descrierea avionului

7/27/2019 descrierea avionului

1/21

http://www.ipcontent.tehnium-azi.ro/index.html/_/articles/cum-

functioneaza/Avionul_descriere_si_functionare

Avionul este o aerodin , prevzut cu o suprafa portant fix ce asigur sustentaia datorit

vitezei de deplasare. Viteza de deplasare poate fi asigurat fie de aciunea unor grupurimotopropulsoare, fie de aciunea unei componente a greutii (n cazul zborului de coborre sau alzborului fr motor).

Imaginea de mai sus arat componentele unui avion i funciile lor. Avioanele sunt dispozitive detransport care sunt proiectate s transporte persoane i marf dintr-un loc n altul. Avioanele au maimulte forme i mrimi diferite n funcie de misiunea avionului. Imaginea de mai sus prezint un avioncu reacie de linie care a fost ales ca avion tipic (deoarece are componentele de baz ale unui avion).Pentru ca orice avion s zboare, trebuie s ridicai greutatea avionului n sine, a combustibilului, apasagerilor i a mrfii. Aripile generaz majoritatea portanei care ine un avion n aer. Pentru agenera portan, avionul trebuie s se mite n aer. Motoarele cu reacie, care sunt localizate sub aripi,furnizeaz propulsia necesar pentru ca avionul s nainteze prin aer. Aerul se opune micrii ncetinid

naintarea. Unele avioane folosesc una sau mai multe elice pentru sistemul de propulsie n loc demotoare cu reacie.

Pentru a controla i manevra avionul, mici aripioare sunt localizate la coada acestuia. Coada are de

obicei o pies fix orizontal (numit stabilizator orizontal) i o alt pies fix vertical (numitstabilizator vertical). Treaba stabilizatoarelor este de a furniza stabilitatea avionului, de a-l ine dreptn timpul zborului. Stabilizatorul vertical previne balansul lateral al botului avionului, n timp cestabilizatorul orizontal previne micarea sus-jos a botului aeronavei (avionul frailor Wright aveastabilizatorul orizontal plasat n faa aripilor. O astfel de configuraie este numit candard", dupcuvntul francez pentru ra").

n spatele aripilor i al stabilizatoarelor este o mic seciune rotitoare care este ataat piesei fixe prinbalamale. n imaginea de mai sus, aceste mici piese sunt colorate cu negru. Modificnd unghiul priidin spate a unei aripi, se va modifica cantitatea de for pe care aceea arip o va produce. Abilitatea
http://www.ipcontent.tehnium-azi.ro/index.html/_/articles/cum-functioneaza/Avionul_descriere_si_functionarehttp://www.ipcontent.tehnium-azi.ro/index.html/_/articles/cum-functioneaza/Avionul_descriere_si_functionarehttp://www.ipcontent.tehnium-azi.ro/index.html/_/articles/cum-functioneaza/Avionul_descriere_si_functionarehttp://www.ipcontent.tehnium-azi.ro/index.html/_/articles/cum-functioneaza/Avionul_descriere_si_functionarehttp://www.ipcontent.tehnium-azi.ro/index.html/_/articles/cum-functioneaza/Avionul_descriere_si_functionare


2/21

de a modifica forele generate de aripi, nseamn c putem controla i manevra avionul. Componentarotitoare a stabilizatorului vertical se numete crm; este utilizat pentru a devia coada spre dreaptasau spre stnga, dac privim din fa. Partea rotitoare a stabilizatorului orizontal este numit elevator;este folosit pentru a devia stabilizatorul orizontal n sus sau n jos. Partea rotitoare exterioar a arpiloreste numit eleron; este utilizat pentru a nclina aripile spre stnga sau spre dreapta. Majoritateaaeronavelor pot fi rotite spre stnga sau spre dreapta i prin folosirea spoilerelor. Spoilerele sunt miciplci folosite pentru a modifica fluxul aerului peste arip i a schimba cantitatea de for prin

descreterea portanei atunci cnd spoilerul este deschis.

Aripile mai au seciuni rotitoare adiionale, numite flapsuri. Acestea se las doar n jos (nu pot fifolosite pentru a direciona fulxul de aer i n sus), de obicei cu maximum 40o, i sunt utilizate pentrua mri fora ascensional creat de arip la decolare i a ncetini aeronava la aterizare. Voleturile de labordul de atac al aripilor sunt utilizate la decolare i la aterizare pentru a produce for suplimentar.Spoilerele sunt utilizate i ele pentru a ncetini aeronava la aterizare i pentru a neutraliza efectulflapsurilor cnd avionul este pe sol. Data viitoare cnd zburai cu un avion, privii cum aripa imodific forma i msurai durata decolrii i a aterizrii.

Fuselajulsau corpul avionului ine toate componentele laolalt. Pilotul st n cabina de comand saucockpit. Pasagerii i marfa sunt inute n spatele fuselajului. Unele avionae transport combustibil nfuselaj, iar altele n aripi.

Aa cum am menionat mai nainte, configuraia avionului din imaginea de mai sus a fost ales caexemplu. Avionul individual poate fi modificat total fa de acest avion de serie.Avionul frailor Wrighta avut elice pentru propusie i elevatoare n faa aparatului. Avioanele de lupt au adesea motoarelecu reacie ascunse n fuselaj, n loc s fie sub aripi. Multe avioane de lupt au deasemenea elevatoruli stabilizatorul vertical n aceeai suprafa, sunt posibile multe configuraii ale avioanelor, dar toatetrebuie s furnizeze cele patru fore necesare zborului.

1. Aerodinamica avionuluiForele care acioneaz asupra unui avion n zbor

Aprute la nceputul secolului XX, primeleavioane cereau mult curaj i ndemnare pentru a le pilota. n acea vreme, ele nu erau nici rapide, nici

ncptoare. Primul zbor cu aeroplanul a fost realizat n 1903, de ctre fraii Orville i Wilbur Wright.Louis Bleriot a fost primul pilot care a traversat Canalul Mnecii, n 1909. Charles Lindbergh a realizatprima traversare a Atlanticului, singur i fr escal, n 1927. n 1933, Wiley Post a fost primul pilotde avion care a fcut singur turul lumii. A parcurs 25 000 km n 7 zile, 18 ore i 49 de minute.

Asupra unei aeronave aflate n zbor acioneaz patru fore care trebuie s se afle n echilibru. O forn general poate fi interpretat ca o tragere sau o mpingere asupra unui obiect ntr-o anumitdirecie.


3/21

Greutatea

Greutatea este o for orientat ntotdeauna spre centrul pmntului. Ea este direct proporional cumasa avionului i depinde de ncrcarea sa. Dei este distribuit asupra ntregului aparat, ne putemimagina c ea este colectat i acioneaz asupra unui singur punct, numit centrul de greutate. nzbor, dei aeronava se rotete n jurul centrului de greutate, orientarea greutii rmne tot spre

centrul pmntului. n timpul zborului greutatea scade constant datorit consumrii combustibiluluidin rezervoare. Distribuiagreutii i centrul de greutate se pot i ele schimba, de aceea pilotultrebuie s ajusteze constant comenzile pentru a ine avionul n echilibru.

Traciunea

Traciunea este asigurat de sistemul de propulsie. Valoarea traciunii depinde de mai muli factoriasociai sistemului de propulsie: tipul motorului, numrul de motoare, comanda motorului, viteza i

nlimea de zbor. n figura alturat, cele dou motoare ale avionului sunt dispuse sub aripi iorientate paralel cu fuzelajul, deci traciunea va aciona pe linia central longitudinal a fuzelajului. Launele avioane (de exemplu Harrier) direcia traciunii poate varia n funcie de evoluia pe care oexecut. De exemplu la decolare ea este orientat la un anumit unghi fa de axa longitudinal aavionului, pentru a "ajuta" avionul s decoleze (vezi VTOL). ns, la avioanele turboreactoare, deigazele de ardere sunt evacuate n direcie opus direciei de zbor, acest lucru face ca avionul s fie

"mpins" nainte, pe principiul aciune reaciune descris de Newton: oricrei fore de aciune i seopune o for egal i de sens contrar, numit reaciune.

Rezistena la naintare

Rezistena la naintare (la micare) este fora aerodinamic care se opune oricrui corp ce sedeplaseaz ntr-un fluid. Mrimea acestei fore este influenat de mai muli factori: forma aeronavei,densitatea i compoziia aerului, viteza. Direcia acestei fore este ntotdeauna opus direciei de zbori putem considera c ea "se concentreaz" ntr-un singur punct numit centru de presiune.

Portana

Portana este fora care ine avionul n aer i trebuie neleas n raport cu celelalte trei. Ea poate figenerat de orice parte a aeronavei, dar la un avion obinuit portana este datorat n special aripii i

n particular formei specifice n seciune a aripii. Portana este o for aerodinamic datorat "trecerii"unui obiect printr-un fluid. Ea acioneaz asupra centrului de presiune i este definit ca fiindperpendicular pe direcia de curgere a fluidului. Teoriile despre generarea forei portante au devenitsurs de mare controvers sau subiect de discuii aprinse. Dei explicaia exact i complet este


4/21

destul de dificil de neles fr aparatul matematic adecvat, acest articol ncearc s expun principiileei.

2. Curgerea aerului n jurul unui profil aerodinamic

Schimbarea direciei sau vitezei unei curgeri de fluid genereaz o for. Mai specific, portana apareatunci cnd curgerea unui fluid este "ntoars" de ctre un obiect solid. Cnd curgerea este deviat

ntr-o anumit direcie, portana apare n direcia opus, n concordan cu principiul aciunii-reaciuniilui Newton. Dat fiind c aerul este un fluid, moleculele sunt libere n micare i orice suprafa solidpoate devia curgerea. Pentru o seciune dearip numit profil aerodinamic ambele sale suprafee,de sus extrados i respectiv de jos intrados contribuie la ntoarcerea curgerii. Lund n consideraredoar una dintre suprafee, ajungem la o teorie incorect a portanei, de aceea ele se abordeaz

mpreun.

Cnd dou obiecte solide interacioneaz ntr-un proces mecanic, forele sunt transmise sau aplicatentr-un "punct de contact". Dar cnd un corp solid interacioneaz cu un fluid, lucrurile sunt mult maigreu de descris, datorit faptuluic fluidul i schimb forma. Pentru un solid care este imersat ntr-unfluid, punctul de contact este orice punct de pe suprafaa solidului. Deci avem de a face cu o fordistribuit, adic cu o presiune.

Valoarea unei forei care acioneaz asupra unei suprafee este egal cu presiunea nmulit cu aria

suprafeei respective. Presiunea este o unitate scalar legat de distribuia de presiunii din fluid. Ofor este o unitate vectorial, care are valoare i direcie, trebuie deci determinat direcia forei.Presiunea acioneaz perpendicular sau normal pe suprafaa unui corp solid, deci direcia forei pe osuprafa foarte mic a obiectului este normal la suprafa. Direcia normal se schimb de-a lungulprofilului deoarece acesta are o suprafa curbat. Pentru a obine fora mecanic net peste ntregulprofil trebuie adunate contribuiile componentelor tuturor suprafeelor mici ale obiectului. Esteimportant de tiut faptul c dac presiunea pe o suprafa nchis este constant, atunci nu exist nicio for net rezultant produs, deoarece suma tuturor forelor mici pe direciile normale d valoareazero. (Pentru fiecare mic suprafa, exist o alt mic suprafa a crei normal este orientat nexact direcia opus normalei primei suprafee.)

Pe un corp aflat ntr-un fluid n micare, viteza va avea valori diferite n locaii diferite de-a lungulsuprafeei nchise a corpului. Presiunea local (dat de acele suprafee forte mici de care vorbeam)fiind n relaie direct cu viteza local, rezult de asemenea c ea va varia de-a lungul suprafeei

nchise. nsumnd toate presiunile locale normale i nmulind apoi cu suprafaa exterioar total acorpului va rezulta o for net. Componenta acestei fore care este perpendicular pe direcia decurgere a fluidului este numit fora portant, iar componenta de-a lungul direciei de curgere senumete rezistena la naintare. n realitate exist o singur for net, cauzat de variaia presiunii n

jurul suprafeei corpului sau - vorbind de profile aerodinamice - este cauzat de diferena dintrepresiunile de pe intradosul i respectiv extradosul profilului. Fora aerodinamic acioneaz asupraunei locaii medii a variaiilor presiunii, care este numit centrul de presiune. Portana este o formecanic, generat de interaciunea i contactul dintre un solid i un fluid. Nu este generat de uncmp de fore precum greutatea care este generat de cmpul gravitaional, unde un corp poateinteraciona asupra altui corp fr a fi n contact fizic propriu-zis. Pentru a avea portan, corpul solidtrebuie s fie n contact direct cu lichidul. Deci, dac nu exist fluid, nu exist nici micare.

Pe de alt parte, portana este generat de diferena de vitez dintre corpul solid i fluidul. Trebuie sexiste o micare ntre obiect i fluid. Deci dac nu exist micare, nu se poate vorbi de portan. Nu

are important dac fluidul este n micare i corpul e static, sau dac corpul se mic n fluid. Factoriicare influeneaz portana sunt forma i dimensiunea obiectului, viteza i nclinaia fluidului, masa,compresibilitatea i vscozitatea sa.

3. Prile componente ale avionului i manevrarea sa


5/21

Forma exterioar a avionului, dimensiunile, motorizarea, organizarea structural a componentelor salei influeneaz direct performanele. Avionul este un aparat complex alctuit n mod normal din patrusubsisteme:

1. structura de rezisten;2. sistemul de propulsie;3. echipamentele de bord i aparatele de comand a zborului;4. instalaiile i mecanizarea aeronavei.

n general, un avion este alctuit din urmtoarele pri principale: aripa cu dispozitivele sale desustentaie, fuzelajul, ampenajele orizontal i vertical cu prile lor mobile, trenul de aterizare isistemul de propulsie. Prile mobile ale avionului sunt: eleroanele, profundorul, direcia, flapsurile,voleii, frna aerodinamic i compensatoarele.

Aparatura de bord este alctuit din: sisteme pentru controlul zborului, sisteme pentru controlulfuncionrii motoarelor, sisteme de navigaie aerian,aparatur radio/radiolocaie.

La avioanele militare se adaug armamentul de bord, instalaiile de bombardament i dirijare arachetelor, blindajul de protecie, acroajele i aparatura adecvat misiunilor de lupt.

Acionarea comenzilor avionului se realizeaz prin intermediul instalaiilor hidraulice i pneumatice.

Eseniale pentru zborul avionului sunt i instalaiile de alimentare cu combustibil i ulei, instalaiileelectrice, de antigivraj (dezgheare), sanitar, de izolaie termic i fonic, climatizare i comenzileagregatelor aeronavei, echipamentul de dirijare.

Comanda sistemului de propulsie i a comenzilor prilor sale mobile asigur manevrarea aeronavei.

Comanda traciunii se realizeaz prin maneta de gaze care acioneaz sistemul de propulsie.Comenzile prilor mobile sunt asigurate prin man, paloniere, flapsuri, frne, etc. De exemplu,acionarea manei nainte i napoi implic bracarea profundoarelor n sus i n jos, fapt care duce la omicare a avionului n sus sau n jos. Micarea manei spre stnga sau dreapta acioneaz eleroanele


6/21

de pe aripi, ducnd la o micare de ruliu (rotaie) n jurul axei longitudinale. Clcarea palonierelor(pedalelor) spre stnga sau dreapta acioneaz direcia avionului n lateral. Ceea ce trebuie reinut

ns, este c manevrarea aeronavei se face prin acionarea combinat a diferitelor comenzi.

4. Fuzelajul

Fuzelajul (dinfrancez fuselage) este partea aeronavei n care este plasat cabina piloilor, cabina pasagerilor,

ncrctura de transport i cea mai mare parte a echipamentelor i instalaiilor de bord. El reprezintcorpul central de care se leag aripa, ampenajele i trenul de aterizare. Fuzelajul trebuie s aib orezisten la naintare minim. De aceea forma sa trebuie s fie aerodinamic,s aib ct mai puineproeminene, suprafaa "splat" de curentul de aer s fie bine finisat i cu ct mai puine ondulaii.

Fuzelajele tip coc sunt cele mai folosite n prezent n construcia aerospaial, ele s-au impus definitivodat cu apariia motoarelor turboreactoare. Elementele principale ale fuzelajelor de tip coc sunt:structura longitudinal format din lonjeroane i lise, structura transversal format din cadre, i

nveliul rezistent.

Structura fuzelajului

Se folosesc n prezent la aeronave dou tipuri de fuzelaje tip coc:


7/21

semimonococ cu structur format din lonjeroane puternice i dintr-o reea rar de lise i nvelisubire

semicoc, structura constnd dintr-o reea deas de lise, lonjeroane false (lise rigidizate) inveli subire.

Fuzelajele tip coc sunt rigidizate cu ajutorul unor perei i podele care formeaz mpreun cu restulstructurii diverse compartimente folosite pentru amplasarea echipamentelor i instalaiilor de bord,pentru depozitarea ncrcturii de transport.

Avioanele sunt dispozitive de transport construite pentru a transporta persoanele i marfa dintr-un locn altul. Ele au diferite forme i dimensiuni n funcie de misiunea acestuia. Avionul prezentat naceast imagine este un avion de serie cu reacie care a fost ales ca avion reprezentativ.

Fuselajul, sau corpul avionului susine toate piesele unui avion laolalt. Fuselajul este gol pentruspaiu de transport, dar i pentru a reduce greutatea. Ca i multe alte componente ale unui avion,forma fuselajului este determinat de misiunea avionului. Un avion de lupt supersonic are un fuselajfoarte subire, aerodinamic, pentri a reduce ncetinirea i pierderea controlului cauzate de viteza dezbor foarte mare. Un avion de pasageri are fuselajul foarte mare pentru a putea transporta ct maimuli pasageri i marf. La un avion cu reacie de pasageri, piloii stau n cockpit, n partea din fa a

fuselajului. Pasagerii i marfa sunt transportate n partea din spate a fuselajului i combustibilul estestocat de obicei n aripi. La un avion de lupt, cockpit-ul este de obicei plasat deasupra fuselajului,armele sunt plasate pe aripi, iar motorul i combustibilul este plasat n spatele acestuia.

Greutateaunui avion este distribuit peste tot de-a lungul acestuia. Fuselajul cu tot cu pasagerii incrctura, contribuie major la creterea greutii. Centrul de greutate al unui avion este locaiamedie a greutii (unde avionul st n echilibru), i este localizat de obicei n interiorul fuselajului. nzbor avionul se rotete n jurul centrului de greutate datorit cuplului de torsiune genrat de elevator,crm i eleroane. Fuselajul trebuie s fie destul de rezistent pentru a rezista acestor fore.

5. Aripa

n zborul aerodinamic, bazat pe fora portant, cea mai important parte a avionului este aripa.mpreun un ampenajele, aripa asigur sustentaia, stabilitatea i manevrabilitatea avionului. n


8/21

general aripa este compus din structura de rezisten, nveliexterior, rezervoarele integrate de combustibil, aparatura hidro-pneumatic aferent comenzilor. Subarip se instaleaz trenul principal de aterizare al avionului, sistemul de propulsie, acroaje specialerachete, bombe sau rezervoare lrgabile.

Elementele constructive ale unei aripi de avion obinuite sunt: lonjeroanele, lisele, nervurile, panourilede nveli i alte piese componente, de rigidizare (ex: montani) folosite pentru transmiterea eforturile

ntre arip i fuzelaj sau ntre tronsoanele aripii.

Aripile cu cel puin dou lonjeroane mpreun cu nveliul formeaz chesonul de rezisten, care are

sarcina de a prelua eforturile aerodinamice i mecanice la care este supus aripa.6. Cheson de rezistenComponentele principale ale chesonului:

Lonjeroanele sunt elemente de rigidizare aezate de-a lungularipii, care preiau cea mai mare parte din forele i momentele ce acioneaz asupra acesteia. Auaspectul unei grinzi consolidate alctuite din tlpi (profile corniere) i inim (platband), mbinate ntreele cu nituri. Sunt realizate de regul din materiale rezistente la ncovoiere i rsucire: duraluminiu,titan, oeluri speciale.

Nervurilesunt elemente de rigidizare transversal a aripii, montate de obicei perpendicular pe bordulde atac al aripii. Nervurile au rolul de a pstra forma aripii i de a transmite solicitrile aerodinamice lalonjeroane i lise. Pot fi nervuri simple sau nervuri de for, acestea din urm avnd rolul suplimentarde a prelua forele concentrate datorate diverselor echipamente i instalaii acroate de aripi.

Lisele sunt elemente de rigidizare montate n lungul aripii cu rolul de a prelua solicitrile axialedatorate ncovoierii aripii. Ele trebuie s fie rezistente la ntindere i compresiune i mresc rezistena

nveliului la deformaie. Sunt obinute tehnologic prin extrudare sau ndoire i sunt alctuite dinduraluminiu, aliaje pe baz de titan sau oel inoxidabil.

nveliul aripii are rolul de a menine forma sa i este realizat din tabl de duraluminiu sau aliaje pebaz de titan, magneziu etc.nveliul este solicitat la eforturi de ncovoiere i rsucire. Ele este prinsde celelalte elemente prin nituri. Dac distana dintre lise este mic se folosete pentru rigidizarea

nveliului tabl ondulat. mbinarea tablei ondulate cu inveliul se poate face prin metoda suduri, nuprin nituire. Dac aripa are grosime mic, nveliul se poate realiza prin panouri monolit. Construcia


9/21

unei astfel de aripi se realizeaz prin mbinarea panourilor dintr-o singur bucat. La aripile cugrosime foarte mic, spaiul interior nu mai cuprinde elemente de rigidizare, ci este umplut custructur de tip fagure sau cu alt material compozit, rezultnd o structur compact, cu rezistenmecanic mare.

Imaginea de maisus v ofer definiii tehnice ale geometriei aripii, care este unul dintre factorii principali careafecteaz portana avionului i rezistena la naintare. Terminologia este utilizat pretutindeni nindustria aeronautic. Aripile avionelor actuale sunt forme complexe, dar vom ncepe cu ctevadefiniii simple. Figura arat o arip privit din trei unghiuri diferite; o arip privit de sus (colul din

stnga-sus), o arip privit din lateral (colul stnga jos), i o arip privit din fa (dreapta jos).Forma n plan a aripii este extrem de diversificat, n funcie de destinaia, rolul, dimensiunile, formasau viteza avionului: aripa dreapt (An-2, Cessna 172), arip trapezoidal (F-22 Raptor), arip nsgeat (A300, BAC 1-11, Su-27), arip n sgeat cu geometrie variabil (Tornado, B-1), ariptriunghiular (F-16, Saab-37 Viggen), arip delta gotic (Concorde), etc.

Vederea de deasupra

Vederea de deasupra din imagine arat o arip simpl, a unui avion uor. Partea din fa a aripii (npartea de sus) se numete bord de atac; partea din spate a ar ipii (n partea de jos a imaginii) estenumit bord de fug sau de scurgere. Distana dintre bordul de fug i cel de scurgere se numetecoard, notat cu litera C". Capetele aripii se numesc vrfuri, iar distana dintre dou vrfuri senumete anvergur,notat cu simbolul S". Forma aripii privit de sus se numete planform. n

figur, planforma este un dreptunghi. Pentru o arip cu planforma dreptunghiular, lungimea coardeieste pe toat lungimea anvergurii egal. Pentru multe alte planforme, lungimeacorzii variaz o datcu lungimea anvergurii. Aria aripii (A) este aria proiectat a planformei i este limitat de bordul deatac, bordul de scurgere i de vrfuri.

Not: aria aripii este DIFERITde aria total a aripii. Aria total a aripii include suprafeele inferioari superioar. Aria aripii este o arie proiectat i este aproape jumtate din aria total.

Raportul este o msur a ct de lung i ct de zvelt este o arip dintr-un vrf n cellalt. Raportulunei aripi este definit ca ptratul anvergurii mprit la aria aripii i este notat cu simbolul AR. Pentru o


10/21

arip dreptunghiular, aceasta se reduce la raporul anvergur i coard.

AR = s2/A = s2/ (sXc) =s/cAripile cu raport mare au anverguri mari (precum planoarele de performan), pe cnd avioanele curaport mic au anverguri mici (precum F-16 Fighter) sau corzi mici. Exist o parte a traciunii unuiavion, numit traciune indus, care depinde invers de raportul imaginii aripii. O arip cu un raportmare are o traciune mai mic i o portan puin mai mare dect aripile cu un raport mare. Deoarece

unghiul de planare a unui avion depinde de raportul portanei la traciune, un planor este de obiceiproiectat cu un aspect ratio foarte mare. O navet spaial are un aspect ratio mic datorit i estetotui un planor foarte prost. Avioanele F-14 i F-111 sunt cele mai bune n ambele cazuri. Ele i potmodifica raportul n timpul zborului prin pivotarea aripilor anvergur mare pentru vitez mic,anvergur mic pentru vitez mare.

Vederea din fa

Vederea din fa a aripii din desen ne arat c aripa dreapt i cea stng nu se afl n acelai plandar se ntlnesc la unghi. Unghiul pe care aripile l au fa de orizontal se numete unghi diedru.Acesta este adugat aripilor pentru a mri stabilitatea la rotaie; o arip cu un unghi diedru se va

ntoarce natural la poziia original dac ntlnete o rotaie (cu ct este mai mare unghiul diedru, cuatt stabilitatea avionului fa de rotaie este mai mare, dar un unghi diedru mare are uneleinconveniente, ca reducerea manevrabilitii. Poate ai observat c avionele se serie mari, cu

anverguri mari au unghi diedru. Vrfurile aripilor sunt la o nlime mult mai mare fa de sol dectbaza lor. Pe cealalt parte, avionele de lupt foarte manevrabile nu au unghi diedru. De fapt, uneleavione de lupt au chiar un unghi diedru negativ, pentru a mri performana la rotire.

Not:avionul din anul 1903 al frailor Wright aveau un mic unghi diedru negativ pentru a mriperformana la rotire.

Vederea din lateral

O tietur n arip perpendicular pe bordurile de atac i de scurgere ne va arta o seciunetrensversal prin arip. Este numit nervur i are definiiile geometrice n colul din stnga jos. Liniadreapt dintre bordul de atac i celde scurgere este numit linie de coard. Linia de coard mpartenervura n suprafaa superioar i cea inferioar. Dac mprim nervura n dou, pe o linie la

jumtatea distanei dintre extremitile suprafeei superioare i a celei inferioare, vom obine o linie

numit linia curburii medii. Pentru o nervur simetric (suprafaa superioar este egal ca form idimensiuni cu cea inferioar), limia curburii medii va fi peste coard, dar n cele mai multe cazuri,aceste linii sunt diferite, deci suprafaasuperioar este diferit de cea inferioar. Distana maximdintre linia curburii medii i linia de coard este numit coard (nu confundai cu linia de coard), careeste curbura aripii (o coard mai mare nseamn o curbur mai mare). Distana maxim dintresuprafaa superioar i cea inferioar este numit grosime. Adesea vedei aceste dimensiuni mpritela lungimea liniei de coard, pentru a produce un numr procentual. Nervurile aripilor pot avea o largvarietate de combinaii de corzi i grosimi. NACA (strmosul" NASA) a stabilit o metod de proiectarea nervurilor i a folosit tunele aerodinamice pentru a furniza date despre coeficienii de portan itraciune.


11/21

n spatele fuselajului celor mai multor avione exist un stabilizator orizontal i un elevator.Stabilizatorul orizontal este o arip fix cu scopul de a furniza stabilitate avionului, adic pentru a-line drept n zbor. Aceste previne micarea sus-jos a botului avionului, sau tangajul. Elevatorul este omuc pies mictoare de la spatele stabilizatorului orizontal fixat de acesta prin balamale. Deoareceelevatorul se rotete, variaz astfel fora creat de coada avionului i este utilizat pentru a genera icontrola micarea de tangaj a avionului. Elevatoarele lucreaz n pereche; cnd unul este n sus, icelelalt este tot n sus.

Elevatorul este utilizat pentru a controla poziia botului avionili i a unghiului de atac al aripilor.Modificnd nclinaia aripilor se modific portaa generat de acestea. Aceste lucruri, combinate,creeaz urcarea i coborre avionului. n timpul decolrii, elevatoarele sunt ridicate pentru a ridicabotul avionului pentru a putea ncepe ascensiunea. n timpul unui viraj pe vertical, elevatoarele suntutilizate pentru a mri portana i a cauza un viraj mai atrns. De aceea performana elevatoareloreste att de important pentru avionele de lupt.

Elevatoarelefuncioneaz prin modificarea formei efective a nervurii stabilizatorului orizontal. Aacum vedei n imginile de mai sus, modificareaunghiului de deflecie a spatelui nervurii unei aripimodific cantitatea de for generat de aripa respectiv. Cu o deflecie mare n jos a bordului descurgere a unei aripi, se mrete portana. Cu o deflecie mare n sus a bordului de scuregere a uneiaripi, protana scade i poate devani chiar nagativ. Portana (F) este trensferat centrului de presiunea stabilizatorului orizontal care este la o anumit distan de centrul de gravitaie a avionului. Aceastacreaz o torsiune (T) asupra avionului i acesta se rotete n jurul centrului de gravitaie (torsiunea secalculeaz prin formula: T=FXL). Pilotul poate folosi acest abilitate pentru a face lupinguri cu avionul.Sau, ntruct multe avioane tind n mod natural s fac lupinguri, deflecia poate fi folosit pentru aechilibra avionul, prevenind lupingurile. Dac pilotul inverseaz deflecia elevatorului n jos, avionul se

nclin n direcie opus.

Putei verifica acest lucru folosind un avion de hrtie. Tiai nite suprafee de contact egale n spateleambelor aripi. ndoii-le n sus pentru a face botul s se ridice i avionul s fac un luping n zbor.Facei mici ajustri pentru a echilibra avionul i a suprima lupingurile. Aceeai lucru va funciona i laun planor simplu din lemn. Suprafeele de control pot fi nite buci de scotch.

Pe multe avioane de lupt, pentru a atinge cerinele lor de manevrebilitate crescut, stabilizatorulorizontal i elevatorul sunt combinate ntr-o suprafa numit stabilator. Modificarea forei este creatprin modificarea nclinaiei ntregii suprafee, nu doar pein a bordului de scurgere. La unele avioane,stabilitatea n faa tangajului este furnizat de o suprafa orizontal din faa centrului de gravitaie


12/21

(un stabilizator vertical n fa). Acesta este numit canard. Numele acesta provine din denumiteafrancez pentru ra i este folosit pentru c seamn cu ciocul unei rae. Un astfel de stabilizatororitontal, dar cu elevator, a fost folosit la avionul frailor Wright.

Eleroanele sunt utilizate pentru a genera o micare de rotaie a unui avion. Eleroanele sunt miciseciuni ale bordului de scurgere a aripilor fixate n balamale. Eleroanele lucreaz de obicei n opoziie:cnd eleronul din dreapta este n sus, cel din stnga este n jos i vice versa. Imaginea de mai susarat ce se ntmpl atunci cnd pilotul ridic eleronul din dreapta i coboar eleronul din stnga.

Eleroanele sunt folosite pentru a nclina avionul; o arip coboar i cealalt urc. nclinaia creeaz ofor lateral, care este o component a forei uriae de portan, aa c aceast nclinaie creazvirarea avionului (avionele vireaz i din cauza nclinaiei efectuate cu ajutorul eleroanelor, nu doar dincauza crmei).

Eleroanele funcioneaz prin schimbarea formei efective a nervurii n zona din spate a aripii. Aa cumeste prezentat i n imaginea de mai sus, modificarea unghiului de deflecie n spatele unei aripi vamodifica portana creat de aceea arip. Cu o deflecie n jos, va crete portana creat, iar cu odeflacie n sus, portana va scdea. Probabil c ai observat c n imaginea de mai sus, dac am prividin spate, am vedea eleronul drept este ridicat iar cel stng este cobort. Aadar, portana creat dearipa stng crete, iar cea creat de aripa dreapt scade. Pentru ambele aripi, portana (Fr sau Fl)unei aripi crescut sau sczut cu ajutorul eleroanelor este aplicat centrului aerodinamic al seciuniirespective, care este la o anumit distan (L) de centrul de greutate al avionului. Aceasta creaz otorsiune (T) asupra centrului de gravitaie care se calculeaz prin formula T=FXL. Dac forele (idistanele) sunt egale, nu exist torsiune net asupra avionului. Dar dac forele sunt inegale, exist otorsiune net asupra centrului de gravitaie care face ca avionul s se roteasc n jurul acestuia. ncazul artat n figur, micarea de rotaie a avionului este spre dreapta (n sens orar) dac privim dinspate. Dac pilotul schimb deflecia eleroanelor (eleronul drept n sus i cel stng n jos), avionul seva roti n direcie opus (n sens antiorar). Noi am ales numele de arip stng" i arip dreapt" sus

eleron stng" i eleron drept" bazndu-ne pe privirea avionului din spate spre bot pentru c aceastaeste direcia n care privete pilotul.

Putei verifica efectul de rotaie i dumneavoastr, folosind un avion de hrtie. Tiai nite micisuprafee de control n spatele aripilor. ndoii o suprafa n sus i pe cealalt n jos, apoi aruncai-l i


13/21

privii cum se rotete n zbor. Rotaia va fi n direcia cu suprafaa de control ndoit n jos. Acelailucru poate funciona i la un avion simplu de lemn. Suprafeele de control pot fi nite buci descotch.

Cnd cltorii cu un avion, privii n timpul virajelor. Pilotul nclin avionul n direcia virajului. Vei fisurprini ct de mic este deflecia pentru a roti un avion uria, dar atenie c exist o confuzie launele avione. Am discutat c virajul avioanelor este de obicei fcut cu ajutorul eleroanelor care cresc

sau scad portana fiecrei aripi. Pe unele avioane rotaia este fcut prin scderea sau chiar aeliminrii portanei unei singure aripi. O suprafa de control numit spoiler, este ridicat ntre bordulde atac i cel de scurgere ale unei aripi. Aceasta creaz modificarea formei efective a aripii,

ntrerupnd fluxul aerului peste aceasta i micornd sau eliminnd portana generat de arip. Acestlucru creeaz o for neechilibrat cu cealalt arip, cauznd rotaia avionului. Piloii utilizeaz maimult spoilerele pentru viraje pentru c reacioneaz mai rapid i au nevoie de mai puin energiepentru a fi ridicate (spoilerele nu coboar), dar ele scad mereu din portana total a unui avion. Este omeserie interesant! Putei spune dac un avion utilizeaz spolerele sau eleroanele prin observareasuprafeelor de control ale aripii. La bordul de scurgere este eleronul; ntre acesta i bordul de ataceste spoilerul.

n sparele fuselajului majoritatea avionelor au un stabilizator vertical i o crm. Stabilizatorul este oseciune de arip fix cu scopul de a furniza stabilitate avionului, pentru a-l ine drept n zbor. Acesta

previne rotirea botului avionului. Crma este o mic seciune rotitoare din spate a stabilizatoruluivertical, care este ataat seciunii fixe prinbalamale. Deoarece crma se mic, variaz cantitatea defor generat de suprafaa cozii i este utilizat pentru a controla rotaia (virarea) avionului.Imaginea de mai sus arat ce se ntmpl cnd pilotul deflecteaz crma.

Crma este folosit pentru a controla poziia botului avionului. n mod interesant, NU este folositpentru a vira. Virajul avionului este realizat datorit nclinrii acestuia ntr-o parte utiliznd eleroanelesau spoilerele. nclinarea creaz o for lateral care este o parte a portanei. Crma asigur cavionul este aliniat corect cu virajul ce trebuie fcut. Altfel, avionul va avea parte de traciunesuplimentar sau chiar de o posibil condiie de viraj advers, potrivit traciunii adiionale de la


14/21

suprafeele de control, botul se va mica mult mai departe fa de ruta de zbor.

Crma lucreaz prin modificarea formei efective a nervurii stabilizatorului vertical. Aa cum am spus nimaginea cu definiiile geometriei aripii, modificarea formei aripii va duce la modificarea portaneigenerate de acea arip. Crescnd unghiul de deflecie a bordului de scurgere a unei aripi, va creteportana generat de acea arip n direcie opus. Crma i stabilizatorul vertical sunt montate n aafel nct produc fore laterale, nu n sus i n jos. Fora lateral (F) este aplicat centrului de presiune a

stabilizatorului vertical, care este la o anumit distan (L) de centrul de greutate al avionului. Aceastacreaz o torsiune (care se calculeaz prin formula T=FXL) asupra avionului care l face s se roteasc

n jurul centrului de greutate. Cu o deflecie mai mare a crmei spre stnga, dac privim din spate, vacrete fora spre dreapta. Dac pilotul deflecteaz crma spre dreapta, avionul va vira n direcieopus.

Putei de asemenea testa efectul crmei utiliznd un avion de hrtie. Tiai o mic suprafa de controlsub arip. ndoii-o ntr-o parte i vei vedea c n zbor acesta va vira n direcie opus cu cea n careeste ndoit suprafaa de control. Acelai lucru l putei face i cu un planor simplu de lemn. Suprafaade control poate fi o bucat de scotch.

La toate avionele, stabilizatorul vertical i crma formeaz o arip asimetric. Aceast combinaie nuproduce fore laterale cnd crma este aliniat cu stabilizatorul i creeaz fore laterale prin defleciacrmei. Unele avione de lupt au dou stabilizatoare verticale i dou crme pentru c trebuie s

controleze avionul la viteze uriae.

Spoilerele sunt mici seciuni de control fixate n balamale pe partea superioar a aripii. Acestea pot fiutilizate pentru a ncetini avionul, sau s l fac s coboare atunci cnd sunt ridicare pe ambele aripi(spoilerele nu coboar). Ele mai pot fi folosite i pentru a genera nclinaia i virajul avionelor, cndeste ridcat numai un spoiler. Imaginea de mai sus arat ce se ntmpl cnd pilotul ridic spoileruldrept.


15/21

Spoilerele ridicate pe ambele aripi

Cnd pilotul activeaz spoilerele, acestea se ridic n fluxul de aer de peste arip. Acest lucru cauzeazntreruperea fluxului de aer de peste arip, i implicit i a rezistenei la naintere i portana creat deacea arip. Ele pot fi utilizate pentru a ntrerupe" portana i a face avionul s coboare, sau pentru a

ncetini avionul cnd acesta se pregtete pentru aterizare. Cnd avionul aterizeaz pe pist, pilotul

ridic de obicei spoilerele pentru a anula efectul portnaei (P) i pentru a ajuta frnele n ncetinireaavionului. Frecarea (F) dintre pneuri i pist depinde de frecarea normal", care se calculez prinformula: F=G-P (G" este greutatea aeronavei) cu ct portana este mai mic, cu att frecarea va fimai mare, deci i frnele vor funciona mai bine. Rezistena la naintare adiional creat de spoilere

ncetinete i ea avionul.

Spoiler ridicat pe o singurarip

Un singur spoiler este utilizat pentru a nclina avionul; pentru a face ca vrful unei aripi s se ridice icellalt s coboare. ntoarecera creeaz o for lateral neechilibrat, care este o parte a portanei,fapt ce face ca avionul s vireze (avioanele vireaz datorit nclinrii, nu datorit forei generate decrma).

n imagine, spoilerul drept al avionului este ridicat iat spoilerul stng este aliniat cu aripa. Fluxul de

aer de deasupra aripii drepte va fi ntrerupt de spoiler, rezistenaacesteia la naintare va fi crescut,iar portana va scdea n comparaie cu cea a aripii stngi. Portana (F) este aplicat centrului depresiune, care este la o anumit distan (L) de cetrul de greutate al avionului. Acest lucru creeaz otorsiune (T) care se calculeaz prin formula T=FxL asupra centrului de greutate. Micarea rezultat varoti avionul n jurul centrului su de greutate spre dreapta (n sens orar). Dac pilotul invreseazdeflecia spoilerelor, (spoilerul stng ridicat iar cel drept nrepaus), avionul se va nclina n direcieopus.

Putei verifica efectul spoilrelor cu ajutorul unui planor simplu de lemn. Punei nite suprafee decontrol pe ambele aripi. ndoii una din aceste suprafee n sus, iar pe cealalt lsai-o aliniat cuaripa. n zbor, avionul se va nclina n direcia n care suprafaa de control este ndoit n sus.

Cnd cltorii cu un avion de serie, uitai-v la aripi n timpul virajelor. Pilotul nclin avionul ndirecia virajului. Vei fi probabil surprini ct de mic este deflecia necesar pentru a nclina un avion

uria. Dar fii ateni c la unele avioane este o posibil confuzie. Am discutat despre rotaia avioanelorfolosind spoilerele din aproprierea mijlocului corzii aripii prin descreterea portanei generate de aceaarip. La majoritatea avionelor, virajele sunt fcute cu ajutorul eleroanelor pentru a crete portanaunei aripi i a o micora pe cea a celeilalte. Acest lucru produce o for neechilibrat, care cauzeaz

nclinarea.


16/21

n timpul decolrii i al aterizrii, viteza avionului este relativ sczut. Pentru a pstra portanaacestuia la un nivel mare (pentru a nu se lovi de construciile de pe sol), proiectanii de avioane au au

ncercat s mreasc suprafaa aripii i s modifice formanervurii cu ajutorul unor suprafee decontrol de la bordul de scurgere i cel de atac. Suprafaa de la bordul de scurgere este numit flaps,iar cea de la bordul de atac, volier. Flapsurile i volierele se mic de-a lungul inelor de metal aflatepe arip. Micarea flapsurilor spre pupa (spre coad) i voilerele n fa, se mrete suprafaa aripii.Pivotnd bordul de atac al voilerului i bordul de scurgere al flapsului n jos crete coarda efectiv a

nervurii, i implicit i portana. n plus, avioanele cu o suprafa proiectat mare a flapsurilor au orezisten la naintare mai mare dect celelalte. Acest lucru ajut la ncetinirea avionului la aterizare.


17/21

n spatele fuselajului, majoritatea avionelor au un stabilizator orizontal i un elevatorcare furnizeazmicarea sus-jos a avionului, sau tangajul. Pe multe avioane de lupt, pentru a satisface cerinele demanevrabilitate mare a acestora, stabilizatorul i elevatorul sunt combinate ntr-o suprafa numitstabilator. Deoarece stabilatorul se mic, el variaz fora generat de suprafaa cozii i este folositpentru a controla tangajul avionului. De obicei este cte un stabilator pe fiecare parte a fuselajului iele funcioneaz n perechi; cnd un stabilator este n sus, i cellalt va fi tot n sus. Stabilatoarelesunt folosite pentru a controla poziia vrfului avionului i a unghiului de atac al aripii. Modificarea

nclinaiei aripii modific portana generat de aceasta. Acest lucru cauzeaz urcarea sau coborreaavionului. n timpul decolrii, stabilatoarele sunt folosite pentru a ridica botul avionului i a ncepe

ascensiunea. n timpul unui viraj, stabilatoarele pot fi folosite pentru a lua virajul mai strns.


18/21

Propulsia este fora care mic avionul prin aer. Aceasta este generat de sistemul de propulsie de peavion. Sisteme de propusie diferite genereaz propusia n moduri diferite, dar toate sistemele depropulsie funcioneaz prin aplicarea legii a treia a micrii a lui Newton. Pentru fiecare aciune este oreaciune egal i opus. n orice sistem de propulsie, un fluid care lucreaz este accelerat de sistemi reaciunea acestui proces de accelerare este o for aplicat pe sistem. O derivaie general aecuaiei propulsiei arat c propulsia generat depinde de fluxul fluidului prin motor i viteza fluiduluila ieirea din acesta.

n timpul delui de-al doilea rzboi mondial, un nou tip de motoare cu reacie a fost dezvoltatindependent n Germania i n Anglia. Acest motor a fost numit motor cu turbin cu gaz. Noi l numimuneori motor cu reacie. Primele motoare cu turbin cu gaz erau mai mult motoare de rachet, crend

o evacuare fierbinte ce trecea printr-o duz pentru a produce propulsia. Dar, spre deosebire demotoarele de rachet care trebuiau s-i transporte oxigenul pentru combustie, motoarele cu turbincu gaz i luau oxigenul din aer. Un astfel de motor nu poate funciona n spaiu, deoarece acolo nuexist oxigen. Pentru un motor cu turbin cu gaz, fluidul n lucru, sau gazul accelerat, este evacuareafierbinte. Mare parte din evacuare provine din atmosfer. Cele mai moderne, de mare vitez, avioanede pasageri i militare sunt propulsate de motoare cu turbin cu gaz. Doarece aceste motoare suntatt de importante pentru viaa noastr, v voi da cteva date despre ele.

Motoarele cu turbin cu gaz sunt ntr-o mare varietate de forme i mrimi pentru multe avioane cumisiuni diferite. Toate motoarele cu reacie au totui cteva lucruri n comun. n imaginea de mai sussunt patru avione cu motoare cu turbin cu gaz. Fecare dintre ele are o misiune unic i o necesitate aforei de propulsie unic. n colul din stnga n partea de sus este avionul de serie DC-8. misiunea saeste transportul unei mari ncrcturi i a multor pasageri pe distane mari, la viteze mari. i petrecemare parte din via zburnd n regimul de croazier. Sub el este un avion de lupt F-14. misiunea sa

este de a distruge avione n lupta aer-aer. i petrece mare parte din via n regimul de croazier, darare nevoie de o mare acceleraie n lupt. n colul din dreapta-jos este avionul de marf C-130. Ca iavionul DC-8, transport marf pe distane lungi, dar nu are devoie de o vitez aa de mare ca acesta.Deasupra lui este T-38 trainer. Este folosit pentru a nva piloii s zboare pe avioane cu motoare cuturbin cu gaz. Avionul DC-8 este propulsat de patru motoare turbofan cu bypass mare, F-14 de doumotoare turbofan cu ardere ntrziat i bypass mic, C-130 de patru motoare turboprop, iar T-38 dedou motoare turbojet.

Sistemul de propulsie


19/21

n general sistemele de propulsie ale unei aeronave se compun din:

1. motoare2. elice (sau ventilator, dupa caz)3. sistem de rcire4.

sistem de admisie5. sistem de ungere

6. sistem de evacuare7. demaror (starter)8. comenzi ale motoarelor

Rolul sistemului de propulsie este de a asigura traciunea avionului. n prezent exist o marediversitate de motoare de aviaie cu combustibil chimic, iar n continuare voi ncerca s fac o scurtclasificare dup modul n care se realizeaz traciunea:

1. motoare cu piston (cu elice)2. motoare aeroreactoare3. motorul turboreactor4. motorul statoreactor5. cu ardere subsonic - ramjet6. cu ardere supersonic - scramjet7. motorul pulsoreactor8. motorul motoreactor9. motoare cu traciune combinat10.motorul turbopropulsor11.motorul turboreactor cu dublu-flux (turboventilator)12.motorul cu piston cu evacuare reactiv13.motoare rachet14.motoare rachet cu combustibil lichid15.motoare rachet cu combustibil solid

n continuare sunt prezentate dou dintre cele mai utilizate motoare n prezent: motorul simplureactor (MTR) i motorul reactor cu dublu flux (MTRDF).

Motorul turboreactoreste motorul care echipeaz n prezent aeronavele care zboar la altitudinimari i viteze peste 0,6 Mach. Principiul su de funcionare este urmtorul: aerul care intr prindispozitivul de admisie este comprimat de ctre compresor, intr n camera de ardere unde formeaz

mpreun cu combustibilul injectat amestecul de gaze de ardere i are loc arderea propriu-zis. Gazelearse trec apoi prin turbin, unde are loc destinderea lor parial prin rotaie, apoi trec prin ajutajul dereacie i ies din sistem cu o energie cinetic mult mai mare dect cea de intrare, asigurnd astfelcomponenta de traciune a avionului.

Eventual, la avioanele supersonice putem ntlni sistemul de postcombustie. Acesta se afl ncorporatn sistemul de evacuare i are rol de a injecta o nou doz de combustibil n amestecul de gaze arseprovenit din camera de ardere. Noul amestec mai arde o dat, rezultnd o cretere considerabil atraciunii.

Motoarele turboreactoare cu dublu flux - denumite generic turboventilatoare - sunt de faptturboreactoare modificate. Ele se caracterizeaz prin existena a dou fluxuri de curgere paralele: unulsecundar, de aer, antrenat de un ventilator montat pe acelai ax cu compresorul de joas presiune aturbinei, care mbrac fluxul de aer primar (interior) format din gaze de ardere. Traciunea MTR-DFeste suma traciunilor rezultate de cele dou fluxuri. Nu trebuie uitat c ventilatorul are rol depropulsie, funcionnd ca o elice. Un sistem MTR-DF este prezentat n desenele alaturate.


20/21

Trebuie menionat faptul c motoarele turboreactoare cu dublu flux sunt cele mai rspndite tipuri demotoare de aviaie, echipnd cea mai mare parte din avioanele civile si o bun parte din avioanelemilitare.

Turboreactor

Pulsoreactor


21/21

descrierea avionului

Documents

Transcript of descrierea avionului