Təyyarənin qayası haradadır? Təyyarə omurgası: dizayn

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Hətta heç vaxt dənizi görməmiş adam da yəqin ki, ayrılıq sözünü bilir: "Yeddi fut keel altında". Və burada heç bir sual yoxdur. Gəminin qayası, gövdənin bir çox hissəsinin bağlandığı ən vacib struktur hissəsidir. Bəs hər kəs təyyarənin qaykasının harada yerləşdiyini və nə üçün xidmət etdiyini bilirmi?

Bu nədir?

Bu, təyyarəni müəyyən bir kursda saxlamağa imkan verən sabitliyin "orqanıdır". Gəmilərdən fərqli olaraq, təyyarənin keil hissəsi şaquli quyruq üzgəcinin ayrılmaz hissəsidir. Gövdənin dibində təyyarə üçün keel yoxdur! Ancaq bir incəlik var. Fakt budur ki, bu hissə gövdənin güc elementləri ilə sıx bağlıdır və buna görə də dəniz və hava baxımından hələ də ortaq bir şey var. Bəs təyyarənin dirəyi haradadır? Sadəcə olaraq, bu quyruğun şaquli hissəsidir.

Hərəkətsiz, üç nöqtədə sabit, təyyarənin mərkəzi xəttinə simmetrik olaraq yerləşdirilib. Görünüşdə bu detal ideal trapezoid formasına malikdir. Bir qayda olaraq, bir təyyarənin keel hissəsi şitlərdən, qabırğalardan və dəridən ibarətdir. Bu sxem klassikdir, az dəyişibilk təyyarənin meydana çıxmasından bəri. Ön dirək əyri şəkildə yerləşdirilib (bir qayda olaraq).

Layouts

Çox vaxt keel tək olur, lakin bəzi hallarda ikiqat və hətta üçqat hazırlanır (pervaneli bombardmançılarda). Sonuncu halda, bu, ağır maşının yüksək istiqamətli sabitliyini təmin etmək üçün tələb olunur. Yeri gəlmişkən, bütün təyyarələr keelin yerləşdiyi yerə görə üç növə bölünür:

• Normal modeldə qurulub. Bu, məsələn, A321 təyyarəsinin dirəyidir.
• "Ördəklər", yəni keelin üfüqi quyruğu qanadların qarşısında yerləşdiyi təyyarələr.
• "Quyruqsuz". Keeldən yalnız şaquli quyruq qalır, üfüqi aileronlar tamamilə yoxdur.

Əlbəttə ki, sonuncu iki növ hərbi təyyarələrin "ictimaiyyəti" üçün daha xarakterikdir, çünki keelin belə yerləşdirilməsi təyyarəyə xüsusilə yüksək manevr qabiliyyəti vermək lazımdır.

Bəzi hallarda daha mürəkkəb dizaynlardan istifadə edilir. Məsələn, alt keel zirvələri (onlar da ventral keellərdir). Onlar uçuş zamanı mükəmməl sabitliyin qorunmasının vacib olduğu bəzi səsdən sürətli təyyarələrdə istifadə olunur. Beləliklə, təyyarənin dirəyi altında (burada, biz artıq aşkar etdik) əlavə və kütləvi axın var. Daha tez-tez rast gəlinən vəziyyət, quyruğun üfüqi tüklərinin ümumiyyətlə keelin ən yuxarı hissəsinə köçürülməsidir. Bu, mühərriklər təyyarənin arxa tərəfində quraşdırıldıqda baş verir. Belə bir diaqramı, məsələn, görmək olaryerli yük-sərnişin təyyarəsi "İl".

Nə üçündür?

Bildiyiniz kimi, sakit hava ildə bir neçə dəfədən çox olmayan inanılmaz nadir haldır. Əksər hallarda külək var və onun gücü və istiqaməti kəskin şəkildə dəyişə bilər. Təyyarə uçan zaman küləyin əsməsi istiqamətə və kursa böyük təsir göstərə bilər. Təyyarə öz-özünə sabit mövqeyə qayıtmaq üçün dizayn edilməlidir. Yalnız bu halda təhlükəsiz uçuş mümkündür.

Əsas məqsəd

Kilin dizaynının əsas qaydası onu elə yerləşdirməkdir ki, o, heç bir halda qanaddan oyanmaya düşməsin. Əks təqdirdə, istiqamət sabitliyinin kəskin pozulması mümkündür və ən ağır hallarda, bütün quyruq bölməsinin fiziki deformasiyası və məhv edilməsi. Beləliklə, keelin əsas məqsədi istiqamət sabitliyini qorumaqdır.

Bir çox təyyarələrin dizaynı elədir ki, bu hissə hərəkətlidir. Kəmərin əyilməsini tənzimləməklə ekipaj kursun istiqamətinə nəzarət edir. İstisna, idarə olunan itələmə vektoru olan mühərriklərin uçuş istiqamətinin dəyişdirilməsinə cavabdeh olduğu hərbi təyyarələrdir. Onların vəziyyətində, təyyarənin hərəkətli qayasını düzəltmək (məqalədə onun şəkli var) axmaqlıqdır, çünki manevr zamanı həddindən artıq yüklənmələr elədir ki, sadəcə çökəcək.

Omurga hansı sabitliyi təmin edir?

Üç növ dayanıqlıq var, bunun üçün qayıq təyyarənin dizaynına daxildir:

• Track.
• Boyuna.
• Transverse.

Gəlin bütün bu növlərlə daha ətraflı məşğul olaq. Beləliklə, istiqamətli sabitlik. Yadda saxlamaq lazımdır ki, uçuş zamanı gövdə uzununa sabitliyini itirdiyi halda, təyyarə hələ də ətalət qüvvəsi səbəbindən bir müddət irəli uçmağa davam edəcək. Bundan sonra hava axını ağırlıq mərkəzinin arxasında yerləşən təyyarənin arxa hissəsinə axmağa başlayır. Bu vəziyyətdə keel təyyarəni öz oxu ətrafında dönməyə məcbur edən fırlanan qüvvənin yaranmasının qarşısını alır.

Boyuna sabitlik. Təyyarənin normal rejimdə uçduğunu düşünək, ağırlıq mərkəzi onun gövdəsinə təzyiqin tətbiqi mərkəzi ilə üst-üstə düşür. Bu anda təyyarənin gövdəsini yerləşdirməyə meylli olan çoxistiqamətli qüvvələr də onun gövdəsində hərəkət edir. Qaldırma və cazibə eyni vaxtda hərəkət edir. Təyyarənin qaymağı (bu hissənin şəklini məqalədə görəcəksiniz) bu vəziyyətdə çox qeyri-sabit olan tarazlığı təmin edir. Quyruq, keil və stabilizatorlar olmadan normal uçuş mümkün deyil.

Digər davamlılıq

Kəsmə sabitliyi. Ümumiyyətlə, bu amil əvvəlki mülkiyyətin məntiqi davamıdır. Çoxistiqamətli qüvvələr kilin qanadına və yan stabilizatorlarına təsir etdikdə, onlar təyyarəni aşmağa “çalışırlar”. Qanadların forması buna qarşı çıxır: əgər onlara uzaqdan baxsanız, güclü şəkildə ayrılmış yuxarı "buynuzları" olan "U" hərfinə bənzəyirlər. Bu forma mövqeyin öz-özünə düzəldilməsini təmin edirkosmosda təyyarə. Keel yanal sabitliyi qorumağa kömək edir.

Qeyd edək ki, süpürgə qanadlı təyyarələr o qədər də keel tələb etmir…yüksək sürətlə. Düşərsə, əks təsir qüvvələrinin artımı eksponent olaraq baş verir. Buna görə də, bu maşınlar üçün bu cür yüksək yüklərə qarşı dura bilən ən davamlı və yüngül keel çox vacibdir. Və bunu necə əldə edə bilərsiniz? Gəlin bu haqda danışaq.

Müasir təyyarələrin yaradılmasının xüsusiyyətləri

Hazırda Rosaviation mütəxəssisləri və onların əcnəbi həmkarları ən son kompozit materiallardan hazırlanmış böyük hissələrdən təyyarə hissələrinin (o cümlədən, keilin) yaradılmasına diqqət yetirirlər.

Müasir təyyarələrin dizaynında bu birləşmələrin nisbəti durmadan artır. Mütəxəssislərin məlumatına görə, onların həcm hissəsi artıq 25%-dən 50%-ə çatır və kiçik qeyri-kommersiya təyyarələri hətta 75% plastik və kompozitdən ibarət ola bilər. Niyə bu yanaşma aviasiyada bu qədər geniş yayılıb? Fakt budur ki, "Boeing" təyyarəsinin polimer "ərintilərindən" hazırlanmış eyni qayası çox aşağı çəkiyə, çox yüksək gücə və standart materiallardan istifadə etməklə əldə etmək üçün sadəcə qeyri-real resursa malikdir.

Əsas Materiallar

Təkcə quyruğun deyil, həm də qanadların və gövdə güc elementlərinin dizaynında kompozitlərin ən əsaslandırılmış istifadəsi, yalnız çox güclü deyil, həm də kifayət qədər güclü olmalıdır.çevik. Əks halda, uçuş yüklərinin təsiri altında strukturun məhv olma ehtimalı istisna oluna bilməz.

Lakin həmişə belə deyildi. Belə ki, sovet təyyarə sənayesinin qüruru olan Tu-160 təyyarəsi, eyni zamanda White Swan və ya Blackjack kimi də tanınan, … titan ərintilərindən hazırlanmış keel var. Belə bir spesifik və son dərəcə bahalı material bu günə qədər xidmətdə olan ən ağır bombardmançı adını qoruyan bu maşının dizaynına böyük gərginliklər verdiyinə görə seçildi. Ancaq yenə də keel yaratmaq üçün belə radikal yanaşma nadirdir və buna görə də bu gün dizaynerlər daha sadə kompozit materiallarla daha tez-tez məşğul olurlar.

Kompozit keel yaratarkən hansı çətinliklərlə qarşılaşırsınız?

İnkişaf prosesi zamanı yerli dizaynerlər bir sıra mürəkkəb vəzifələri həll etməli oldular:

• İnfuziya üsulundan istifadə etməklə kilin və digər karbon lifli avadanlıqların iri ölçülü hissələrinin yaradılması işlənib hazırlanmışdır.
• Həmçinin kompozit materialların istifadəsi üçün nəzərdə tutulmayan istehsalın əsas mərhələlərini demək olar ki, tamamilə yenidən nəzərdən keçirməli və yenidən işləməli oldu.

Digər Xüsusiyyətlər

Ən yüksək avtomatlaşdırma dərəcəsinə nail olmağa imkan verən ən son proqram təminatı (FiberSim) istehsal prosesinə daxil edilmişdir. Bundan əlavə, indi dizaynı məqalədə təsvir olunan təyyarənin qaymağı, praktiki olaraq heç bir təsvirin olmadığı texnologiyalardan istifadə etməklə edilə bilər. Bu hissənin bu yanaşma ilə istehsalı aşağıdakı kimidiryol:

• Tamamlanmış modelin dizaynı və ya seçilməsi. Bu gün keel (əsasən) "insan" tərtibatçıların iştirakı olmadan tam avtomatik rejimdə hazırlanmışdır.
• İstifadə olunmuş materialların kəsilməsi, həmçinin avtomatik rejimdə həyata keçirilir.
• Avtomatik rejimdə keel və onun struktur hissələrini yaratmaq üçün istifadə olunan xammallar düzülür.
• Layların döşənməsi kompüter proqramı ilə idarə olunan robot mexanizmlər vasitəsilə həyata keçirilir.

Bundan əlavə, keel istehsalına müasir yanaşma aşağıdakıları təklif edir:

• Davamlı olaraq ən çətin şərtlər altında sınaqdan keçirilən prototiplər hazırlayın.
• Təyyarədə keilin vəziyyətini davamlı olaraq izləməyə imkan verən qeyri-dağıdıcı sınaq texnologiyaları hazırlanır.

MS-21 təyyarəsinin quyruq blokunun yaradılması üçün qabaqcıl üsullar

O qədər də uzaq olmayan keçmişdə yerli tərtibatçıların tamamilə yeni MS-21 təyyarəsi hazırladıqlarını elan etməsi aviasiya sənayesi sözün əsl mənasında heyrətə gəldi. Onun qeyri-adiliyi ondadır ki, bu, demək olar ki, son üç onillikdə ölkə daxilində uçuşlar üçün ilk yerli avtomobildir. İstehsal zamanı bir çox ən son texnologiyalar sınaqdan keçirildi ki, bu da omurganın innovativ xüsusiyyətlərinə və bütün quyruq yığımına əhəmiyyətli dərəcədə təsir etdi.

MS-21 təyyarəsinin keilinin kessonunu inkişaf etdirərək istehsal edən yerli mütəxəssislər aşağıdakılara nail ola bildilər:

• İstehsalda istifadə olunan bütün hissələrin və xammalın kəsilməsinin tam avtomatlaşdırılması. Bunun sayəsində bütün quyruq blokunun və xüsusilə də kilin ümumi dəyərinin ən azı 50% azalmasına nail olmaq mümkün oldu.
• ProDirector proqram təminatı quyruq blokunun istehsalında istifadə olunur ki, bu da hissələrin emalında mükəmməl dəqiqliyə nail olmağa imkan verir. Bu, təkcə güclü deyil, həm də son dərəcə yüngül qıvrımlar yaratmağa imkan verir.
• Həmçinin, müasir bir təyyarənin keil hissəsi ikiqat əyrilik texnikasından istifadə edilməklə yaradılmışdır. Onların sayəsində əlavə konstruktiv möhkəmləndirməyə ehtiyac duyulan ərazilərdə (təyyarənin dəbilqəsinin altında) çoxistiqamətli qalınlığa nail olmaq mümkündür.
• Bu gün keelin hətta böyük hissələrini xüsusi avtoklavlarda "qızartmaq" olar. Nəticə istənilən dərəcədə yükə tab gətirə bilən son dərəcə güclü və sərt komponentlərdir.
• Hissələrin həndəsəsinə nəzarət də mürəkkəb kompüterləşdirilmiş sistemlər tərəfindən idarə olunur.

Digər Xüsusiyyətlər

Yeni texnologiya və texnikanın istifadəsi sayəsində quyruq blokunun və keelin yaradılmasında əmək intensivliyi 50-70% azaldıldı. Bu gün omurga və quyruq blokunun dörd mindən çox hissəsi dövlət sınaqlarından keçib.

Əsas nailiyyət 7,6 x 2,5 m ölçülü kiel qutusu hissələrinin istehsalı üçün etibarlı və sadə texnologiyanın işlənib hazırlanmasıdır. Hazırda onlar artıq İrkutsk Aviasiya Zavoduna çatdırılmağa başlayıb. Onlar müasir kompozit materiallardan hazırlanır və bu prosesin xüsusiyyətləri artıq aparıcı xarici aviasiya avadanlığı istehsalçılarının marağına səbəb olub.

Müasir Məsələlər

Niyə biz keel dizaynının və qurulmasının müasir yollarını müzakirə etməyə bu qədər vaxt sərf etdik? Məsələ burasındadır ki, ötən əsrin 60-cı illərindən etibarən təyyarələrin sürət göstəricilərinin daha da artırılmasının yalnız onların gücü artırıldığında və tamamilə yeni növ polimer materialların istehsala daxil edildiyi təqdirdə mümkün olduğu tamamilə aydın oldu. Ən son nəsillərin təyyarələri ilə bağlı problem onların dizaynının (xüsusən də keelin) "yorğunluğa" çox həssas olmasıdır. Bu səbəbdən, keçən əsrin təxminən 70-ci illərində qanad və quyruğun vəziyyətini izləmək üçün çoxsaylı üsullar hazırlanmışdır.

İstehsal tələbləri də yüksəkdir. Parçaların hər bir partiyası vibrasiya stendlərində temperatur və təzyiqlə sınaqdan keçirilən ən ağır yüklənmələrə məruz qalır. Və bu təəccüblü deyil, çünki ən kiçik çatlar sonradan yüzlərlə sərnişinin ölümü ilə nəticələnir.

Beləliklə, siz təyyarənin keelinin harada olduğunu və nə üçün olduğunu öyrəndiniz!