Nasaan ang kilya ng eroplano? Aircraft keel: disenyo

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Maging ang isang taong hindi pa nakakita ng dagat ay malamang na alam ang salitang paghihiwalay: "Pitong talampakan sa ilalim ng kilya." At walang mga tanong dito. Ang kilya ng isang barko ay ang pinakamahalagang bahagi ng istruktura kung saan nakakabit ang maraming bahagi ng katawan nito. Ngunit may nakakaalam ba kung saan matatagpuan ang kilya ng sasakyang panghimpapawid at para saan ito nagsisilbi?

Ano ito?

Ito ang "organ" ng katatagan, na nagbibigay-daan sa iyong panatilihin ang sasakyang panghimpapawid sa isang partikular na kurso. Hindi tulad ng mga barko, ang kilya ng isang sasakyang panghimpapawid ay isang mahalagang bahagi ng vertical tail fin. Sa ilalim ng fuselage, walang kilya para sa sasakyang panghimpapawid! Ngunit mayroong isang subtlety. Ang katotohanan ay ang bahaging ito ay mahigpit na konektado sa mga elemento ng kapangyarihan ng fuselage, at samakatuwid ay mayroon pa ring isang bagay na karaniwan sa mga tuntunin ng dagat at hangin. Kaya nasaan ang kilya ng eroplano? Sa madaling salita, ito ang patayong bahagi ng buntot.

Ito ay inilalagay nang hindi gumagalaw, nakapirmi sa tatlong punto, simetriko sa gitnang linya ng sasakyang panghimpapawid. Sa hitsura, ang detalyeng ito ay may hugis ng isang perpektong trapezoid. Bilang isang patakaran, ang kilya ng isang sasakyang panghimpapawid ay binubuo ng mga spars, ribs at balat. Ang scheme na ito ay klasiko, maliit na nagbagomula nang lumitaw ang unang sasakyang panghimpapawid. Ang front spar ay inilalagay nang pahilig (bilang panuntunan).

Layout

Kadalasan, ang kilya ay iisa, ngunit sa ilang mga kaso, ginagawa itong doble at maging triple (sa mga propeller bomber). Sa huling kaso, ito ay kinakailangan upang matiyak ang mataas na direksyon ng katatagan ng mabigat na makina. Siyanga pala, ang lahat ng sasakyang panghimpapawid ay nahahati sa tatlong uri ayon sa lokasyon ng kilya:

• Built sa isang normal na pattern. Ganito, halimbawa, ang kilya ng A321 aircraft.
• "Ducks", iyon ay, sasakyang panghimpapawid kung saan ang pahalang na buntot ng kilya ay matatagpuan sa harap ng mga pakpak.
• "Walang buntot". Mula sa kilya, ang patayong buntot na lang ang natitira, ang mga pahalang na aileron ay ganap na wala.

Siyempre, ang huling dalawang uri ay higit na katangian ng "komunidad" ng sasakyang panghimpapawid ng militar, dahil ang ganitong paglalagay ng kilya ay kinakailangan upang bigyan ang sasakyang panghimpapawid partikular na mataas na kakayahang magamit.

Sa ilang mga kaso, mas kumplikadong mga disenyo ang ginagamit. Halimbawa, ang mga under-keel crests (sila rin ay ventral keels). Ginagamit ang mga ito sa ilang supersonic na sasakyang panghimpapawid kung saan ang pagpapanatili ng perpektong katatagan sa panahon ng paglipad ay mahalaga. Kaya, sa ilalim ng kilya ng sasakyang panghimpapawid (ito ay kung saan, nalaman na natin) mayroong isang karagdagang at napakalaking pag-agos. Ang isang mas karaniwang sitwasyon ay kapag ang pahalang na balahibo ng buntot sa pangkalahatan ay kailangang ilipat sa pinakatuktok ng kilya. Nangyayari ito kung ang mga makina ay naka-install sa likuran ng sasakyang panghimpapawid. Ang gayong diagram ay makikita, halimbawa, sadomestic cargo-passenger aircraft "Il".

Para saan ito?

Tulad ng alam mo, ang kalmadong panahon ay isang hindi kapani-paniwalang pambihira na nangyayari nang hindi hihigit sa dalawang beses sa isang taon. Sa karamihan ng mga kaso, may hangin, at ang lakas at direksyon nito ay maaaring mag-iba nang malaki. Kapag lumilipad ang isang sasakyang panghimpapawid, ang pagbugso ng hangin ay maaaring makaapekto nang malaki sa direksyon at takbo. Ang sasakyang panghimpapawid ay dapat na idinisenyo upang bumalik sa isang matatag na posisyon sa sarili nitong. Sa kasong ito lang posible ang ligtas na paglipad.

Pangunahing layunin

Ang pangunahing panuntunan para sa pagdidisenyo ng isang kilya ay ilagay ito sa paraang hindi ito, sa anumang pagkakataon, mahulog sa wake mula sa pakpak. Kung hindi man, posible ang isang matalim na paglabag sa katatagan ng direksyon, at sa pinakamalubhang sitwasyon, ang pisikal na pagpapapangit at pagkasira ng buong yunit ng buntot. Kaya, ang pangunahing layunin ng kilya ay mapanatili ang katatagan ng direksyon.

Ang disenyo ng maraming sasakyang panghimpapawid ay tulad na ang bahaging ito ay nagagalaw. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng pagpapalihis ng kilya, kinokontrol ng crew ang direksyon ng kurso. Ang pagbubukod ay sasakyang panghimpapawid ng militar, kung saan ang mga makina na may kontroladong thrust vector ay may pananagutan sa pagbabago ng direksyon ng paglipad. Sa kanilang kaso, ang paggawa ng isang movable kiel ng sasakyang panghimpapawid (may larawan nito sa artikulo) ay katangahan, dahil ang mga overload sa panahon ng pagmamaniobra ay tulad na ito ay basta na lang babagsak.

Anong uri ng katatagan ang ibinibigay ng kilya?

May tatlong uri ng stability, para sa kapakanan kung saan ang kilya ay kasama sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid:

• Track.
• Pahaba.
• Transverse.

Harapin natin ang lahat ng uri na ito nang mas detalyado. Kaya, katatagan ng direksyon. Dapat alalahanin na sa kaso ng pagkawala ng longitudinal stability ng fuselage sa paglipad, ang sasakyang panghimpapawid ay magpapatuloy pa rin sa paglipad pasulong nang ilang oras dahil sa inertial force. Pagkatapos nito, ang daloy ng hangin ay nagsisimulang tumakbo sa likuran ng sasakyang panghimpapawid, na nasa likod ng sentro ng grabidad. Ang kilya sa kasong ito ay pumipigil sa paglitaw ng umiikot na puwersa na pumipilit sa sasakyang panghimpapawid na umikot sa paligid ng axis nito.

Pahaba na katatagan. Ipagpalagay na ang sasakyang panghimpapawid ay lumilipad sa normal na mode, ang sentro ng grabidad ay tumutugma sa sentro ng paglalapat ng presyon sa fuselage nito. Sa sandaling ito, kumikilos din ang mga multidirectional force sa fuselage nito, na may posibilidad na i-deploy ang katawan ng sasakyang panghimpapawid. Ang pagtaas at gravity ay kumikilos nang sabay. Ang kilya ng sasakyang panghimpapawid (makikita mo ang isang larawan ng bahaging ito sa artikulo) ay nagbibigay ng balanse, na sa partikular na kaso na ito ay napaka hindi matatag. Ang normal na paglipad na walang buntot, kilya at mga stabilizer ay imposible.

Iba pang pagpapanatili

Shear stability. Sa pangkalahatan, ang salik na ito ay isang lohikal na pagpapatuloy ng nakaraang pag-aari. Kapag kumikilos ang mga multidirectional force sa pakpak at lateral stabilizer ng kilya, "sinusubukan" nilang i-overturn ang sasakyang panghimpapawid. Ang hugis ng mga pakpak ay sumasalungat dito: kung titingnan mo sila mula sa malayo, sila ay kahawig ng titik na "U" na may mahigpit na pinaghiwalay na itaas na "mga sungay". Ang form na ito ay nagbibigay ng sariling pagwawasto ng posisyonsasakyang panghimpapawid sa kalawakan. Nakakatulong ang kilya na mapanatili ang lateral stability.

Tandaan na ang swept-wing na sasakyang panghimpapawid ay hindi gaanong nangangailangan ng kilya…sa mataas na bilis. Kung ito ay bumagsak, kung gayon ang paglaki ng mga puwersa ng kontraaksyon ay nangyayari nang exponentially. Samakatuwid, para sa mga makinang ito, ang pinakamatibay at magaan na kilya ay napakahalaga, na maaaring lumaban sa gayong mataas na pagkarga. At paano mo ito makukuha? Pag-usapan natin ito.

Mga tampok ng paglikha ng modernong sasakyang panghimpapawid

Sa kasalukuyan, ang mga espesyalista sa Rosaviation at ang kanilang mga dayuhang kasamahan ay tumutuon sa paggawa ng mga bahagi ng sasakyang panghimpapawid (kabilang ang kilya) mula sa malalaking bahagi na ginawa mula sa pinakabagong mga composite na materyales.

Ang proporsyon ng mga compound na ito sa disenyo ng modernong sasakyang panghimpapawid ay patuloy na lumalaki. Ayon sa impormasyon mula sa mga eksperto, ang kanilang volume fraction ay umabot na mula 25% hanggang 50%, at ang maliit na non-commercial na sasakyang panghimpapawid ay maaari pang binubuo ng plastic at composites ng 75%. Bakit laganap ang pamamaraang ito sa paglipad? Ang katotohanan ay ang parehong kilya ng isang Boeing aircraft, na gawa sa polymer "alloys", ay may napakababang timbang, napakataas na lakas at isang mapagkukunan na hindi makatotohanang makuha gamit ang mga karaniwang materyales.

Pangunahing Materyal

Ang pinaka-makatwirang paggamit ng mga composite sa disenyo ng hindi lamang sa buntot, kundi pati na rin sa mga pakpak at mga elemento ng kapangyarihan ng fuselage, na dapat hindi lamang napakalakas, kundi sapat din.nababaluktot. Kung hindi, ang posibilidad ng pagkasira ng istraktura sa ilalim ng pagkilos ng mga pag-load ng flight ay hindi maaaring maalis.

Ngunit hindi palaging ganito. Kaya, ang pagmamalaki ng industriya ng sasakyang panghimpapawid ng Sobyet, ang Tu-160 na sasakyang panghimpapawid, na kilala rin bilang White Swan o Blackjack, ay may kilya na gawa sa … titanium alloys. Ang nasabing isang tiyak at napakamahal na materyal ay napili dahil sa napakalaking stress na inilagay sa disenyo ng makina na ito, na hanggang ngayon ay nagpapanatili ng pamagat ng pinakamabigat na bomber sa serbisyo. Ngunit gayon pa man, ang ganitong radikal na diskarte sa paglikha ng isang kilya ay bihira, at samakatuwid ngayon ang mga taga-disenyo ay kailangang harapin ang mas simpleng mga pinagsama-samang materyales nang mas madalas.

Anong mga hamon ang kinakaharap mo kapag gumagawa ng composite keel?

Sa panahon ng proseso ng pagbuo, kailangang lutasin ng mga domestic designer ang isang buong hanay ng mga kumplikadong gawain:

• Nagawa na ang paggawa ng malalaking bahagi ng kilya at iba pang kagamitang carbon-fiber gamit ang paraan ng pagbubuhos.
• Kailangan ding halos ganap na pag-isipang muli at muling gamitin ang mga pangunahing yugto ng produksyon, na hindi idinisenyo para sa paggamit ng mga composite na materyales.

Iba pang Mga Tampok

Ang pinakabagong software (FiberSim) ay ipinakilala sa proseso ng produksyon, na nagbibigay-daan upang makamit ang pinakamataas na antas ng automation. Bilang karagdagan, ngayon ang kilya ng sasakyang panghimpapawid, ang disenyo ng kung saan ay inilarawan sa artikulo, ay maaaring gawin gamit ang mga teknolohiya kung saan halos walang mga guhit. Ang paggawa ng bahaging ito na may ganitong paraan ay ang mga sumusunodparaan:

• Pagdidisenyo o pagpili ng tapos na modelo. Sa ngayon, ang kilya ay (karamihan) ay idinisenyo sa isang ganap na awtomatikong mode, nang walang paglahok ng "tao" na mga developer.
• Paggupit ng mga ginamit na materyales, ginagawa din sa awtomatikong mode.
• Sa automatic mode, inilatag ang mga hilaw na materyales na ginamit sa paggawa ng kilya at ang mga istrukturang bahagi nito.
• Ang paglalagay ng mga layer ay isinasagawa ng mga robotic mechanism na kinokontrol ng isang computer program.

Bukod dito, ang makabagong diskarte sa paggawa ng mga kilya ay nagmumungkahi ng sumusunod:

• Patuloy na pagbuo ng mga prototype na sinusubok sa ilalim ng pinakamahirap na kondisyon.
• Ang mga hindi mapanirang teknolohiya sa pagsubok ay binuo na nagbibigay-daan sa patuloy na pagsubaybay sa estado ng kilya sa isang sasakyang panghimpapawid.

Mga advanced na pamamaraan para sa paggawa ng tail unit ng MS-21 aircraft

Sa hindi kalayuang nakaraan, ang industriya ng aviation ay literal na nabigla sa anunsyo ng mga domestic developer na sila ay gumagawa ng isang ganap na bagong sasakyang panghimpapawid, ang MS-21. Ang kakaiba nito ay sa halos huling tatlong dekada ito ang unang domestic car para sa mga flight sa loob ng bansa. Sa panahon ng paggawa nito, marami sa mga pinakabagong teknolohiya ang nasubok, na higit na nakaapekto sa mga makabagong feature ng kilya at sa buong tail assembly.

Pagbuo at paggawa ng caisson ng kilya ng MS-21 na sasakyang panghimpapawid, nagawa ng mga domestic specialist ang sumusunod:

• Buong automation ng pagputol ng lahat ng bahagi at hilaw na materyales na ginagamit sa produksyon. Dahil dito, posibleng makamit ang hindi bababa sa 50% na pagbawas sa kabuuang halaga ng buong unit ng buntot at lalo na ang kilya.
• ProDirector software ay ginagamit sa paggawa ng tail unit, na nagbibigay-daan sa iyong makamit ang perpektong katumpakan sa pagproseso ng mga piyesa. Ginagawa nitong posible na lumikha hindi lamang ng malakas, kundi pati na rin ng napakagaan na mga kilya.
• Gayundin, ang kilya ng isang modernong sasakyang panghimpapawid ay nilikha gamit ang double curvature techniques. Salamat sa kanila, posibleng makamit ang multidirectional na kapal sa mga lugar kung saan kailangan ang karagdagang structural reinforcement (sa ilalim ng kilya ng sasakyang panghimpapawid).
• Maging ang malalaking bahagi ng kilya ngayon ay maaaring "prito" sa mga espesyal na autoclave. Ang resulta ay napakalakas at matibay na mga bahagi na makatiis ng mga karga sa anumang antas.
• Ang kontrol ng geometry ng mga bahagi ay kinokontrol din ng mga kumplikadong computerized system.

Iba pang Mga Tampok

Dahil sa paggamit ng mga bagong teknolohiya at diskarte, nabawasan ng 50-70% ang lakas ng paggawa sa paglikha ng tail unit at keel. Ngayon, mahigit sa apat na libong bahagi ng kilya at buntot na unit ang nakapasa sa mga pagsubok ng estado.

Ang pangunahing tagumpay ay ang pagbuo ng isang maaasahan at simpleng teknolohiya para sa paggawa ng mga bahagi ng keel box na may sukat na 7.6 x 2.5 m. Sa kasalukuyan, nagsimula na ang mga ito na ihatid sa Irkutsk Aviation Plant. Ang mga ito ay ginawa mula sa mga modernong composite na materyales, at ang mga tampok ng prosesong ito ay nakakuha na ng interes ng mga nangungunang dayuhang tagagawa ng kagamitan sa aviation.

Mga Makabagong Isyu

Bakit tayo gumugol ng napakaraming oras sa pagtalakay sa mga modernong paraan ng pagdidisenyo at paggawa ng kilya? Ang katotohanan ay mula noong 60s ng huling siglo ito ay naging ganap na malinaw na ang isang karagdagang pagtaas sa bilis ng pagganap ng sasakyang panghimpapawid ay posible lamang kung ang kanilang lakas ay tumaas at ganap na mga bagong uri ng polymeric na materyales ay ipinakilala sa produksyon. Ang problema sa mga sasakyang panghimpapawid ng mga pinakabagong henerasyon ay ang kanilang disenyo (at ang kilya sa partikular) ay lubhang madaling kapitan sa "pagkapagod". Dahil dito, noong humigit-kumulang 70s ng huling siglo, maraming mga pamamaraan para sa pagsubaybay sa kondisyon ng pakpak at buntot ay binuo.

Mataas din ang mga kinakailangan sa produksyon. Ang bawat batch ng mga bahagi ay sumasailalim sa pinakamatinding labis na karga sa mga vibration stand, na sinubok ng mga temperatura at presyon. At hindi ito nakakagulat, dahil ang kaunting crack ay kasunod na puno ng pagkamatay ng daan-daang mga pasahero.

Kaya nalaman mo kung saan ang kilya ng eroplano at para saan ito!