Летательный аппарат: ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ • Большая российская энциклопедия

Change privacy settings

Войти
или
Регистрация

Неудачная попытка входа

{{ errorMessage }}

Password

Запомнить меня

Вы успешно вошли на сайт

Войти
или
Регистрация

Обратите внимание на ошибки

{{ errorMessage }}

Password

Password Confirmation

Хочу получать самые интересные статьи на почту

Вы успешно вошли на сайт

Самолет | Определение, типы, механика и факты

Air New Zealand Limited

См. все средства массовой информации

Ключевые сотрудники:

Игорь Сикорский
Говард Хьюз
Чарльз Линдберг
Олив Энн Бич
Жаклин Кокран

Похожие темы:

С-47
гидросамолет
Конкорд
ДС-3
Боинг 367-80

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

самолет , также называемый самолетом или самолетом , любой самолет из класса самолетов с неподвижным крылом, который тяжелее воздуха, приводится в движение винтовым винтом или высокоскоростной реактивной струей и поддерживается динамической реакцией воздух против своих крыльев. За отчет о развитии самолета и появлении гражданской авиации см. историю полетов.

Основными компонентами самолета являются система крыла, поддерживающая его в полете, хвостовое оперение для стабилизации крыльев, подвижные поверхности для управления ориентацией самолета в полете и силовая установка, обеспечивающая тягу, необходимую для толкания летательного аппарата через воздух. Должна быть предусмотрена поддержка самолета, когда он находится в состоянии покоя на земле, а также во время взлета и посадки. Большинство самолетов имеют закрытый корпус (фюзеляж) для размещения экипажа, пассажиров и груза; кабина — это место, из которого пилот управляет органами управления и приборами для управления самолетом.

Принципы полета и эксплуатации самолета

На самолет в горизонтальном полете без ускорения действуют четыре силы. (При повороте, нырянии или полете с набором высоты в игру вступают дополнительные силы.) Этими силами являются подъемная сила, сила, действующая вверх; сопротивление, тормозящая сила сопротивления подъемной силе и трению самолета, движущегося по воздуху; вес, нисходящий эффект гравитации на самолет; и тяга, сила прямого действия, обеспечиваемая двигательной установкой (или, в случае самолета без двигателя, за счет использования силы тяжести для преобразования высоты в скорость). Сопротивление и вес — элементы, присущие любому объекту, в том числе и летательному аппарату. Подъемная сила и тяга — это искусственно созданные элементы, разработанные для того, чтобы самолет мог летать.

Чтобы понять подъемную силу, в первую очередь необходимо понять аэродинамический профиль, который представляет собой конструкцию, предназначенную для получения реакции на его поверхность от воздуха, в котором он движется. Ранние аэродинамические поверхности обычно имели немного больше, чем слегка изогнутую верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность. На протяжении многих лет аэродинамические поверхности адаптировались для удовлетворения меняющихся потребностей. К 1920-м годам аэродинамические поверхности обычно имели закругленную верхнюю поверхность, при этом наибольшая высота достигалась в первой трети хорды (ширины). Со временем как верхняя, так и нижняя поверхности искривлялись в большей или меньшей степени, а наиболее толстая часть аэродинамического профиля постепенно смещалась назад. По мере роста скорости полета возникла потребность в очень плавном прохождении воздуха над поверхностью, что было достигнуто в аэродинамическом профиле с ламинарным потоком, где изгиб был дальше назад, чем того требовала современная практика. Сверхзвуковые самолеты потребовали еще более радикальных изменений в форме аэродинамического профиля, некоторые из которых потеряли округлость, ранее связанную с крылом, и приобрели форму двойного клина.

Викторина «Британника»

Рукотворные птицы в небе

От дирижаблей до реактивных винтов — примите участие в этой викторине и проверьте свои знания о самолетах и ​​авиации.

Двигаясь вперед в воздухе, аэродинамический профиль крыла получает полезную для полета реакцию от воздуха, проходящего над его поверхностью. (В полете аэродинамическая поверхность крыла обычно создает наибольшую подъемную силу, но гребные винты, хвостовое оперение и фюзеляж также функционируют как аэродинамические поверхности и создают подъемную силу различной величины.) В 18 веке швейцарский математик Даниэль Бернулли обнаружил, что если скорость воздуха над определенной точкой профиля увеличивается, давление воздуха уменьшается. Воздух, протекающий над изогнутой верхней поверхностью аэродинамического профиля крыла, движется быстрее, чем воздух, протекающий по нижней поверхности, уменьшая давление сверху. Более высокое давление снизу толкает (поднимает) крыло вверх в область более низкого давления. Одновременно воздух, обтекающий нижнюю часть крыла, отклоняется вниз, обеспечивая ньютоновскую равную и противоположную реакцию и внося свой вклад в общую подъемную силу.

На подъемную силу аэродинамического профиля также влияет его «угол атаки», то есть его угол по отношению к ветру. И подъемную силу, и угол атаки можно сразу, хотя и грубо, продемонстрировать, выставив руку из окна движущегося автомобиля. Когда рука повернута плашмя к ветру, ощущается большое сопротивление и создается небольшой «подъем», поскольку за рукой находится турбулентная область. Отношение подъемной силы к сопротивлению низкое. Когда рука держится параллельно ветру, сопротивление гораздо меньше и создается умеренная подъемная сила, турбулентность сглаживается, а отношение подъемной силы к сопротивлению лучше. Однако если руку немного повернуть так, чтобы ее передний край был поднят на больший угол атаки, подъемная сила увеличится. Это положительное увеличение отношения подъемной силы к сопротивлению создаст тенденцию руки «летать» вверх и вверх. Чем больше скорость, тем больше будет подъемная сила и сопротивление. Таким образом, полная подъемная сила связана с формой аэродинамического профиля, углом атаки и скоростью, с которой крыло проходит через воздух.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

Вес – это сила, действующая противоположно подъемной силе. Таким образом, конструкторы пытаются сделать самолет максимально легким. Поскольку все конструкции самолетов имеют тенденцию к увеличению веса в процессе разработки, в штатах современных аэрокосмических инженеров есть специалисты в области контроля веса с самого начала проектирования. Кроме того, пилоты должны контролировать общий вес, который разрешено перевозить воздушному судну (пассажиры, топливо и груз), как по количеству, так и по местоположению. Распределение веса (т. Е. Управление центром тяжести самолета) так же важно с точки зрения аэродинамики, как и величина переносимого веса.

Тяга, сила, действующая вперед, противостоит сопротивлению, как подъемная сила противостоит весу. Тяга получается за счет ускорения массы окружающего воздуха до скорости, превышающей скорость самолета; равной и противоположной реакцией является движение самолета вперед. В поршневых или турбовинтовых самолетах тяга создается за счет движущей силы, вызванной вращением воздушного винта, а остаточная тяга обеспечивается выхлопом. В реактивном двигателе тяга создается движущей силой вращающихся лопастей турбины, сжимающей воздух, который затем расширяется за счет сгорания введенного топлива и выбрасывается из двигателя. В самолете с ракетным двигателем тяга создается за счет равной и противоположной реакции на горение ракетного топлива. В планере высота, достигнутая с помощью механических, орографических или тепловых методов, преобразуется в скорость посредством гравитации.

Действуя в постоянном противодействии тяге, есть сопротивление, состоящее из двух элементов. Паразитическое сопротивление вызвано сопротивлением формы (из-за формы), трением кожи, помехами и всеми другими элементами, которые не способствуют подъемной силе; Индуктивное сопротивление создается в результате создания подъемной силы.

Паразитное сопротивление увеличивается по мере увеличения скорости полета. Для большинства полетов желательно, чтобы все сопротивление было сведено к минимуму, и по этой причине значительное внимание уделяется оптимизации формы самолета за счет устранения как можно большего количества конструкций, вызывающих сопротивление (например, ограждение кабины фонарем, уборка шасси, заклепка заподлицо, покраска и полировка поверхностей). Некоторые менее очевидные элементы сопротивления включают относительное расположение и площадь поверхностей фюзеляжа и крыла, двигателя и оперения; пересечение крыльев и оперения; непреднамеренная утечка воздуха через конструкцию; использование избыточного воздуха для охлаждения; и использование отдельных форм, которые вызывают локальное разделение воздушного потока.

Индуктивное сопротивление вызывается той частью воздуха, которая отклоняется вниз и не является вертикальной по отношению к траектории полета, а немного наклонена назад от нее. По мере увеличения угла атаки увеличивается и сопротивление; в критической точке угол атаки может стать настолько большим, что поток воздуха разбивается о верхнюю поверхность крыла, и подъемная сила теряется при увеличении сопротивления. Это критическое состояние называется сваливанием.

Подъемная сила, сопротивление и сваливание по-разному зависят от формы крыла в плане. Например, эллиптическое крыло, подобное тому, что использовалось на истребителе Supermarine Spitfire времен Второй мировой войны, хотя и идеально с точки зрения аэродинамики для дозвукового самолета, имеет более нежелательную схему сваливания, чем простое прямоугольное крыло.

Аэродинамика сверхзвукового полета сложна. Воздух сжимаем, и по мере увеличения скорости и высоты скорость воздуха, обтекающего самолет, начинает превышать скорость движения самолета по воздуху. Скорость, с которой эта сжимаемость действует на самолет, выражается как отношение скорости самолета к скорости звука, называемое числом Маха в честь австрийского физика Эрнста Маха. Критическое число Маха для самолета было определено как то, при котором в какой-то точке самолета скорость воздушного потока достигает скорости звука.

При числах Маха, превышающих критическое число Маха (то есть скоростях, при которых воздушный поток превышает скорость звука в локальных точках на планере) происходят значительные изменения сил, давлений и моментов, действующих на крыло и фюзеляжа в результате образования ударных волн. Одним из наиболее важных эффектов является очень большое увеличение сопротивления, а также снижение подъемной силы. Первоначально конструкторы стремились достичь более высоких критических чисел Маха за счет проектирования самолетов с очень тонкими профилями крыла и горизонтальных поверхностей и за счет обеспечения максимально возможного отношения тонкости (длины к диаметру) фюзеляжа. Соотношение толщины крыла (толщина крыла, деленная на его ширину) составляла от 14 до 18 процентов на типичных самолетах 19-го века.40–45 период; в более поздних самолетах это соотношение было снижено до менее 5 процентов. Эти методы задержали локальный воздушный поток, достигший скорости 1,0 Маха, что позволило немного увеличить критические числа Маха для самолета. Независимые исследования, проведенные в Германии и США, показали, что достижение критического числа Маха можно еще больше отсрочить, если откинуть крылья назад. Размах крыла был чрезвычайно важен для разработки немецкого Messerschmitt Me 262 времен Второй мировой войны, первого боевого реактивного истребителя, а также для послевоенных истребителей, таких как North American F-86 Sabre и советский МиГ-15. Эти истребители работали на высоких дозвуковых скоростях, но конкурентное давление разработки требовало самолетов, которые могли бы работать на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Мощность реактивных двигателей с форсажной камерой делала эти скорости технически возможными, но конструкторам все еще мешало огромное увеличение лобового сопротивления в околозвуковой области. Решение заключалось в увеличении объема фюзеляжа перед и позади крыла и уменьшении его возле крыла и хвоста, чтобы создать площадь поперечного сечения, которая более всего приближалась к идеальной площади для ограничения околозвукового сопротивления. Раннее применение этого правила привело к появлению «осиной талии», такой как у Convair F-102. В более поздних реактивных самолетах применение этого правила не так очевидно в плане самолета.

Самолет Cessna | Реактивные, турбовинтовые и поршневые модели

• Цитата

  Citation Business Jets

  Наш парк элегантных частных самолетов предназначен для выполнения широкого круга задач и отличается бескомпромиссным стилем, комфортом и надежностью.

  • • Долгота цитирования

    • Максимальная дальность: 3500 морских миль
    • Максимальное количество жильцов: 12

  • • Широта цитирования

    • Максимальная дальность: 2700 морских миль
    • Максимальное количество жильцов: 9

  • • Цитата XLS Gen2

    • Максимальная дальность: 2100 морских миль
    • Максимальное количество жильцов: 12

  • • Цитирование CJ4 Gen2

    • Максимальная дальность: 2165 морских миль
    • Максимальное количество жильцов: 10

  • • Цитата CJ3+

    • Максимальная дальность: 2040 морских миль
    • Максимальное количество жильцов: 9

  • • Цитирование M2 Gen2

    • Максимальная дальность: 1550 морских миль
    • Максимальное количество жильцов: 7

• Цитата

  • Долгота цитирования
  • Широта цитирования
  • Цитирование XLS Gen2
  • Цитата CJ4 Gen2
  • Цитата CJ3+
  • Цитирование M2 Gen2

• турбовинтовой

  Турбовинтовой

  Прочные и гибкие, наши легендарные турбовинтовые двигатели конфигурируются в соответствии с вашими требованиями. Заставьте знаменитую полезную нагрузку одного из наших караванов работать на вас.

• турбовинтовой

  • Большой караван EX
  • Сессна Караван
  • Cessna SkyCourier (грузовой)
  • Cessna SkyCourier (Пассажирский)

• Поршень

  Однодвигательный самолет

  Линейка однодвигательных поршневых самолетов Cessna, лидера в области подготовки пилотов и самолетов для отдыха, не имеет себе равных.