lucru nu este adevărat! La urma urmei, poate ține o lingură cu ea, pentru că cel mai important avantaj al acestui avion este că are o masă extensibilă! Imaginați-vă cât de romantic este - zburați, virați cu o mână și amestecați leneș cafeaua răcoritoare cu stânga!

Ok, să fie a doua mea glumă șchiopătă, deși, din nou, există ceva adevăr în această încercare de umor. Deci, domnilor, chiar în prima propoziție a acestei părți a intrării nu am scris în întregime adevărul și se referea la... volanul.

Dacă pilotez un avion manual, cum ar fi la apropiere, chiar și jugul meu cu două mâini va avea o singură mână pe el. Dacă sunt copilotul și ocup locul din dreapta, atunci aceasta va fi mâna dreaptă, iar dacă sunt căpitanul pe scaunul din stânga, atunci mâna STÂNGA.

Cu membrul rămas voi controla forța motorului folosind pârghiile care se află pe telecomandă între piloți. Sunt două în avionul meu și patru în B747 - în funcție de numărul de motoare disponibile.

Cât despre pilotul A320, nu am fost foarte sarcastic cu privire la lingură, pentru că... teoretic acest lucru este foarte posibil (și probabil cineva a încercat deja). Chestia este că pe B737-ul meu de obicei oprim controlul automat care reglează tracțiunea motorului pentru a menține o anumită viteză dacă zburăm manual. Acesta este ceea ce recomandă cu tărie documentele.

Și la aeronave precum A320, B777, Superjet, accelerația automată este de obicei mereu pornită, indiferent dacă pilotul automat controlează avionul sau o persoană îl controlează prin computere inteligente. Acesta controlează viteza, iar computerul, prin devierea cârmelor, controlează efectele modificărilor de tracțiune asupra aeronavei.

Mai mult decât atât, oamenii-broaștei și-au inventat propria filozofie, care până astăzi este o diferență fundamentală față de filosofia restului lumii - când împingerea este controlată automat, pârghiile de control al motorului de pe Airbus stau nemișcate, în timp ce pe 737, 777 , 787, alte aeronave, inclusiv amintitul Superjet, care în toate celelalte privințe profesează filozofia franceză - au feedback, adică se mișcă atunci când automatizarea funcționează, permițând pilotului nivel crescut Control. Pilotul poate întotdeauna „adăuga” sau „reține puțin” dacă consideră că este necesar dintr-un motiv oarecare (la B737 acest lucru este adesea necesar).

Dar, în orice caz, pilotul Airbus va ține mâna pe pârghiile de control al motorului la apropiere pentru a efectua una dintre cele două acțiuni simple - fie să inițieze o apropiere întreruptă (împingându-le înainte), fie înainte de a ateriza, să le împingă înapoi, sub promptul „RETARD, RETARD !”, pronunțat de asistentul electronic.

ACUM SĂ AJUNGĂM LA RĂSPUNS

Adică, atât un pilot A320, cât și un pilot B737 așezat pe scaunul din stânga vor controla aeronava cu mâna STANGA.

Deci, ar trebui sau nu ar trebui să fie ambidexter (o persoană care poate folosi ambele mâini la fel de bine)?

Răspuns: nu este nevoie.

Cum să nu fii ambidextru când conduceți o mașină zilnic. Nu, înțeleg, desigur, că mâna stângă este făcută pentru un telefon mobil, iar cu mâna dreaptă poți întoarce volanul și poți muta un poker (și chiar aprinde semnalizatoarele), dar astfel de Cezari aparțin circ, nu pe drum.

O persoană se obișnuiește cu tot. Este doar dificil la început. Apoi vine deprinderea motrică și persoana realizează mișcările necesare practic fără a implica niciun efort cerebral.

Toți copiloții, fără excepție, atunci când se antrenează ca comandant, trec printr-o perioadă de „aclimatizare”, care nu constă doar în antrenamentul mâinii stângi. Exact aceleași probleme apar și cu cea potrivită - la urma urmei, o mulțime de acțiuni trebuie făcute într-o oglindă! Și clapetele de accelerație sunt acum pe dreapta, iar panoul de control al pilotului automat este acolo. Și, crede-mă, din acest unghi, când nu te-ai obișnuit, arată complet diferit!

Am trecut și eu prin asta, de câteva ori în cariera mea, și a început din nou scoala de zbor. Într-o punte de zbor, zburați majoritatea zborurilor pe scaunul din stânga și doar o mică parte pe scaunul din dreapta, apoi zburați din nou pe stânga... și când vii la compania aeriană, te pun pe scaunul din dreapta .

În compania mea, pentru o lungă perioadă de timp, programul de introducere a căpitanului a inclus doar două sesiuni de antrenament. Acum ea ocupă cinci sesiunile au durat patru ore și sunt foarte fericit de această realizare – doar timp bun astfel încât pilotul să devină mai mult sau mai puțin confortabil pe scaunul din stânga și să nu încerce să ajungă la urechea stângă cu mâna dreaptă. Deci pilotul abordează antrenamentul liniar cu anumite abilități.

În orice caz, chiar și în primele zboruri, abilitățile dobândite în timpul zborului de pe un alt scaun sunt suficiente pentru a controla avionul prin schimbarea mâinilor cu cele opuse. Există disconfort, stres crescut la locul de muncă, dar ești capabil să zbori cu avionul. Acest disconfort dispare pe măsură ce zbori și câștigi abilități, apoi vine momentul în care crezi că este mai convenabil să conduci avionul cu mâna stângă și să controlezi motorul cu mâna dreaptă.

După ce am zburat ca Căpitan timp de șase luni, au decis să-mi dea permisiunea de a zbura de pe scaunul din dreapta (există o astfel de practică - să zbor cu doi căpitani, dar unul joacă rolul de copilot). Și apoi am simțit din nou inconvenientul transplantului și al schimbării mâinilor. Poate chiar mai incomod decât la schimbarea pe scaunul din stânga și nu știu cum să justific acest lucru. Dar totuși, abilitățile existente au fost suficiente pentru a efectua cu încredere orice manevră necesară, chiar dacă a provocat disconfort.

Acest lucru s-a întâmplat încă din 2007, iar de-a lungul anilor m-am schimbat atât de des de la un scaun la altul (atât ca „copilot”, cât și ca instructor) încât astăzi nu simt absolut niciun disconfort în pilotajul stânga/dreapta.

Dar uneori mâinile mele se confundă într-o operațiune aparent simplă - de a muta scaunul înainte, pentru că... pârghia responsabilă cu deplasarea scaunului este din nou situată în oglindă pe ambele scaune.

Un alt văl, să sperăm că a fost ridicat.

Dacă sunteți interesat de seria mea „program educațional educațional”, atunci o puteți deschide oricând folosind eticheta cu același nume.

Și dacă ești interesat să înveți ceva nou din această serie despre care nu am scris încă, te rog să-mi dai o idee! Dacă ea înțelege despre un articol separat, atunci voi găsi timp să-l scriu!

Zboară în siguranță!

La crearea aeronavei, inginerii au trebuit să rezolve problema dificilă a controlului unei mașini înaripate. La urma urmei, avionul se mișcă nu numai în plan orizontal. O mașină și o navă au un singur volan, ceea ce vă permite să virați la stânga sau la dreapta. Avionul are nevoie de o cârmă suplimentară pentru manevrele în plan vertical - în jos și în sus.

Ca urmare, avionul a fost echipat cu două cârme - o cârmă și un lift (adâncime).
Pentru a controla un avion în plan orizontal, se folosește o cârmă. Structura sa seamănă cu cârma unei nave obișnuite. Cârma este conectată prin două cabluri la eleronul fuzelajului din spate. Când eleronul se întoarce la dreapta, avionul se întoarce la dreapta din cauza fluxului de aer. Totul este extrem de simplu.

Liftul vă permite să înclinați aeronava în jos și în sus față de axa transversală a fuzelajului. Prin coborârea eleronanelor de pe avioanele aeronavei, fluxul de aer împinge mașina în jos sau în sus. Mânerul liftului este situat vizavi de scaunul pilotului. Când pilotul „preia” cârma, eleroanele se ridică în sus, masele de aer se repezi în sus și apasă pe spatele aripii. Secțiunea de coadă avionul coboară și avionul zboară în sus.

Când pilotul coboară roata de control, „cedează”, eleroanele de altitudine se deplasează în jos și avionul se grăbește în jos. Actiunea aerului asupra avionului are loc de sub aripa dupa acelasi principiu ca si atunci cand eleronoanele se ridica. Avionul pierde altitudine din cauza ridicării cozii fuzelajului.

Când liftul este înclinat în lateral, avionul se rostogolește în consecință. Acest lucru se întâmplă datorită sistemului articulat al ascensorului. Rotirea unei aeronave are loc ca urmare a coborârii sau ridicării alternante a eleronanelor. Acest principiu este utilizat pentru echilibrarea aeronavei pe axa orizontală a avioanelor.

Prin utilizarea simultană a liftului și a cârmei, aeronava poate schimba simultan altitudinea și direcția de zbor. Pilotul controlează liftul cu mâna dreaptă. Foarte rar, atunci când este necesar să se exercite forță la o viraj, pilotul preia cârma cu ambele mâini. În aeronavele moderne, datorită hidraulicii, este nevoie de foarte puțină forță asupra liftului.

Mâna stângă a pilotului controlează pârghiile care controlează motorul. Toate celelalte instrumente și dispozitive care asigură stabilitatea zborului sunt controlate de mâna stângă a pilotului.

Principiul de funcționare al cârmelor și eleronanelor este destul de simplu. Acest principiu nu s-a schimbat odată cu dezvoltarea producției de aeronave. Diferența constă numai în soluțiile de inginerie pentru aspectul sistemului de control, care ar corespunde sarcinilor modelului proiectat. În aeronavele moderne, cadrele metalice ușoare acoperite cu foi de duraluminiu sunt folosite pentru fabricarea eleronanelor. De asemenea, antrenările hidraulice și electrice sunt utilizate pe scară largă pentru a asigura condiții optime de funcționare a aeronavei.

Mulți bărbați încep să-și piardă părul încă de la treizeci de ani. Puteți încerca remediul minoxidil pentru chelie, care poate fi achiziționat online pe minoxid.ru.

Adesea, urmărind un avion care zboară pe cer, ne întrebăm cum ajunge avionul în aer. Cum zboară? La urma urmei, un avion este mult mai greu decât aerul.

De ce se ridică dirijabilul

Știm că baloanele și aeronavele sunt ridicate în aer forța lui Arhimede . Legea lui Arhimede pentru gaze spune: " Niar un corp scufundat în gaz experimentează o forță de flotabilitate egală cu forța de gravitație a gazului deplasat de acest corp.” . Această forță este opusă în direcția gravitației. Adică forța lui Arhimede este îndreptată în sus.

Dacă forța gravitației este egală cu forța lui Arhimede, atunci corpul este în echilibru. Dacă forța lui Arhimede este mai mare decât forța gravitației, atunci corpul se ridică în aer. Deoarece cilindrii baloanelor și ale aeronavelor sunt pline cu gaz, care este mai ușor decât aerul, forța lui Arhimede îi împinge în sus. Astfel, forța Arhimede este forța de ridicare pentru aeronavele mai ușoare decât aerul.

Dar gravitația aeronavei depășește semnificativ forța lui Arhimede. Prin urmare, ea nu poate ridica avionul în aer. Deci de ce mai decolează?

Liftarea aripii avionului

Apariția portanței este adesea explicată prin diferența de presiuni statice ale fluxurilor de aer pe suprafețele superioare și inferioare ale aripii aeronavei.

Să luăm în considerare o versiune simplificată a aspectului forței de ridicare a unei aripi, care este situată paralel cu fluxul de aer. Designul aripii este astfel încât partea superioară a profilului său are o formă convexă. Fluxul de aer care curge în jurul aripii este împărțit în două: superior și inferior. Viteza fluxului inferior rămâne aproape neschimbată. Dar viteza celui de sus crește datorită faptului că trebuie să parcurgă o distanță mai mare în același timp. Conform legii lui Bernoulli, cu cât viteza de curgere este mai mare, cu atât presiunea în ea este mai mică. În consecință, presiunea deasupra aripii devine mai mică. Datorită diferenței dintre aceste presiuni, lift, care împinge aripa în sus, iar odată cu ea se ridică avionul. Și cu cât această diferență este mai mare, cu atât este mai mare forța de ridicare.

Dar în acest caz, este imposibil de explicat de ce apare portanța atunci când profilul aripii are o formă simetrică concav-convexă sau biconvexă. La urma urmei, aici fluxurile de aer parcurg aceeași distanță și nu există nicio diferență de presiune.

În practică, profilul unei aripi de avion este situat într-un unghi față de fluxul de aer. Acest unghi se numește Unghiul de atac . Și fluxul de aer, ciocnind cu suprafața inferioară a unei astfel de aripi, este teșit și începe să se miște în jos. Conform legea conservării impulsului aripa va fi acționată de o forță îndreptată în sens opus, adică în sus.

Dar acest model, care descrie apariția ridicării, nu ia în considerare fluxul din jurul suprafeței superioare a profilului aripii. Prin urmare, în acest caz, mărimea forței de ridicare este subestimată.

În realitate, totul este mult mai complicat. Susținerea unei aripi de avion nu există ca mărime independentă. Aceasta este una dintre forțele aerodinamice.

Fluxul de aer care se apropie acționează asupra aripii cu o forță numită forța aerodinamică totală . Iar forța de ridicare este una dintre componentele acestei forțe. A doua componentă este forța de tragere. Vectorul forță aerodinamică totală este suma vectorilor forței de susținere și de tracțiune. Vectorul de ridicare este direcționat perpendicular pe vectorul viteză al fluxului de aer de intrare. Și vectorul forță de tracțiune este paralel.

Forța aerodinamică totală este definită ca integrala presiunii din jurul conturului profilului aripii:

Y – forta de ridicare

R – tracțiune

dΩ – limita profilului

R – cantitatea de presiune în jurul conturului profilului aripii

n – normal la profil

teorema lui Jukovski

Cum se formează forța de ridicare a unei aripi a fost explicat pentru prima dată de omul de știință rus Nikolai Egorovich Jukovsky, care este numit părintele aviației ruse. În 1904, el a formulat o teoremă privind forța de ridicare a unui corp care curge în jurul unui flux plan-paralel al unui lichid sau gaz ideal.

Jukovski a introdus conceptul de circulație a vitezei curgerii, care a făcut posibilă luarea în considerare a pantei curgerii și obținerea unei valori mai precise a forței de ridicare.

Portanța unei aripi cu deschidere infinită este egală cu produsul dintre densitatea gazului (lichid), viteza gazului (lichid), viteza fluxului de circulație și lungimea unei secțiuni selectate a aripii. Direcția de acțiune a forței de ridicare se obține prin rotirea vectorului viteză a curgerii care se apropie într-un unghi drept față de circulație.

Forța de ridicare

Densitate medie

Viteza curgerii la infinit

Viteza de circulație a curgerii (vectorul este direcționat perpendicular pe planul profilului, direcția vectorului depinde de direcția de circulație),

Lungimea segmentului de aripă (perpendicular pe planul profilului).

Cantitatea de susținere depinde de mulți factori: unghiul de atac, densitatea și viteza fluxului de aer, geometria aripii etc.

Teorema lui Jukovski formează baza teoriei moderne a aripilor.

Un avion poate decola numai dacă forța de ridicare este mai mare decât greutatea sa. Dezvolta viteza cu ajutorul motoarelor. Pe măsură ce viteza crește, crește și liftul. Și avionul se ridică.

Dacă portanța și greutatea unui avion sunt egale, atunci acesta zboară orizontal. Motoarele de avioane creează tracțiune - o forță a cărei direcție coincide cu direcția de mișcare a aeronavei și este opusă direcției de tragere. Impingerea împinge avionul mediul aerian. În zborul orizontal cu o viteză constantă, forța și forța sunt echilibrate. Dacă creșteți tracțiunea, avionul va începe să accelereze. Dar și dragul va crește. Și în curând se vor echilibra din nou. Și avionul va zbura cu o viteză constantă, dar mai mare.

Dacă viteza scade, atunci forța de ridicare devine mai mică, iar avionul începe să coboare.

Un avion este o aeronavă mai grea decât aerul. Aceasta înseamnă că zborul său necesită anumite condiții, o combinație de factori calculati cu precizie. Zborul unei aeronave este rezultatul forței de ridicare care apare atunci când fluxurile de aer se deplasează spre aripă. Este rotit la un unghi calculat cu precizie și are o formă aerodinamică, datorită căreia la o anumită viteză începe să se străduiască în sus, așa cum spun piloții - „stă în picioare în aer”.

Motoarele accelerează avionul și își mențin viteza. Motoarele cu reacție împing avionul înainte datorită arderii kerosenului și a fluxului de gaze care iese din duză cu mare forță. Motoarele cu elice „trag” aeronava împreună cu ele.

Aripa aeronavei moderne este o structură statică și nu poate genera sustentație singură. Capacitatea de a ridica un vehicul de mai multe tone în aer apare numai după mișcarea înainte (accelerare) aeronave prin utilizarea centrală electrică. În acest caz, aripa, plasată la un unghi ascuțit față de direcția fluxului de aer, creează o presiune diferită: deasupra plăcii de fier va fi mai puțin, iar sub produs va fi mai mult. Este diferența de presiune care duce la apariția unei forțe aerodinamice care contribuie la urcare.

Ridicarea aeronavei constă din următorii factori:

Unghiul de atac
Profilul aripii asimetric

Înclinarea plăcii metalice (aripii) față de fluxul de aer se numește de obicei unghi de atac. De obicei, la ridicarea unei aeronave, valoarea menționată nu depășește 3-5°, ceea ce este suficient pentru decolarea majorității modelelor de aeronave. Cert este că designul aripilor a suferit modificări majore de la crearea primei aeronave, iar astăzi este un profil asimetric cu o foaie de metal mai convexă. Foaia de jos a produsului este caracterizată de o suprafață plană pentru trecerea practic nestingherită a fluxului de aer.

Interesant:

De ce praful este negru pe un fundal alb, dar alb pe un fundal negru?

Schematic, procesul de generare a portanței arată astfel: fluxurile de aer superioare trebuie să parcurgă o distanță mai mare (datorită formei convexe a aripii) decât cele inferioare, în timp ce cantitatea de aer din spatele plăcii trebuie să rămână aceeași. Ca rezultat, jeturile superioare se vor mișca mai repede, creând o zonă de presiune scăzută conform ecuației lui Bernoulli. Diferența de presiune deasupra și sub aripă, cuplată cu funcționarea motoarelor, ajută aeronava să câștige altitudinea necesară. Trebuie reținut că valoarea unghiului de atac nu trebuie să depășească un punct critic, altfel forța de ridicare va scădea.

Aripa și motoarele nu sunt suficiente pentru un zbor controlat, sigur și confortabil. Avionul trebuie controlat, iar controlul de precizie este cel mai necesar în timpul aterizării. Piloții numesc aterizarea o cădere controlată - viteza avionului este redusă, astfel încât acesta începe să piardă din altitudine. La o anumită viteză, această cădere poate fi foarte lină, conducând la roțile șasiului să atingă ușor banda.

Să zbori cu un avion este complet diferit de a conduce o mașină. Roata de control a pilotului este proiectată pentru a se devia în sus și în jos și pentru a crea o rulare. „Tragerea” este o urcare. „De la tine” este un declin, o scufundare. Pentru a vira sau a schimba cursul, trebuie să apăsați una dintre pedale și să utilizați volanul pentru a înclina avionul în direcția virajului... Apropo, în limbajul piloților, aceasta se numește „viraj” sau „întoarce”.

Pentru a întoarce și a stabiliza zborul, la coada aeronavei este amplasată o aripioară verticală. Și micile „aripi” situate dedesubt și deasupra acestuia sunt stabilizatori orizontali care nu permit mașinii uriașe să se ridice și să cadă necontrolat. Stabilizatoarele au avioane mobile pentru control - ascensoare.

Interesant:

De ce atrage un magnet? Descriere, fotografie și video

Pentru a controla motoarele, există pârghii între scaunele piloților în timpul decolare, acestea sunt deplasate complet înainte, la forța maximă, aceasta modul decolare necesare pentru recrutare viteza de decolare. La aterizare, pârghiile sunt retractate complet înapoi - la modul de tracțiune minimă.

Mulți pasageri urmăresc cu interes cum partea din spate a aripii uriașe coboară brusc înainte de aterizare. Acestea sunt flapsuri, „mecanizarea” aripii, care îndeplinește mai multe sarcini. La coborâre, mecanizarea complet extinsă frânează aeronava pentru a o împiedica să accelereze prea mult. La aterizare, când viteza este foarte mică, flapsurile creează portanță suplimentară pentru o pierdere lină de altitudine. În timpul decolare, ele ajută aripa principală să mențină mașina în aer.

De ce nu ar trebui să-ți fie frică în timp ce zbori?

Există mai multe aspecte ale zborului care pot speria un pasager - turbulențele, trecerea prin nori și vibrațiile clar vizibile ale panourilor aripilor. Dar acest lucru nu este deloc periculos - designul aeronavei este conceput pentru a rezista la sarcini enorme, mult mai mari decât cele care apar în timpul unei călătorii accidentate. Tremurarea consolelor trebuie luată cu calm - aceasta este o flexibilitate acceptabilă a designului, iar zborul în nori este asigurat de instrumente.

Un dispozitiv de control (came de rulare) care este echipat cu aeronave convenționale și cele create după designul „rață”. Eleroanele sunt amplasate pe marginea de fugă a consolelor aripilor. Sunt concepute pentru a controla unghiul de înclinare al „păsărilor de fier”: în momentul aplicării, cârmele de rulare sunt deviate în direcții opuse, diferențiat. Pentru ca avionul să se încline spre dreapta, eleronul stâng este îndreptat în jos, iar eleronul drept este îndreptat în sus și invers.

Care este principiul de funcționare a cârmelor de rulare? Forța de ridicare este redusă la partea aripii care se află în fața eleronului, care este ridicată. Partea aripii care se află în fața eleronului coborât are portanță crescută. În acest fel, se formează un moment de forță, care modifică viteza de rotație a aeronavei în jurul unei axe identice cu axa longitudinală a mașinii.

Poveste

Unde a apărut prima dată eleronul? Acest dispozitiv uimitor a fost instalat pe un monoplan creat în 1902 de inovatorul Richard Percy din Noua Zeelandă. Din păcate, mașina lui a făcut doar zboruri foarte instabile și scurte. Cea care a efectuat un zbor absolut coordonat folosind cârme de rulare a fost aparatul 14 Bis, fabricat de Alberto Santos-Dumont. Anterior, controalele aerodinamice înlocuiau distorsiunea aripilor efectuată de frații Wright.

Deci, să studiem eleronul în continuare. Acest dispozitiv are multe avantaje. Suprafața de control care combină flapurile și cârmele de rulare se numește flaperon. Pentru ca eleroanele să imite funcția clapetelor extinse, acestea sunt coborâte simultan în jos. Pentru controlul de rulare pe termen lung, la această deformare se adaugă o rotație diferențială simplă.

Pentru a regla înclinarea avioanelor cu aranjamentul de mai sus, se pot folosi și un vector de tracțiune al motorului modificat, cârme de gaz, spoilere, cârmă, transformarea centrului de masă al aeronavei, deplasarea diferențială a ascensoarelor și alte trucuri.

Efecte secundare

Cum funcționează eleronul? Acesta este un mecanism capricios care are unele dezavantaje. Unul dintre efectele sale secundare este o ușoară rotire în direcția opusă. Cu alte cuvinte, atunci când folosiți eleroni pentru a vira la dreapta, avionul se poate deplasa ușor spre stânga pe măsură ce malul crește. Acest efect apare din cauza diferenței de rezistență dintre panourile aripii stânga și dreapta, cauzată de modificarea portanței atunci când eleronoanele oscilează.

Consola aripii cu eleronul deviat în jos are cel mai mare coeficient de rezistență. În sistemele actuale de control „pasăre de fier”, acest efect secundar este redus folosind diferite tehnici. De exemplu, pentru a crea o rulare, eleroanele sunt deplasate și în sens opus, dar la unghiuri inegale.

Efect invers

De acord, pilotarea unui avion necesită abilitate. Deci, la mașinile de mare viteză cu o aripă semnificativ alungită, efectul inversării cârmelor poate fi vizibil. Cum arată el?

Dacă, la devierea unui eleron situat aproape de vârful aripii, apare o sarcină de manevră, aripa aeronavei se întoarce și unghiul de atac asupra acesteia deviază. Astfel de evenimente pot netezi efectul obținut din deplasarea eleronului sau pot duce la rezultatul opus.

De exemplu, dacă este necesar să creșteți portanța unei semi-aripi, eleronul este deviat în jos. Apoi, o forță ascendentă începe să acționeze pe marginea de fugă a aripii, aripa se întoarce înainte și unghiul de atac asupra acesteia scade, ceea ce reduce forța de susținere. De fapt, efectul cârmelor de rulare asupra aripii în timpul marșarierului este similar cu efectul trimmerului asupra acestora.

Într-un fel sau altul, inversarea ruliului a fost găsită pe multe avioane cu reacție (în special pe Tu-134). Apropo, pe Tu-22, din cauza acestui efect, limita a fost redusă la 1,4. În general, piloții studiază controlul eleronelor pentru o lungă perioadă de timp. Cele mai obișnuite metode de a preveni inversarea cârmelor de rulare sunt utilizarea eleronelor-interceptoare (spoilerele sunt situate în apropierea centrului coardei aripii și, atunci când sunt extinse, practic nu provoacă răsucirea acestuia) sau instalarea de eleroni suplimentare în apropiere. secțiunea centrală. Dacă este prezentă a doua opțiune, cârmele de rulare exterioare (situate în apropierea vârfurilor), necesare pentru controlul productiv la viteze mici, sunt oprite la viteze mari, iar controlul lateral se efectuează datorită eleroanelor interne, care nu se inversează din cauza rigiditatea aripii impresionantă prezentă în zona secțiunii centrale.

Sistem de control

Acum să ne uităm la controlul avionului. Un grup de dispozitive de bord care garantează reglarea mișcării „păsărilor de oțel” se numește sistem de control. Deoarece pilotul se află în cockpit, iar cârmele și eleronoanele sunt amplasate pe aripile și coada aeronavei, între ele se stabilește o legătură constructivă. Responsabilitățile ei includ asigurarea fiabilității, ușurinței și eficienței controlului poziției mașinii.

Desigur, atunci când suprafețele de coordonare sunt deplasate, forța care le afectează crește. Cu toate acestea, acest lucru nu ar trebui să ducă la o creștere inacceptabilă a tensiunii la pârghiile de reglare.

Modul de control al aeronavei poate fi automat, semi-automat și manual. Dacă o persoană folosește forța musculară pentru a forța instrumentele de pilotare să funcționeze, atunci un astfel de sistem de control se numește manual (control direct al aeronavei).

Sistemele actionate manual pot fi hidromecanice sau mecanice. De fapt, am aflat că aripa unui avion joacă un rol important în control. Cu mașina aviatie Civila reglarea de bază este efectuată de doi piloți folosind dispozitive cinematice care reglează forțele și mișcările, comandă pârghii duble, cablare mecanică și suprafețe de control.

Dacă pilotul controlează mașina folosind mecanisme și dispozitive care asigură și îmbunătățesc calitatea procesului de pilotare, atunci sistemul de control se numește semi-automat. Datorită sistemului automat, pilotul controlează doar un grup de părți cu acțiune automată, care creează și modifică forțele și factorii de coordonare.

Complex

Mijloacele de control de bază ale aeronavei sunt un complex de dispozitive și structuri la bord cu ajutorul cărora pilotul activează mijloace de reglare care schimbă modul de zbor sau echilibrează aeronava într-un mod dat. Aceasta include cârme, elerone și un stabilizator reglabil. Elementele care garantează reglarea pieselor suplimentare de control (clapete, spoilere, lamele) se numesc fie control auxiliar.

Sistemul de bază de coordonare a aeronavei include:

pârghii de comandă, pe care pilotul le acționează deplasându-le și aplicând forță asupra lor;
dispozitive speciale și automate;
Cablajul pilot care conectează sistemele de control de bază la pârghiile de comandă.

Exercitarea controlului

Pilotul efectuează controlul longitudinal, adică schimbă unghiul de înclinare prin devierea coloanei de comandă departe de sau spre el însuși. Prin rotirea volanului la stânga sau la dreapta și devierea eleroanelor, pilotul implementează controlul lateral, înclinând mașina în direcția dorită. Pentru a deplasa cârma, pilotul apasă pedalele, care sunt, de asemenea, folosite pentru a controla trenul de aterizare din față în timp ce aeronava se mișcă la sol.

În general, pilotul este veriga principală în sistemele de control manuale și semi-automate, iar flapsurile, eleroanele și alte părți ale aeronavei sunt doar o metodă de mișcare. Pilotul percepe și prelucrează informații despre poziția mașinii și cârmelor, supraîncărcările curente, dezvoltă o soluție și acționează asupra pârghiilor de comandă.

Cerințe

Controlul de bază al aeronavei trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

La controlul mașinii, mișcările picioarelor și brațelor pilotului necesare pentru deplasarea pârghiilor de comandă trebuie să coincidă cu reflexele naturale ale unei persoane care apar la menținerea echilibrului. Deplasarea mânerului de comandă în direcția dorită ar trebui să determine „pasărea de oțel” să se miște în aceeași direcție.
Reacția căptușelii la deplasarea pârghiilor de comandă ar trebui să aibă o ușoară întârziere.
În momentul abaterii instrumentelor de comandă (cârme, elerone etc.), forțele aplicate mânerelor de comandă trebuie să crească ușor: acestea trebuie direcționate în direcția opusă mișcării mânerelor și cantitatea de muncă. trebuie să fie coordonat cu modul de zbor al mașinii. Acesta din urmă îl ajută pe pilot să obțină un „sentiment de control” al aeronavei.
Cârmele trebuie să acționeze independent una de cealaltă: devierea, de exemplu, a liftului nu poate cauza deviația eleronanelor și invers.
Unghiurile de deplasare ale suprafețelor de control trebuie să asigure probabilitatea ca mașina să zboare în toate modurile de decolare și aterizare necesare.

Sperăm că acest articol v-a ajutat să înțelegeți scopul eleronanelor și să înțelegeți controlul de bază al „păsărilor de oțel”.

Ar putea fi util să citiți: