Літак

літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигуна і нерухомих крил
(Перенаправлено з Аероплан)

Літа́к (застар. Аероплан[1]) — літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою двигуна та нерухомих крил (крила). Літак здатний переміщуватися з високою швидкістю (летіти), використовуючи підіймальну силу крила і тягу двигуна. Нерухоме крило відрізняє літак від махольота, а наявність двигуна — від планера.

Схема керування типового літака

У літаках підіймальна сила — під час руху літака вперед — створюється за допомогою відхилення потрібного повітряного потоку на крилах (з відповідним профілем і кутом атаки). Завдяки відхиленню, повітрю надається імпульс, спрямований вертикально вниз. Згідно з першим законом Ньютона, ця зміна напрямку потоку донизу, вимагає постійної сили. Згідно з третім законом Ньютона (дія та реакція), на крило впливає рівна та протилежно спрямована сила — підіймальна сила.[2]

Історія літаківРедагувати

 
Літальний апарат Леонардо да Вінчі

Видатний італійський винахідник Леонардо да Вінчі (1452—1519) ще 1505 року написав трактат «Кодекс про політ птахів», який складається з 18 аркушів. У ньому на основі вивчення польоту птахів він запропонував проєкт літального апарату — прообраз сучасного дельтаплану.

1799 року Джордж Кейлі (1773—1857) висунув концепцію планера з нерухомим крилом. Один з піонерів авіації Отто Лілієнталь (1848—1896) розробив, побудував і випробував одинадцять планерів, на яких зробив понад 2 тисячі польотів

Перші спроби побудувати літак робилися ще в XIX столітті, зокрема умовний літак із паровим двигуном було виготовлено 1882—1885 роках, російським інженером Можайським (1825-1890). Проте жодна з цих конструкцій не змогла піднятися у повітря. Причинами цього були: дуже велика маса та непристосованість тодішніх двигунів (парових машин) до умов авіації, відсутність теорії польоту через що літаки будувалися «навмання», відсутність інженерного досвіду у багатьох піонерів авіації.

Першим літаком, на якому люди змогли відірватися від землі та зробити горизонтальний політ, став «Флаєр», побудований братами Орвіллом і Вілбером Райт у США. Перший відомий політ літака в історії людства, було здійснено 17 грудня 1903 року. «Флаєр» протримався у повітрі 59 секунд і пролетів 260 метрів. Винахід Райтів було офіційно визнано найпершим у світі літальним апаратом важчим за повітря, який здійснив пілотований політ із застосуванням двигуна[3].

 
Збирання винищувачів Hawker Hurricane, Великобританія, 1942 рік. Під час Другої світової війни складання літаків здійснювали також жінки.

Їх апарат був біпланом типу «качка» — пілот розміщувався на нижньому крилі, стерно напрямку ззаду, стерно висоти спереду. Дволонжеронні крила було обшито тонким небіленим мусліном. Двигун «Флаєра» був чотиритактний, зі стартовою потужністю 16 кінських сил і важив всього 80 кг.

Апарат мав два дерев'яні гвинти. Замість колісного шасі Райти використовували стартову катапульту, що складалася з пірамідальної башти та дерев'яної напрямної рейки. Привід катапульти здійснювався за допомогою масивного вантажу що падав, пов'язаного з літаком тросом через систему спеціальних блоків.

У царській Росії практичний розвиток авіації затримався через зосередження уряду на створенні повітроплавних літальних апаратів. Ґрунтуючись на прикладі Німеччини, російське військове керівництво робило ставку на розвиток дирижаблів та аеростатів для армії і не оцінило своєчасно потенційні можливості нового винаходу — літака.

Свою негативну роль щодо літальних апаратів, важчих за повітря, зіграла й історія з «Аеромобілем» В. У. Татарінова. Винахідник 1909 року одержав 50 тисяч рублів від Військового міністерства для спорудження вертольота. Крім того, було багато пожертвувань від приватних осіб. Ті, хто не міг допомогти грошима, пропонували безкоштовно свою працю для втілення задуму розробника. Царська Росія покладала великі надії на цей вітчизняний винахід, але задум завершився повним провалом. Досвід і знання Татарінова не відповідали труднощам поставленого завдання, і великі гроші було викинуто на вітер. Цей випадок негативно вплинув на долі багатьох цікавих авіаційних проектів — російські винахідники не могли більше добитися державних субсидій.

Царський уряд 1909 року нарешті виявив цікавість до літаків. Було вирішено відхилити пропозицію братів Райт про покупку їх винаходу і будувати літаки власними силами. Конструювати літаки доручили офіцерам-повітроплавцям М. А. Агапову, Би. У. Голубєву, Би. Ф. Гебауєру і А. І. Шабському. Вирішили будувати тримісні літаки різних типів, щоби згодом обрати найбільш вдалий. Ніхто з розробників не лише не літав на літаках, але навіть не бачив їх наяву. Через це, не доводилося дивуватися, що літаки зазнавали аварії, ще під час пробіжок землею.

УкраїнаРедагувати

 
Літак розробки Сікорського типу «Ілля Муромець» (бл. 1910)

1899 року в Києві розпочався рух за створення п'ятого, повітроплавного відділення Київського політехнічного інституту, який очолив один з найбільш завзятих прихильників авіації професор Микола Андрійович Артем'єв. З його ініціативи в 1905–1906 роках при Механічному гуртку політехнічного інституту, була утворена Повітроплавна секція. Почесним головою секції став професор Степан Тимошенко. А вже 1909 року було засновано Київське товариство повітроплавання, де розробляли проєкти літальних апаратів, будували і випробовували їх.

1909 року, українським благодійником, авіаконструктором і підприємцем Федором Терещенком на теренах маєтку Федора Федоровича Терещенка в селищі Червоне (Житомирщина) був споруджений авіаційний завод (авіамайстерні) з аеродромом, на якому було розроблено та випущено кілька літаків, за участю видатного майбутнього українського авіаконструктора — випускника Київської політехніки Дмитра Григоровича.

Вже з 1910 року, у Києві існувало Куренівське цивільне летовище, побудоване також зусиллями Федора Терещенка, де виконувалися польоти аеропланів.

Перші успіхи авіації, що відбулися на теренах України, сталися 1910 року. 4 червня, професор Київського політехнічного інституту князь Олександр Кудашев пролетів декілька десятків метрів на літаку-біплані власної розробки. 16 червня молодий київський авіаконструктор Ігор Сікорський уперше здійняв у повітря власний літак, а ще за три дні відбувся політ літака інженера Якова Гаккеля незвичайної на той час схеми — біплан із фюзеляжем (бімоноплан).

Військові літакиРедагувати

Перша світова війна послужила випробувальним полігоном для використання літака як зброї. Літаки показали свої можливості як рухомі спостережні платформи, потім проявили себе як бойові машини, здатні завдавати втрат противнику. Найперша відома повітряна перемога з синхронним кулеметним винищувачем, була здобута 1915 року, німецьким лейтенантом «Люфтштрайткрафте» Куртом Вінтгенсом. З'явилися бойові аси; найбільшим (за кількістю перемог у повітряних боях) був Манфред фон Ріхтгофен.

Після Першої світової війни авіатехніка продовжувала розвиватися. Алкок і Браун вперше перетнули Атлантику без зупинки 1919 року. Перші міжнародні комерційні рейси відбулися між Сполученими Штатами і Канадою 1919 року.

Літаки брали участь у всіх основних битвах Другої світової війни. Вони були важливою складовою військової стратегії того часу, як-от німецький бліцкриг, битва за Британію, та американські й японські авіаносні кампанії під час війни на Тихому океані.

Проєктування та виготовленняРедагувати

Більшість літаків будуються компаніями заради виробництва їх для користувачів у великій кількості. Проєктування та розробка, зокрема випробування на безпеку, може тривати до чотирьох років для малих турбогвинтових літаків або довше для великих літаків.

Під час цього процесу встановлюються цілі та характеристики конструкції літака. Спочатку компанія-розробник використовує креслення та теоретичні розрахунки, моделювання, випробування в аеродинамічній трубі та досвід для передбачення поведінки літака. Компанії використовують комп’ютери для креслення, планування та початкового моделювання літака. Невеликі моделі та макети всіх чи певних частин літака, згодом продувають в аеродинамічних трубах, щоб перевірити їхню аеродинаміку.

Коли проєкт проходить крізь ці процеси, компанія створює обмежену кількість прототипів для випробування на землі. Перший політ часто здійснюють представники авіаційної керівної установи. Льотні випробування тривають, поки літак не виконає всі вимоги. Потім керівне державне агентство авіації країни дозволяє компанії почати виробництво.

В Україні, це Державна авіаційна служба[4], а у Сполучених Штатах цим агентством є Федеральна авіаційна адміністрація (FAA). У Європейському Союзі Європейське агентство з авіаційної безпеки (EASA); у Великобританії це Управління цивільної авіації (CAA).[5] У Канаді державним агентством, відповідальним за кількісне виробництво літаків, є Управління цивільної авіації Канади[6].

Коли деталь або складник треба з’єднати за допомогою зварювання, майже для будь-якого аерокосмічного або оборонного застосування, він повинен відповідати найсуворішим та певним правилам і стандартам безпеки. Для прикладу, у США Nadcap, або Національна аерокосмічна та оборонна програма акредитації підрядників, встановлює загальні вимоги до якості, керування якістю та забезпечення якості для аерокосмічної техніки.[7]

У разі міжнародних продажів, також потрібна ліцензія державного авіаційного або транспортного агентства країни, де передбачається використовувати літак. Наприклад, літаки європейської компанії Airbus повинні бути сертифіковані FAA для польотів у Сполучених Штатах, а літаки американської компанії Boeing мають бути схвалені EASA для польотів у Європейському Союзі.[8]

Норми привели до зменшення шуму від авіаційних двигунів у відповідь на збільшення шумового забруднення через зростання повітряного руху над міськими районами поблизу аеропортів.[9]

Невеликі літаки можуть бути розроблені та виготовлені початківцями як саморобні. Інші саморобні літаки можуть бути зібрані за допомогою попередньо виготовлених наборів деталей, які можуть бути зібрані у базовий літак, а потім повинні бути завершені будівельником.[10]

Небагато компаній виробляють літаки у великих кількостях. Однак виробництво літака для однієї компанії — це справа, у якій напевно беруть участь десятки, а то й сотні інших компаній і заводів, котрі виробляють деталі, що входять до складу літака. Наприклад, одна компанія може відповідати за виробництво шасі, а інша – за радар. Виробництво таких складників не обмежується одним містом чи країною; стосовно великих компаній-виробників літаків, такі запчастини можуть надходити з усього світу.

Складники відправляються на головний завод літакобудівної компанії, де розташована виробнича лінія. Коли йдеться про великі літаки, можуть існувати виробничі лінії призначені для складання певних частин літака, особливо крил і фюзеляжу.

Після завершення, літак ретельно перевіряється на наявність недосконалостей і хиб. По схваленню інспекторами, літак проходить низку льотних випробувань аби переконатися, що всі системи працюють належно і що літак справно керується. Після проходження цих випробувань, літак готовий до «завершальних доопрацювань» (внутрішнє налаштування, фарбування тощо), а потім він придатний до відправлення замовнику.

Класифікація літаківРедагувати

Класифікація літаків може бути дана за різними ознаками.

 
Вітчизняний транспортник Ан-124 "Руслан" (найбільший серійний вантажний літак у світі), в польоті.
 
Кабіна пілотів українського літака Ан-124

За призначенням:

 
Американський F-4 фантом

За злітною масою:

  • 1-го класу (75 т і більше)
  • 2-го класу (від 30 до 75 т)
  • 3-го класу (від 10 до 30 т)
  • 4-го класу (до 10 т).

За типом і числом двигунів:

 
Зіркоподібний двигун в розрізі
 
Компресор турбореактивного двигуна (ТРД)
 
Одногвинтовий спортивний літак

За компонувальною схемою. Класифікація за даною ознакою є найбільш багатоваріантною. Пропонується частина основних варіантів:

  • за числом крил:
  • За розташуванням крила (для монопланів):
  • За розташуванням хвостового оперення:
    • нормальної схеми (оперення ззаду)
    • безхвістка
    • типу «качка» (оперення спереду);
  • За типом і розмірами фюзеляжу:
    • одно-фюзеляжні (вузько- та широкофюзеляжні);
    • двобалкової схеми («рама»);
    • безфюзеляжні («летюче крило»).

За швидкістю польоту:

  • дозвукові
  • надзвукові
  • гіперзвукові

За типом посадкових органів:

За типом злету та приземлення:

  • вертикального
  • короткого
  • звичайного злету та приземлення
 
Гумористична листівка Василя Гулака. Початок ХХ ст.

За родом джерел тяги:

  • гвинтові
  • реактивні
  • електричні

За надійністю:

  • експериментальні
  • дослідні
  • серійні

За інтенсивністю турбулентності у сліді (залежить від максимальної злітної маси):

  • важкі (136 т і більше)
  • середні (від 7 до 136 т)
  • легкі (до 7 т).

За дальністю польотів:

  • магістральні дальні (6000 км і більше)
  • магістральні середні (від 2500 до 6000 км)
  • магістральні ближні (від 1000 до 2500 км)
  • місцевого призначення (до 1000 км).

Конструкційні матеріалиРедагувати

Матеріали для літаків повинні мати якнайбільш можливу міцність проти статичних і динамічних навантажень, і щоби вага літака водночас могла бути якомога меншою. Загалом, сплави легких металів, деревина, тканини та скло- та вуглепластики особливо підходять для виготовлення літаків. Тоді як деревину розумно використовували до середніх розмірів літаків, сьогодні (2000-і) в авіабудуванні здебільшого надають перевагу суцільнометалевим і композитним конструкціям[11], в яких різні матеріали поєднуються так, щоб їхні відповідні переваги якнайкраще доповнювали один одного.

Конструкції на літаках можуть бути втілені за допомогою різних методів проектування та виготовлення. Часті способи будівництва — фахверк, каркас і пів-каркас; методи будівництва поділяються на дерев'яне спорудження, змішане спорудження, спорудження з металу та виготовлення з FRP.

Дерев'яна конструкціяРедагувати

 
Вид зсередини фюзеляжу Fisher FP-202 на дерев’яному каркасі

У разі дерев'яної конструкції, для фюзеляжу склеюють каркас із дерев'яних поздовжніх поясів і шпангоутів, які потім обшивають тонкою фанерою. Крило складається з одного або двох лонжеронів, до яких спереду і ззаду під прямим кутом приклеєні так звані нервюри. Ребра жорсткості надають крилу правильної форми. Перед лонжероном крило обшито тонкою фанерою, ця обшивка називається торсіонною носовою частиною. Запобігає скручуванню крила паралельно лонжерону під час польоту. За лонжероном крило обшито тканиною з бавовни або спеціального пластику. Ця тканина приклеєна до лонжерона або торсіонної передньої крайки та до задньої крайки, яка з’єднує нервюри на задній крайці крила, і покривається лаком. Натяжний лак стягується, коли висихає, і забезпечує натягнення покриття. Більш сучасні покриття з пластику при нагріванні стискаються, для розтягування їх прасують. Будівництво з чистого дерева вже застаріло.

Металева конструкціяРедагувати

Металоконструкція є найпоширенішою для виготовлення планера моторних літаків. Корпус збирається зі зварного або клепаного металевого каркаса, який зовні обшитий листовим металом. Крила складаються з одного лонжерона або кількох у великих літаків, до яких приклепками або гвинтами прикріплені нервюри. Як і корпус, обшивка виготовлена ​​з тонкого листового металу. Одним із найвідоміших металевих літаків є Cessna 172, але існують також металеві планери, такі як LET L-13 Blaník.

Велике значення для літакобудування, мало впровадження у 1940-х роках могутніх гідравлічних пресів для виготовлення окремих деталей. Тоді як у США Boeing B-17 Stratofortress і бомбардувальники B-29, все ще збиралися шляхом склепування окремих фігурних частин із листового металу разом, Німеччина виготовляла легкі та міцні магнієві й алюмінієві конструктивні авіаційні складові. Для виготовлення цих складників, інженери Третього рейху побудували гідравлічний прес зусиллям 33 000 тонн і дві менші 16 500-тонні машини для виробництва перших реактивних винищувачів Messerschmitt Me 262.

Цікаво що Франція 1971 року, оснастила себе гідравлічним пресом українського виробництва великої потужності: цей гідравлічний прес зусиллям 65 000 тонн, побудований у Краматорську — на НКМЗ, був встановлений в Іссуарі для виготовлення консолей крил відомих надзвукових авіалайнерів Конкорд. Велетень належить компанії Interforge, має 36 метрів у вишину і досі (2000-і) виробляє складові для Airbus, Boeing, космічної та транспортної промисловості.[12]

Змішана конструкціяРедагувати

Змішана конструкція — це поєднання дерев’яної та металевої складових. Зазвичай фюзеляж створюється зі зварного металевого каркасу, обтягнутого тканиною, а крило побудоване як у дерев’яної конструкції. Основна конструкція лонжеронів і нервюр відрізняється від дерев'яної лише використовуваними матеріалами. Schleicher K 8 — це літак із металевим каркасом фюзеляжу та дерев’яними крилами.

Композитна конструкціяРедагувати

Протягом кількох років металева конструкція все частіше замінюється виготовленням із волокнистого композиту та пластику (скорочено: конструкція з FRP). Літак складається з килимків, зазвичай тканинних зі скляних, арамідних або вуглецевих волокон, які поміщаються у форми, просочуються синтетичною смолою і згодом полімеризуються під час нагрівання. Опорний матеріал — або жорсткий пінопласт, або стільникова структура, додатково вклеюється в ділянки літака, які повинні поглинати багато енергії. Тут також є шпангоути у фюзеляжі та лонжерони у крилах. Конструкція FRP вперше була використана в планеризмі, першим літаком такої конструкції був FS 24, прототип був побудований з 1953 по 1957 роки Akaflieg Stuttgart. Тим часом, однак, виробники моторних літаків також переходять на будівництво з FRP, наприклад B. Diamond Aircraft або Cirrus Design Corporation. Прикладами спорудження з FRP, є Schempp-Hirth Ventus або Diamond DA 40. Насамперед у великому авіабудуванні, наразі застосовуються поєднання виготовлення з металу та складових з FRP. Поширеним прикладом є Airbus A380.

РушійРедагувати

Дивіться також: Авіаційний двигун

ПропелерРедагувати

Основні статті: Повітряний гвинт

Авіаційний пропелер, або повітряний гвинт, перетворює обертовий рух від двигуна чи іншого джерела енергії в закручений плинний потік, який штовхає пропелер вперед або назад. Він складається з обертової втулки з механічним приводом, до якої прикріплені дві або більше радіальних лопатей аеродинамічного профілю у такий спосіб, що вся збірка обертається навколо поздовжньої осі.[13] Три типи авіаційних двигунів, що використовуються для приводу гвинтів, охоплюють поршневі двигуни (або плунжерні двигуни), газові турбіни та електродвигуни. Величина тяги, яку створює пропелер, частково визначається площею його диска — кругом, який окреслюють обертові лопаті. Обмеженням для швидкості обертання гвинта є швидкість звуку; коли кінчик леза лопаті перевищує швидкість звуку, ударні хвилі знижують рушійні властивості гвинта. Кількість обертів на хвилину, потрібна для створення заданої кінцевої швидкості, обернено пропорційна діаметру гвинта. Верхня розрахункова межа швидкості гвинтокрилих літаків становить 0,6 Маха. На літаках, розроблених для більшої швидкості, використовують реактивні двигуни.[14]

Поршневий двигунРедагувати

Основні статті: Радіальний двигун, Рядний двигун (аеронавтика) і Опозитний двигун

Поршневі двигуни літаків мають три основні різновиди: радіальний, рядний і плоский або горизонтально опозитний двигун. Радіальний двигун — це конфігурація двигуна внутрішнього згоряння поршневого типу, в якому циліндри «розходяться» назовні від центрального картера, як шпиці колеса, і зазвичай він використовувався для авіаційних двигунів до того, як почали переважати газотурбінні двигуни. Рядний двигун — це поршневий двигун із рядами циліндрів, розташованими один за одним, причому кожен ряд має будь-яку кількість циліндрів, але рідко більше шести, і може мати водяне охолодження. Опозитний двигун — це двигун внутрішнього згоряння з горизонтально розташованими циліндрами.

Газова турбінаРедагувати

Основна стаття: Турбогвинтовий двигун

Турбогвинтовий газотурбінний двигун складається з впускної камери, компресора, камери згоряння, турбіни та рушійного сопла, які передають потужність від вала крізь

 
Solar Impulse 1, літак на сонячних батареях з електродвигунами.

редуктор до тягового гвинта. Рушійне сопло забезпечує відносно невелику частку тяги, створюваної турбогвинтовим двигуном.

Електричний двигунРедагувати

Основна стаття: Електродвигун

Електричний літальний апарат працює на електродвигунах, які отримують електроенергію від паливних елементів, сонячних батарей, ультраконденсаторів (іоністорів), джерел енергії (бездротове передавання електрики)[15] або акумуляторних батарей. В даний час (2020-і) летючі електричні літаки переважно є дослідними зразками, зокрема пілотовані та безпілотні літальні апарати, але на ринку є деякі серійні моделі.[16]

Реактивна тягаРедагувати

Основна стаття: Реактивний двигун

Реактивні літаки приводяться в рух реактивними двигунами, які використовуються завдяки тому, що аеродинамічні обмеження пропелерів не поширюються на реактивний

рух. Ці двигуни набагато потужніші за поршневі двигуни подібного розміру чи ваги, порівняно тихі та добре працюють на великій висоті. Різновидами реактивного двигуна є прямотічний повітряно-реактивний двигун і прямодійний реактивний двигун, які покладаються на високу повітряну швидкість і геометрію впуску для стиснення повітря для згоряння перед введенням і запалюванням пального. Ракетні двигуни забезпечують тягу шляхом спалювання пального з окисником і викидання газу крізь сопло.

ТурбовентиляторнийРедагувати

На більшості реактивних літаків, використовуються турбовентиляторні реактивні двигуни, де застосовано газову турбіну для приводу канального вентилятора, який пришвидшує повітря навколо турбіни, щоби забезпечити тягу на додаток до тієї, що розганяється крізь турбіну. Співвідношення кількості повітря, що проходить навколо турбіни, до повітря, котре проходить крізь неї, називається коефіцієнтом пропускання.[17] Вони являють собою компроміс між турбореактивними (без байпасу) і турбогвинтовими видами силової установки літака (здебільшого з байпасним повітрям).

 
Задум художника X-43A з ГППРД, прикріпленим до днища

У дозвукових літальних апаратах, таких як авіалайнери, використовуються реактивні двигуни з високою  двоконтурністю для заощадження пального. У надзвукових літаках, як от реактивні винищувачі, застосовуються турбовентилятори з низькою двоконтурністю. Однак на надзвукових швидкостях повітря, що надходить у двигун, має бути сповільнено до дозвукової швидкості, а потім знову розігнане до надзвукової швидкості після згоряння. Форсаж може використовуватися на бойових літаках для збільшення потужності на короткий проміжок часу шляхом впорскування пального безпосередньо в гарячі вихлопні гази. Багато реактивних літаків також застосовують реверси тяги для уповільнення після посадки.[18]

ППРДРедагувати

Основна стаття: ППРД

Прямотічний повітряно-реактивний двигун — це різновид реактивного двигуна, який не містить основних рухомих частин і може бути особливо корисним у застосунках, де потрібен невеликий і простий двигун для високошвидкісного використання, наприклад, для ракет. ППРД вимагає руху вперед (розгону), перш ніж вони зможуть виробляти тягу, тож вони часто застосовуються в поєднанні з іншими видами тяги або із зовнішніми засобами досягнення достатньої швидкості. Для прикладу Lockheed D-21 був розвідувальним безпілотним літальним апаратом із швидкістю 3 і більше Маха, який запускався з базового літака.

Електрична мережа літаківРедагувати

На літаках наявні два основних типи електричних систем. Одна з них називається системою з роздільними шинами, а друга — системою паралельних шин. Також існує поєднана система, яка називається системою з роздільними паралельними шинами.

Змінний струм (AC) або постійний струм (DC)Редагувати

Постійний струм зазвичай, є основним джерелом електроенергії в невеликих літаках. Наприклад, у більшості турбогвинтових літаків, двигуни постійного струму діють як стартер-генератори під час запуску. У великих літаках на облавку використовується мережа змінного струму. Електродвигуни змінного струму мають краще співвідношення потужності до ваги та простіші за улаштуванням. Оскільки великі літаки потребують набагато більше електроенергії, двигуни постійного струму та система живлення постійного струму, стають непридатними. У всіх літаках наявне обладнання, яке потребує живлення як постійного так і змінного струму, тож через це, на літаках із системою постійного струму, для перетворення його на змінний, застосовуються інвертори. У разі основної системи змінного струму, використовуються трансформаторні випрямлячі (TR) для перетворення змінного струму на постійний. Деякі турбогвинтові двигуни можуть мати генератори змінного струму, які подають електроенергію зі змінною частотою на певне обладнання, наприклад склоочисники та системи захисту від обмерзання. Але ці генератори не такі потужні, як генератори постійного струму.

АкумуляториРедагувати

Батареї є основним джерелом електроенергії для літаків. У великих літаках, заради резервування, є два окремі набори акумуляторів. Батареї використовуються для початкового живлення літака. Коли акумулятори увімкнено, їх можна застосовувати для запуску допоміжної силової установки (англ. APU) літака. Коли APU стає придатною для роботи, батареї автоматично від’єднуються від електричної мережі літака, якщо вони цілком заряджені, і такими вони залишаються до кінця польоту. Оскільки електричні акумулятори є останнім засобом живлення у разі повної електричної несправності під час польоту, вони не застосовуються для живлення літака на будь-якому відрізку польоту. На багатьох літаках використовуються нікель-кадмієві акумулятори.

ГенераториРедагувати

Є два типи застосовуваних генераторів — генератори постійного струму та генератори змінного струму. Основна відмінність між ними в електричній системі літака, полягає в тому, що в першому якір генератора обертається, а в другому — магнітне поле або постійний магніт обертається поблизу нерухомого якоря.

Генератори змінного струму, які використовуються в літаках, є трифазними. Це означає, що обвитки генераторів розташовані так, що кожна фаза зміщена відносно іншої на 120 градусів. Виходи генератора змінного струму з'єднані зіркою, коли початки фазних обвиток з’єднані щоб утворити нейтральну точку, яка заземлена. За допомогою такого з’єднання можна отримати два показники напруги – фазну та лінійну. У літаку мережева напруга становить приблизно 200 вольт, фазна напруга — 115 вольт, а частота — 400 Гц (найбільш придатна для літаків). Отже, електрична система літака називається системою 115 В/200 В/400 Гц/3 фази. Оскільки у літаках, генератори приводяться в обертання авіадвигунами, то кутова швидкість або частота генератора, змінюється разом зі змінами швидкості обертання двигуна під час польоту, отже підтримання швидкості обертання генератора для усталення його частоти, стає надзвичайно важливим. Для цього використовується пристрій під назвою Constant Speed Drive Unit (CSDU). CSDU складається з гідравлічного насоса, який працює від двигунів, натомість сам запускає гідравлічний двигун. Коли генератор посилає на гідравлічний насос сигнал про низьку або перевищену швидкість обертання, він змінює подавання рідини котра надсилається до гідравлічного насоса, щоби керувати кутовою швидкістю генератора. Більшість IDG можуть підтримувати частоту в межах 5% від потрібних 400 Гц.[19]

Цікаві відомостіРедагувати

 
Український Aн-225, Мрія — був найбільшим літаком коли-небудь побудованим людством.

Український вантажний літак Ан-225 «Мрія» (зруйнований ворожим бомбардуванням під час російської навали в Україну 2022 року), був найбільшим літаком у світі. Він мав найбільшу довжину, злітну вагу та загальну тягу з усіх літаків. Airbus A380 є найбільшим пасажирським літаком у світі завдяки найбільшій місткості — 853 пасажири. Однак це не найдовший пасажирський літак: Boeing 747-8 має довжину 76,30 м і є найдовшим пасажирським літаком у світі. Найширший проліт має Scaled Composites Stratolaunch, призначений для запусків ракет. Двомоторний Boeing 777-300 обладнаний найпотужнішим авіаційним двигуном з тягою 512 кН. Найбільшу дальність визначити важко, оскільки вона може бути збільшена для кожного літака шляхом додавання додаткових баків пального (у крайньому разі до допустимої злітної ваги). Літак із найзначнішим запасом ходу — Boeing 777-200LR — 17 446 км. Найбільша дальність, коли-небудь досягнута без дозаправляння, належить Voyager — 42 212 км.

Див. такожРедагувати

Джерела та літератураРедагувати

  1. Аероплан [Архівовано 25 лютого 2022 у Wayback Machine.] // ВУЕ
  2. Eberhardt, Scott (2010). Understanding flight (вид. 2nd ed). New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-162697-2. OCLC 454572618. 
  3. Telegram from Orville Wright in Kitty Hawk, North Carolina, to His Father Announcing Four Successful Flights, 1903 December 17. World Digital Library. 17 грудня 1903. Архів оригіналу за 25 липня 2013. Процитовано 21 липня 2013. 
  4. Про затвердження Авіаційних правил України «Технічні вимоги та адміністративні процедури щодо льотної експлуатації в цивільній авіації». Офіційний вебпортал парламенту України (укр.). Процитовано 21 січня 2023. 
  5. UK will leave EU aviation safety regulator at end of 2020. BBC News (en-GB). 7 березня 2020. Процитовано 21 січня 2023. 
  6. Zaidi, Kamaal. Aviation security policy in Canada. Air Transport Security. с. 123–143. doi:10.4337/9781786435200.00016. Процитовано 21 січня 2023. 
  7. Aerospace Welding. Helander (англ.). Процитовано 21 січня 2023. 
  8. EASA and You. EASA (англ.). Процитовано 22 січня 2023. 
  9. Reducing noise. aviationbenefits.org (англ.). Процитовано 21 січня 2023. 
  10. Sehgal, Zarrar (2022). Aircraft Capital Markets. Aircraft Financing. Bloomsbury Professional. 
  11. Gloria, Antonio; Montanari, Roberto; Richetta, Maria; Varone, Alessandra (2019-06). Alloys for Aeronautic Applications: State of the Art and Perspectives. Metals (англ.) 9 (6). с. 662. ISSN 2075-4701. doi:10.3390/met9060662. Процитовано 17 січня 2023. 
  12. The world's largest hydraulic presses | Gasparini Industries. web.archive.org. 21 травня 2022. Процитовано 17 січня 2023. 
  13. Weinig, F.; Flint, M. (1942-05). Airscrews for High-Speed Aircraft. The Journal of the Royal Aeronautical Society 46 (377). с. 115–124. ISSN 0368-3931. doi:10.1017/s0368393100100197. Процитовано 14 січня 2023. 
  14. Sadraey, Mohammad H. (2017). Aircraft performance : an engineering approach. Boca Raton. ISBN 978-1-4987-7656-1. OCLC 971887910. 
  15. Blackwell, Tim (2005). Recent demonstrations of Laser power beaming at DFRC and MSFC. AIP Conference Proceedings (AIP). doi:10.1063/1.1925133. Процитовано 14 січня 2023. 
  16. Pipistrel Expands Electric Aircraft Line. web.archive.org. 3 травня 2013. Процитовано 14 січня 2023. 
  17. Cumpsty, Nicholas; Heyes, Andrew (22 липня 2015). Jet Propulsion: A Simple Guide to the Aerodynamics and Thermodynamic Design and Performance of Jet Engines (англ.). Cambridge University Press. ISBN 978-1-316-43263-1. 
  18. El-Sayed, Ahmed F. (6 липня 2017). Aircraft Propulsion and Gas Turbine Engines (англ.). CRC Press. ISBN 978-1-4665-9517-0. 
  19. Kylie, Nicole (29 грудня 2022). Which Airlines Offer Employment Via Graduate Schemes?. Simple Flying (англ.). Процитовано 3 січня 2023. 

ПосиланняРедагувати