Конструкция самолёта

Конструкция самолёта наиболее часто представляет собой планер, состоящий из фюзеляжа, крыла и хвостового оперения, оснащённый двигателем и шасси. Современные самолёты оснащаются также авионикой.

Существуют, однако, иные конструктивные схемы современных самолетов. В частности всем известный бомбардировщик B-2, построенный по схеме «летающее крыло». Другой пример — МиГ-29, построенный по так называемой несущей схеме, в которой вместо понятия фюзеляж применяется понятие корпус. (Корпус МиГ-29 — широкий фюзеляж, также участвующий в создании аэродинамической подъемной силы.) Еще один пример альтернативной конструктивной схемы самолета — ЭКИП, который условно можно назвать «летающей черепахой» из-за его довольно своеобразной формы.

Планер

Основная статья: Планер самолёта

Обычно планер самолёта включает фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, шасси и гондолы, куда помещают двигательные установки или другие агрегаты. Этот набор элементов характерен для классической конструктивной схемы. Некоторые элементы могут отсутствовать в других конструктивных схемах.

Компоновочные схемы

На сегодняшний день различают следующие существующие компоновочные схемы самолётов:

• классическая компоновка
• бесхвостка
• утка
• летающее крыло
• «летающая черепаха»
• продольный триплан (с передним и хвостовым горизонтальным оперением)
• тандем (два крыла расположено друг за другом)
• конвертируемая (Ту-144)

Фюзеляж

Основная статья: Фюзеляж

Различные типы фюзеляжей

Фюзеляж является «телом» самолёта. В нём располагаются кабина экипажа, основные топливные баки, системы управления и контроля, пассажирские салоны и багажные отсеки (в пассажирских самолётах) или грузовые отсеки (в грузовых самолетах), оружие (в боевых самолётах) и так далее. Фюзеляж состоит из продольных балок, шпангоутов и металлических (как правило, алюминиевых) листов.

Пассажирские самолёты разделяют на узко- и широкофюзеляжные. У первых диаметр поперечного сечения фюзеляжа составляет в среднем 2-3 метра. Диаметр широкого фюзеляжа — не менее шести метров. Все широкофюзеляжные самолёты — двухпалубные: на верхней палубе располагаются пассажирские места, на нижней — багажные отсеки. Существуют самолёты с двумя пассажирскими палубами — Airbus A380 и Боинг 747.

Крыло

Основная статья: Крыло самолёта

Ил-76, высокоплан с Т-образным оперением

Крыло является ключевой частью в конструкции самолёта, оно создаёт подъёмную силу: профиль крыла устроен таким образом, что консоль разделяет набегающий на самолёт поток воздуха. Над верхней кромкой крыла образуется область низкого давления, одновременно под нижней — область высокого давления, крыло «выталкивается» наверх, и самолёт поднимается.

Крыло чаще всего крепятся к фюзеляжу:

• через центроплан, расположенный в нижней части фюзеляжа у низкопланов (Ил-96, Ту-96, Airbus A380 и Боинг 747)
• или — у высокопланов — в верхней части фюзеляжа (Ил-76, Ан-22, Ан-124-Руслан, Ан-225-Мрия, CH-Hercules, Lockheed-500).

Крепление крыла непосредственно к центральной части фюзеляжа без центроплана характерно для боевых самолётов (Ту-22М). Самолёт также может иметь два, три и более крыла. Чаще всего у самолётов, имеющих два крыла — бипланов — одно крыло крепится к верхней части фюзеляжа, а другое — к нижней (Ан-2).

На крыле установлено множество отклоняющихся меньших консолей (механизации): закрылки, предкрылки, спойлеры, элероны, интерцепторы и другие. Они позволяют регулировать перемещение самолёта в трёх плоскостях, путевую скорость и некоторые другие параметры полёта. На современных самолетах на крыльях часто устанавливаются вертикальные законцовки, уменьшающие завихрения воздуха на кончиках крыла, снижая уровень вибрации, и, как следствие, экономя топливо. Внутри крыльев (у крупных самолетов), как правило, установлены топливные баки. У легких самолетов крылевые товпливные баки нередко подвещиваются к специальным вертикальным консолям-креплениям.

Аэродинамические свойства крыла определяются его геометрией: размахом, площадью, а также углом и направлением стреловидности. Существуют самолёты с изменяемой геометрией крыла: самолеты с изменяемой стреловидностью крыла, самолеты со складыващися крылом.

Оперение

Основная статья: Оперение (авиация)

Оперение устанавливается в хвостовой или носовой части фюзеляжа. Хвостовое оперение в большинстве случаев представляет собой вертикально расположенный киль (или несколько килей — как правило два киля) и стабилизаторы, близкие по конструкции к крылу. Киль регулирует азимутальную устойчивость самолёта по оси движения, а стабилизаторы — тангаж.

Хвостовое оперение чаще всего бывает фюзеляжным (Ил-86) или Т-образным (Ту-154, Ил-76). Реже встречаются два киля на обоих кончиках цельного стабилизатора (Ан-225), хотя оно было довольно распространным на самолетах Второй мировой войны (Пе-2, Ту-2). На некоторых боевых самолётах дополнительное оперение устанавливается в носовой части фюзеляжа (Су-35). Для обеспечения достаточной путевой устойчивости на высоких скоростях, сверхзвуковые самолёты имеют непропорционально большой киль (Ту-22М3) или два киля (Су-27, МиГ-25, F-15).

Шасси

Основная статья: Шасси летательного аппарата

С помощью шасси самолёт осуществляет взлёт и посадку, руление, стоянку. Шасси представляет собой демпферную стойку, к которой крепится колёсная тележка (у гидропланов — поплавок). В зависимости от массы самолёта различается конфигурация шасси. Наиболее часто встречающиеся: одна передняя стойка и две основных (Ту-154, А320), одна передняя и три основных (Ил-96), одна передняя и четыре основных (Боинг 747), две передних и две основных (B-52). Для ранних самолётов было характерно устанавливать две основных стойки и небольшое вращающееся колесо непосредственно под килем без стойки (Ли-2). Также уникальную схему шасси имеет Ил-62: одна передняя стойка, две основных и выдвигающаяся штанга с одной колёсной парой в самом хвосте для устойчивости при разгрузке-погрузке. На самых первых самолётах стоек не было вообще, а колеса крепились на обыкновенную ось.

Колёсные тележки могут иметь различное количество колёсных пар: от одной (А320) до семи (Ан-225).

Управление поворотом самолёта на земле может осуществляться через привод к передней стойке шасси или дифференциацией режима работы двигателей (у самолётов с более чем одним двигателем). В полёте шасси убираются в специальные отсеки для уменьшения аэродинамического сопротивления.

Силовая установка

Основная статья: Авиационный двигатель

Самолёт приводится в движение двигателем-движителем. Для современных самолётов характерны турбореактивные или турбовинтовые двигатели. На ранних устанавливались поршневые.

Двигатель либо крепится к крылу или фюзеляжу с помощью пилона (в этом случае он помещается в защищённую гондолу), через который к нему подходят топливные трубки и различные приводы, либо встраивается непосредственно в фюзеляж. Компоновка может сильно различаться: на самолёте может быть всего один двигатель (F-16), два (Ту-204), три (Ту-154), четыре (Ил-96), шесть (Ан-225), восемь (B-52).

Системы бортового оборудования

Основная статья: Авионика

Колесо в разрезе, видны тормозные диски.

Современные летательные аппараты оснащены весьма сложным и разнообразным оборудованием, которые позволяют выполнять полеты при любых условиях. По действующей документации (Федеральные Авиационные Правила), оборудование летательных аппаратов включает: Авиационное оборудование (АО), Радиоэлектронное оборудование (РЭО), Авиационное вооружение (АВ) - для военных машин.

Системы бортового оборудования большинства летательных аппаратов включают:

• Навигационный (НК), навигационно-пилотажный (НПК) или прицельно-навигационный пилотажный комплекс (ПрНК).
• Автопилот (АП), система автоматического управления (САУ) или комплекс аппаратуры автоматической бортовой системы управления (АБСУ).
• Системы оборудования силовых установок (СУ).
• Система предупреждения о столкновении
• Система бортового электроснабжения (БЭС).
• Противообледенительная система (ПОС)
• Противопожарная система (ППС)
• Приборное оборудование
• Радионавигационное оборудование (РНО)
• Радиосвязное оборудование (РСО)
• Бортовые средства объективного контроля (БСОК)
• Светотехническое оборудование
• Система кондиционирования (СКВ) и жизнеобеспечения
• Высотное и кислородное оборудование
• Аварийно-спасательное оборудование
• Бытовое оборудование

В летательных аппаратах военного назначения могут устанавливаться:

• Радиолокационные и телевизионно-оптические прицельные системы
• Системы радиоэлектронного противодействия
• Системы фото и ИК-разведки
• Системы закрытой кодированной связи

и многое другое.

Тормозная система

Гусеничное шасси B-36, видны тормозные суппорты.

Систему торможения самолета можно разделить на две части:

• Система торможения встроенная в шасси.
• Аэродинамические системы торможения
  • Интерцепторы, аэродинамический тормоз.
  • Парашютные системы торможения

См. также

• Механизация крыла