WIEDZA OGÓLNA O

SAMOLOCIE

Płatowiec

Struktura płatowca

According JAR–FCL1.125 © 2011 Damian Danecki

Struktura płatowca elementy składowe

Jednostka

napędowa Podwozie

Kadłub

Usterzenie

ogonowe

Skrzydło

Struktura płatowca jednostka napędowa

SILNIK

PRZEGRODA

OGNIOWA

ŚMIGŁO

OSŁONY ŚILNIKA

Struktura płatowca kadłub

SKORUPOWY

KRATOWNICY

PÓŁ-SKORUPOWY

Struktura płatowca kadłub

Kratownicowy składa się z kratownicy w

większości spawanej z rur stalowych

przenoszących całe obciążenie, pokryty jest

tkaniną nadającą właściwy kształt- niepracująca

wytrzymałościowo.

Zalety:

•Łatwość wykonania

•Lekkość konstrukcji

•Możliwość dokonywania wycięć

w niepracującym poszyciu.

Wady:

•Trudne wykorzystanie miejsca zajęte przez wzmocnienia

kratownicy

•Utrata przydatność przy uszkodzeniu jednego elementu

kratownicy

•Znaczy wzrost ciężaru wraz ze zwiększaniem wymiarów

Struktura płatowca kadłub

Skorupowy cienkościenny charakteryzuje się

brakiem podłużnic. Pokrycie może być metalowe,

drewniane, tworzywa sztuczne, często spotyka się

wypełnienie ulowe lub piana poliuretanowa.

Zalety:

•Łatwość wykonania

•Lekkość konstrukcji

•Niski koszt

Wady:

•Trudne wykorzystanie miejsca zajęte przez wypełnienie

•Utrata przydatność przy uszkodzeniu

Struktura płatowca kadłub

Pół-skorupowy cienkościenny zbudowany z

pokrycia i usztywniającego ją szkieletu

utworzonego przez wręgi i podłużnice. Obciążenie

zew. przenoszone jest przez pokrycie i elementy

szkieletu wew.

Zalety:

•Wykorzystanie przestrzeni

•Elementy konstrukcyjne rozmieszczone są po

obwodzie co umożliwia wykorzystanie

wnętrza.

•Lepsze własności aerodynamiczne samolotu

Wady:

•Cięższe a niżeli konstrukcje kratownicowe

•Dodatkowe wzmocnienia konieczne przy

wycięciach na kabinę, drzwi itp. Co wpływa na

ciężar konstrukcji.

Struktura płatowca skrzydło

PROSTE

ZMIENNA

GEOMETRIA

DELTA

ZWICHRZONE

AERODYNAMICZNE

SKOŚNE

Struktura płatowca skrzydło

KLAPA

LOTKA DŹWIGARY

POMOCNICZY

DŹWIGAR GŁÓWNY

ZAKOŃCZENIE

SKRZYDŁA

ŻEBERKA

DŹWIGAR

ZBIORNIK

PALIWA

POKRYCIE

Struktura płatowca usterzenie ogonowe

STATECZNIK

PIONOWY

TRYMER

STER WYSOKOŚCI

STATECZNIK

POZIOMY

STER KIERUNKU

Struktura płatowca usterzenie ogonowe - typy

Usterzenie w kształcie litery T Usterzenie poziome

na stateczniku pionowym

Usterzenie standartowe Usterzenie pionowe potrójne

Struktura płatowca osie obrotu samolotu

PRZECHYLANIE

(LEWO, PRAWO)

OŚ POPRZECZNA Y OŚ PODŁUŻNA X OŚ PIONOWA Z

ODCHYLANIE

(LEWO, PRAWO)

POCHYLANIE

(DO DOŁU, DO GÓRY)

Struktura płatowca sterowanie, osie obrotu samolotu, typy stateczności

PRZECHYLANIA OD LOTEK

POWIERZCHNIE

STEROWE

RUCH

SAMOLOTU

OŚ OBROTU STATECZNOŚĆ

LOTKA PRZECHYLANIE PODŁUŻNA POPRZECZNA

STER

WYSOKOŚCI

POCHYLANIE POPRZECZNA PODŁUŻNA

STER

KIERUNKU

ODCHYLANIE PIONOWA KIERUNKOWA

OŚ PODŁUŻNA, STATECZNOŚĆ POPRZECZNA

POCHYLENIA

OD STERU

WYSOKOŚCI

OŚ

POPRZECZNA

STATECZNOŚĆ

POŁUŻNA

ODCHYLENIA OD STERU

KIERUNKU OŚ PIONOWA

STATECZNOŚĆ KIERUNKOWA

Struktura płatowca lotki

Lotki umożliwiają przechylanie samolotu.

Skrzydło z wychyloną lotka w dół czyli podniesione do góry

(wzrosła siła nośna Pz1), posiada też większy opór Px1

indukowany i opór kształtu (wysklepienie profilu). W wyniku tego wzrasta opór który powoduje powstanie niekorzystnego

momentu kierunkowego obracającego samolot w kierunku

skrzydła uniesionego- przeciwnie do wprowadzenia w zakręt.

Px1

Px2

Pz2

Pz1

Moment

Struktura płatowca lotki

NEUTRUM

WIĘKSZ OPÓR

MNIEJSZY OPÓR

Różnicowe wychylenie lotek niweluje ten niekorzystny moment.

Lotka wychylona do góry wychyla się proporcjonalnie o większy kąt niż lotka

wychylona w dół – tym samym nie powstaje moment.

Mniejsze wychylenie

w dół

Większe wychylenie w

górę

Struktura płatowca ster kierunku

Ster kierunku

odchyla samolot w lewo lub w prawo, ale najwięcej ster kierunku jest używany do lotu prostoliniowego.

Ze sterem kierunku związane są wskazania kulki chyłomierza która wskazuje w swoim środkowym położeniu prawidłowy zakręt. W innym przypadku zakręt będzie wykonywany ze ślizgiem- zwiększonym oporze czołowym i zmniejszonych osiągach samolotu.

Wychylenie steru w lewo spowoduje wychylenie kulki w prawo.

Wciśnięty

lewy pedał

Ster wychylony

w lewo

Siła

aerodynamiczna

Środek ciężkości

Struktura płatowca ster wysokości

Ster wysokości

powoduje zmianę kąta położenia samolotu względem osi Y, i zmniejszenie prędkości przy wychyleniu wolantu na siebie- nie rozpatrując siły ciągu układu napędowego.

Wychylenie wolantu na siebie:

•Wzrost kąta natarcia

•Przyrost siły nośnej

•Wzrost oporu czołowego

•Spadek prędkości lotu

Środek ciężkości Ogon

na dół

Nos do

góry

Ster wysokości

do góry

Siła

aerodynamiczna skierowana w dół

Wolant na siebie

Wychylenie wolantu od siebie:

•Opuszczenie nosa samolotu

•Zmniejszenie kąta natarcia

•mniejszy przyrost oporu ze wzrostem prędkości

•Wzrost prędkości lotu

Struktura płatowca klapaka odciążająca (Flettner)

• klapka odciążająca –

umieszczana na krawędzi spływu

powierzchni sterowych. Dzięki

prostemu połączeniu flettnera z

elementem stałym (np. statecznik)

uzyskuje się odwrotne wychylenia

klapki w stosunku do wychyleń

sterów. Powoduje to wytworzenie

siły aerodynamicznej, która na

ramieniu od środka parcia klapki do

osi zawiasu steru redukuje moment

zawiasowy zmniejszając tym samym

siły niezbędne do wychylenia sterów.

• Nazwa pochodzi od nazwiska

konstruktora morskiego i lotniczego

Antona Flettnera

1

2

Struktura płatowca klapka wyważająca TRYMER

Klapka tworzy ze statecznikiem profil symetryczny w położeniu neutrum, połączona jest za pomocą układu linek lub eklektycznie z kabiną pilota tak że pilot ma możliwość wychylania jej w każdej chwili.

Sterując klapką wyważająca w górę odchylamy ster wysokości w dół co za tym idzie nos samolotu pochyli się w dół i samolot zacznie przyspieszać.

Struktura płatowca klapka wyważająca

Uproszczona wersja klapki

wyważającej może być

zwykła blaszka

przymocowana do krawędzi

spływu steru głębokości,

kierunku, lotek.

Struktura płatowca klapy

Klapy wąskie elementy skrzydła położone w pobliżu krawędzi spływu,

służą do zwiększenia siły nośnej.

Klapy przyczyniają się też do zmniejszenia prędkości przyziemienia oraz zmniejszają prędkość oderwania samolotu podczas startu co w efekcie skraca długość startu i lądowania.

Wychylenie klap powoduje więc zmianę kształtu profilu i daje w efekcie wzrost siły nośnej i poru.

Klapy wypuszczone do lądowania

mogą być schowane dopiero po lądowaniu.

Najskuteczniejsze są klapy wysuwające się do tyłu przy jednoczesnym wychyleniu w dół. Wychylenie klap może odbyć się ręcznie (dźwignia w kabinie) lub przy pomocy instalacji elektrycznej lub hydraulicznej.

Lądowania na pełnych klapach pozwala podejść do lądowania z większym kątem zniżania z nosem samolotu opuszczonym (dobra widoczność do przodu).

Start z wypuszczonymi klapami na niektórych samolotach może być niemożliwy ze względu na małą moc jednostki napędowej w stosunku do oporu powstałego po wypuszczeniu klap.

Zwykła klapa wysklepiająca

Typy klap:

klapa „krokodyl”

klapa szczelinowa

klapa szczelinowa Fowler

Struktura płatowca sloty

Sloty

Otwieranie i zamykanie slotów może być regulowane prze pilota lub też mogą się one otwierać na ustalonej prędkości lotu (kątach natarcia) w sposób samoczynny. Opływające powietrze profil przepływa przez powstałą szczelinę na górna stronę skrzydła, przesuwając punkt oderwania się strug powietrza w kierunku krawędzi spływu. Co wydłuża opływ laminarny a zmniejsza turbulentny.

Typy slotów:

Stały slot

Ruchomy slot

Struktura płatowca podwozie - typy

Z PRZEDNIM KÓŁKIEM Z TYLNIM KÓŁKIEM

KOŁOWO PŁYWAKOWE

Struktura płatowca podwozie

Podwozie samolotu służy do postoju, kołowania, startu i lądowania. Możemy podzielić podwozia na stałe i chowane (w locie).

Podwozie chowane daje mniejsze opory podczas lotu ale jego wada jest zwykle

mniejsza wytrzymałość na boczne przemieszczanie.

Podwozie chowa się w kadłubie, skrzydle lub gondolach silników. Sposób

chowania może odbywać się do przodu do tyłu lub na boki. Schowane podwozie

jest przykrywane owiewkami w celu zminimalizowania oporów. Mechanizm oparty jest na instalacjach elektrycznych lub hydraulicznych (w każdym z przypadków

istnieje awaryjny mechanizm wypuszczania podwozia).

Struktura płatowca podwozie

Podwozie samolotu służy do postoju, kołowania, startu i lądowania. Możemy podzielić podwozia na stałe i chowane (w locie).

Podwozie stałe daje większe opory podczas lotu ale jego zaleta to duża niezawodność w porównaniu z podwoziem chowanym.

Struktura płatowca podwozie

Amortyzatory pochłaniają energię pochodzącą od kół podwozia w czasie startu i lądowania.

Dzielimy je na:

• Niskociśnieniowe opony stosowane w lekkich konstrukcjach.

• Olejowo-gazowe działają na zasadzie przetłaczania oleju z jednej strony tłoka na drugą przez kalibrowany otwór (kryzę)

• Amortyzator gumowy działają na zasadzie rozciągania liny gumowej przy uginaniu się podwozia, łączy się je z olejowo-gazowymi.

• Amortyzatory sprężyste zbudowane ze stali sprężystej, zabudowanej w obudowie amortyzatora.

Struktura płatowca tłumik shimmy

Przednie koło mają tendencje do wpadania w drganie typu shimmy- dla zapobiegania tym nieprzyjemnym wibracją podczas poruszania się samolotu po ziemi stosuje się tłumiki shimmy. Mogą to być konstrukcje hydrauliczne lub cierne.

tłumik shimmy

Struktura płatowca układ hamulcowy

Koła główne podwozia wyposażone są w hamulce najczęściej hydrauliczne. W celu skrócenia dobiegu używa się obu pedałów, użycie ich w sposób wybiórczy umożliwia pilotowi manewrowanie- skręt w lewo-prawo. Obecnie stosowane są hamulce tarczowe , czynnikiem pracującym jest płyn hamulcowy przenoszący nacisk z pedału hamulcowego na tłoczek w zaciskach hamulcowych. Nie należy mieszać ze sobą różnych płynów hamulcowych. Przy nadmiernym hamowaniu w gorący dzień lub kołowaniu z bocznym wiatrem może dojść do przegrzania hamulców opon i dętek – dlatego też należy pamiętać o umiejętnym wykorzystaniu układu.

ZACISK HAMULCOWY

TARCZA HAMULCOWA

PRZEWÓD

HAMULCOWY

Struktura płatowca opony

Wahania temperatury są równie ekstremalne. Na końcu lądowania jej temperatura może przekraczać 100

C, podczas gdy krótko

przedtem, w ładowni, była w temperaturze

–45

C w naszym przypadku temperatury nie są tak niskie nie mniej jednak różnica ciśnień jest znaczna.

Opony muszą radzić sobie z tymi niezwykłymi warunkami eksploatacyjnymi.

Pod bieżnikiem znajduje się warstwa w kontrastowym kolorze która po ukazaniu się świadczy o zużyciu opony.

Opona samolotowa jest projektowana tak, by mogła unosić takie samo obciążenie jak maszyna do robót ziemnych, pędząc z prędkością bolidu Formuły 1!! Podczas startu, przez krótki okres, musi wytrzymywać prędkość około 200 km/h, niosąc ciężar, który czasami przekracza kilka ton na oponę.

BIEŻNIK

Struktura płatowca opony

Podczas nieudanego lądowania dochodzi często do uszkodzeń opon. Pilot przed lotem dokonując przeglądu samolotu powinien zwrócić uwagę na stan opon. Poniżej przykładowe uszkodzenia.

WIEDZA OGÓLNA O

SAMOLOCIE

KONIEC

Struktura płatowca