Les parties principales de l'avion. Appareil d'avion

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'invention de l'avion a permis non seulement de réaliser le rêve le plus ancien de l'humanité - conquérir le ciel, mais aussi de créer le mode de transport le plus rapide. Contrairement aux montgolfières et aux dirigeables, les avions sont peu dépendants des aléas météorologiques, capables de parcourir de longues distances à grande vitesse. Les composants de l'avion sont constitués des groupes structurels suivants: aile, fuselage, empennage, dispositifs de décollage et d'atterrissage, centrale électrique, systèmes de contrôle, équipements divers.

Principe de fonctionnement

Avion - un avion (LA) plus lourd que l'air, équipé d'une centrale électrique. À l'aide de cette partie la plus importante de l'avion, la poussée nécessaire au vol est créée - la force agissante (motrice) que le moteur (hélice ou moteur à réaction) développe au sol ou en vol. Si la vis est située devant le moteur, cela s'appelle tirer, et si elle est derrière, cela s'appelle pousser. Ainsi, le moteur crée le mouvement de translation de l'aéronef par rapport à l'environnement (air). En conséquence, l'aile se déplace également par rapport à l'air, ce qui crée une portance à la suite de ce mouvement vers l'avant. Par conséquent, l'appareil ne peut rester en l'air que s'il y a une certaine vitesse.vol.

Quels sont les noms des parties de l'avion

Le boîtier se compose des parties principales suivantes:

• Le fuselage est le corps principal de l'avion, reliant les ailes (aile), le plumage, le système d'alimentation, le train d'atterrissage et d'autres composants en un seul ensemble. Le fuselage accueille l'équipage, les passagers (dans l'aviation civile), l'équipement, la charge utile. Peut également accueillir (pas toujours) du carburant, des châssis, des moteurs, etc.
• Les moteurs servent à propulser l'avion.
• Wing - une surface de travail conçue pour créer de la portance.
• La queue verticale est conçue pour la contrôlabilité, l'équilibrage et la stabilité directionnelle de l'avion par rapport à l'axe vertical.
• La queue horizontale est conçue pour la contrôlabilité, l'équilibrage et la stabilité directionnelle de l'avion par rapport à l'axe horizontal.

Ailes et fuselage

La partie principale de la structure de l'avion est l'aile. Il crée les conditions pour remplir la principale exigence de possibilité de vol - la présence de portance. L'aile est attachée au corps (fuselage), qui peut avoir une forme ou une autre, mais si possible avec une traînée aérodynamique minimale. Pour ce faire, il est doté d'une forme de larme simplifiée.

L'avant de l'avion sert à accueillir le poste de pilotage et les systèmes radar. À l'arrière se trouve la soi-disant unité de queue. Il sert à assurer le contrôle pendant le vol.

Conception de plumage

Prenons un avion moyen,dont la section de queue est réalisée selon le schéma classique, caractéristique de la plupart des modèles militaires et civils. Dans ce cas, la queue horizontale comprendra une partie fixe - le stabilisateur (du latin Stabilis, stable) et une partie mobile - la gouverne de profondeur.

Le stabilisateur sert à stabiliser l'avion par rapport à l'axe transversal. Si le nez de l'avion est abaissé, la partie arrière du fuselage, ainsi que le plumage, se soulèveront en conséquence. Dans ce cas, la pression d'air sur la surface supérieure du stabilisateur augmentera. La pression générée ramènera le stabilisateur (respectivement, le fuselage) à sa position d'origine. Lorsque le nez du fuselage est relevé, la pression du flux d'air augmentera sur la surface inférieure du stabilisateur et il reviendra à sa position d'origine. Ainsi, une stabilité automatique (sans intervention du pilote) de l'aéronef dans son plan longitudinal par rapport à l'axe transversal est assurée.

L'arrière de l'avion comprend également une queue verticale. Semblable à l'horizontal, il se compose d'une partie fixe - la quille et d'une partie mobile - le gouvernail. La quille assure la stabilité du mouvement de l'aéronef par rapport à son axe vertical dans un plan horizontal. Le principe de fonctionnement de la quille est similaire à celui d'un stabilisateur - lorsque le nez dévie vers la gauche, la quille dévie vers la droite, la pression sur son plan droit augmente et ramène la quille (et tout le fuselage) à son état antérieur position.

Ainsi, par rapport à deux axes, la stabilité du vol est assurée par le plumage. Mais il y avait un autre axe - l'axe longitudinal. Pour fournir automatiquementla stabilité du mouvement par rapport à cet axe (dans le plan transversal) des consoles des ailes du planeur sont placées non pas horizontalement, mais à un certain angle les unes par rapport aux autres de sorte que les extrémités des consoles sont déviées vers le haut. Cet emplacement ressemble à la lettre "V".

Systèmes de contrôle

Les gouvernes sont des parties importantes d'un avion conçues pour contrôler l'avion. Ceux-ci incluent les ailerons, les gouvernails et les ascenseurs. Le contrôle est assuré par rapport aux trois mêmes axes dans les trois mêmes plans.

La gouverne de profondeur est la partie arrière mobile du stabilisateur. Si le stabilisateur se compose de deux consoles, alors, en conséquence, il y a deux ascenseurs qui dévient vers le haut ou vers le bas, tous deux de manière synchrone. Avec lui, le pilote peut changer l' altitude de l'avion.

Le safran est la partie arrière mobile de la quille. Lorsqu'il est dévié dans un sens ou dans un autre, une force aérodynamique apparaît sur lui, qui fait tourner l'aéronef autour d'un axe vertical passant par le centre de masse, dans le sens opposé au sens de braquage de la gouverne de direction. La rotation se poursuit jusqu'à ce que le pilote remette la gouverne de direction au neutre (non braquée) et que l'avion se déplace dans la nouvelle direction.

Les ailerons (du français Aile, aile) sont les pièces principales de l'avion, qui sont les pièces mobiles des consoles d'aile. Servir à contrôler l'avion par rapport à l'axe longitudinal (dans le plan transversal). Puisqu'il y a deux consoles d'aile, il y a aussi deux ailerons. Ils fonctionnent de manière synchrone, mais contrairement aux ascenseurs, ils dévientpas dans une direction, mais dans des directions différentes. Si un aileron dévie vers le haut, l'autre vers le bas. Sur la console de l'aile, là où l'aileron est dévié vers le haut, la portance diminue, et là où il est vers le bas, elle augmente. Et le fuselage de l'avion tourne vers l'aileron relevé.

Moteurs

Tous les avions sont équipés d'une centrale électrique qui leur permet de développer la vitesse, et, par conséquent, d'assurer l'apparition de portance. Les moteurs peuvent être situés à l'arrière de l'avion (typique pour les avions à réaction), à l'avant (véhicules légers) et sur les ailes (avions civils, transports, bombardiers).

Ils sont divisés en:

• Jet - turboréacteur, pulsé, à double circuit, à flux direct.
• Hélice - piston (hélice), turbopropulseur.
• Rocket - combustible liquide, solide.

Autres systèmes

Bien sûr, d'autres parties de l'avion sont également importantes. Les châssis permettent aux avions de décoller et d'atterrir à partir d'aérodromes équipés. Il existe des avions amphibies, où des flotteurs spéciaux sont utilisés à la place du train d'atterrissage - ils vous permettent de décoller et d'atterrir partout où il y a un plan d'eau (mer, rivière, lac). Les modèles d'avions légers équipés de skis sont connus pour fonctionner dans des zones à enneigement stable.

Les avions modernes sont bourrés d'équipements électroniques, de dispositifs de communication et de transfert d'informations. L'aviation militaire utilise des systèmes d'armes sophistiqués, la détection de cibles et la suppression de signaux.

Classement

Comme prévuLes avions sont divisés en deux grands groupes: civils et militaires. Les pièces principales d'un avion de passagers se distinguent par la présence d'une cabine équipée pour les passagers, qui occupe la majeure partie du fuselage. Une caractéristique distinctive sont les hublots sur les côtés de la coque.

Les aéronefs civils sont divisés en:

• Passenger - compagnies aériennes locales, long-courrier court (portée inférieure à 2 000 km), moyen (portée inférieure à 4 000 km), long-courrier (portée inférieure à 9 000 km) et intercontinental (portée supérieure à 11 000 km).
• Cargo - léger (poids de la cargaison jusqu'à 10 tonnes), moyen (poids de la cargaison jusqu'à 40 tonnes) et lourd (poids de la cargaison supérieur à 40 tonnes).
• Fonction spéciale - sanitaire, agricole, reconnaissance (reconnaissance des glaces, reconnaissance des poissons), lutte contre les incendies, pour la photographie aérienne.
• Éducatif.

Contrairement aux modèles civils, certaines parties d'un avion militaire n'ont pas de cabine confortable avec des fenêtres. La partie principale du fuselage est occupée par des systèmes d'armes, des équipements de renseignement, des communications, des moteurs et d'autres unités.

Par objectif, les avions militaires modernes (compte tenu des missions de combat qu'ils effectuent) peuvent être divisés en types suivants: chasseurs, avions d'attaque, bombardiers (porte-missiles), reconnaissance, transport militaire, fins spéciales et auxiliaires.

Appareil d'aéronef

La conception des avions dépend de la conception aérodynamique selon laquelle ils sont fabriqués. Le schéma aérodynamique est caractérisé par le nombre d'éléments de base et l'emplacement des surfaces d'appui. Si le nezavion est similaire pour la plupart des modèles, l'emplacement et la géométrie des ailes et de la queue peuvent varier considérablement.

Les schémas d'appareils d'aéronef suivants sont distingués:

• "Classique".
• Aile volante.
• "Canard".
• "Sans queue".
• "Tandem".
• Schéma convertible.
• Schéma de combinaison.

Avions classiques

Considérons les principales parties de l'avion et leur objectif. La disposition classique (normale) des composants et des assemblages est typique de la plupart des appareils dans le monde, qu'ils soient militaires ou civils. L'élément principal - l'aile - fonctionne dans un flux pur et non perturbé, qui circule en douceur autour de l'aile et crée une certaine portance.

Le nez de l'avion est réduit, ce qui entraîne une diminution de la surface requise (et donc de la masse) de la queue verticale. En effet, l'avant du fuselage induit un moment de lacet déstabilisant autour de l'axe vertical de l'avion. La réduction du fuselage avant améliore la visibilité de l'hémisphère avant.

Les inconvénients du schéma normal sont:

• Le fonctionnement de la queue horizontale (HA) dans un courant d'aile incliné et perturbé réduit considérablement son efficacité, ce qui nécessite l'utilisation d'un plumage de plus grande surface (et, par conséquent, de masse).
• Pour assurer la stabilité du vol, l'empennage vertical (VO) doit créer une portance négative, c'est-à-dire dirigée vers le bas. Cela réduit l'efficacité globale de l'avion: del'ampleur de la force de portance créée par l'aile, il est nécessaire de soustraire la force créée sur le GO. Pour neutraliser ce phénomène, une aile avec une surface (et, par conséquent, une masse) augmentée doit être utilisée.

L'appareil de l'avion selon le schéma "canard"

Avec ce design, les parties principales de l'avion sont placées différemment que dans les modèles "classiques". Tout d'abord, les changements ont affecté la disposition de la queue horizontale. Il est situé devant l'aile. Selon ce schéma, les frères Wright ont construit leur premier avion.

Avantages:

• La queue verticale fonctionne dans un flux non perturbé, ce qui augmente son efficacité.
• Pour assurer la stabilité du vol, l'empennage génère une portance positive, c'est-à-dire qu'il s'ajoute à la portance de l'aile. Cela permet de réduire sa surface et, par conséquent, sa masse.
• Protection naturelle "anti-vrille": la possibilité de transférer les ailes à des angles d'attaque supercritiques pour les "canards" est exclue. Le stabilisateur est installé de manière à obtenir un angle d'attaque plus élevé par rapport à l'aile.
• Déplacer le focus de l'avion vers l'arrière avec une vitesse croissante dans le schéma "canard" se produit dans une moindre mesure que dans la disposition classique. Il en résulte moins de changements dans le degré de stabilité statique longitudinale de l'avion, à son tour, simplifie les caractéristiques de son contrôle.

Inconvénients du schéma "canard":

• Lorsqu'il décroche sur l'empennage, non seulement l'avion atteint des angles d'attaque plus faibles, mais il "s'affaisse" également en raison d'une diminution de sa portance totale. Ceci est particulièrement dangereux dansmodes de décollage et d'atterrissage en raison de la proximité du sol.
• La présence de mécanismes de plumage à l'avant du fuselage nuit à la visibilité de l'hémisphère inférieur.
• Pour réduire la surface du HE avant, la longueur du fuselage avant est rendue significative. Cela conduit à une augmentation du moment déstabilisant par rapport à l'axe vertical et, par conséquent, à une augmentation de la surface et de la masse de la structure.

Avion sans queue

Dans les modèles de ce type, il n'y a pas de partie importante et familière de l'avion. Une photo d'avions sans queue (Concorde, Mirage, Vulcan) montre qu'ils n'ont pas de queue horizontale. Les principaux avantages de ce schéma sont:

• Réduction de la traînée aérodynamique frontale, ce qui est particulièrement important pour les avions à grande vitesse, en particulier en croisière. Cela réduit les coûts de carburant.
• Une plus grande rigidité en torsion de l'aile, ce qui améliore ses caractéristiques aéroélastiques, et des caractéristiques de maniabilité élevées sont atteintes.

Défauts:

• Pour l'équilibrage dans certains modes de vol, une partie des moyens de mécanisation du bord de fuite de l'aile (volets) et des gouvernes doit être braquée vers le haut, ce qui réduit la portance globale de l'avion.
• La combinaison des commandes de l'avion par rapport aux axes horizontal et longitudinal (en raison de l'absence de profondeur) aggrave les caractéristiques de son maniement. L'absence de plumage spécialisé rend les gouvernes situées sur le bord de fuite de l'aile performantes (avecnécessaire) fonctions et ailerons, et ascenseurs. Ces gouvernes sont appelées élevons.
• L'utilisation d'une partie de l'équipement de mécanisation pour équilibrer l'avion détériore ses performances de décollage et d'atterrissage.

Aile volante

Avec ce schéma, en fait, il n'y a pas de partie de l'avion telle que le fuselage. Tous les volumes nécessaires pour loger l'équipage, la charge utile, les moteurs, le carburant, les équipements sont situés au milieu de l'aile. Ce schéma présente les avantages suivants:

• Moins de traînée.
• La plus petite masse de la structure. Dans ce cas, toute la masse tombe sur l'aile.
• Comme les dimensions longitudinales de l'avion sont faibles (en raison de l'absence de fuselage), le moment de déstabilisation autour de son axe vertical est négligeable. Cela permet aux concepteurs de réduire considérablement la surface du VO, voire de l'abandonner complètement (les oiseaux, comme vous le savez, n'ont pas de plumage vertical).

Les inconvénients incluent la difficulté d'assurer la stabilité du vol de l'avion.

Tandem

Le schéma "tandem", lorsque deux ailes sont situées l'une après l'autre, est rarement utilisé. Cette solution est utilisée pour augmenter la surface de l'aile avec les mêmes valeurs d'envergure et de longueur de fuselage. Cela réduit la charge spécifique sur l'aile. Les inconvénients de ce schéma sont une traînée aérodynamique importante, une augmentation du moment d'inertie, notamment par rapport à l'axe transversal de l'aéronef. De plus, avec une augmentation de la vitesse de vol, les caractéristiques de l'équilibrage longitudinal de l'aéronef changent. Les surfaces de contrôle sur de telsles avions peuvent être situés à la fois directement sur les ailes et sur le plumage.

Circuit combiné

Dans ce cas, les composants de l'avion peuvent être combinés à l'aide de divers schémas de conception. Par exemple, une queue horizontale est prévue à la fois dans le nez et dans la queue du fuselage. Le soi-disant contrôle de levage direct peut être utilisé sur eux.

Dans ce cas, le nez horizontal et les volets créent une portance supplémentaire. Le moment de tangage qui se produit dans ce cas aura pour but d'augmenter l'angle d'attaque (le nez de l'avion se relève). Pour parer ce moment, l'empennage doit créer un moment pour réduire l'angle d'attaque (le nez de l'avion descend). Pour ce faire, la force sur la queue doit également être dirigée vers le haut. C'est-à-dire qu'il y a une augmentation de la force de portance sur le nez HE, sur l'aile et sur la queue HE (et, par conséquent, sur tout l'avion) sans le faire tourner dans le plan longitudinal. Dans ce cas, l'aéronef s'élève simplement sans aucune évolution par rapport à son centre de masse. Et inversement, avec une telle disposition aérodynamique de l'avion, il peut effectuer des évolutions par rapport au centre de masse dans le plan longitudinal sans modifier sa trajectoire de vol.

La capacité d'effectuer de telles manœuvres améliore considérablement les performances des aéronefs manoeuvrables. Surtout en combinaison avec un système de contrôle direct de la force latérale, pour la mise en œuvre duquel l'avion doit avoir non seulement la queue, mais aussi le plumage longitudinal du nez.

Schéma convertible

Le dispositif d'un avion construit selon un schéma convertible se distingue par la présence d'un déstabilisateur dans le fuselage avant. La fonction des déstabilisateurs est de réduire dans certaines limites, voire de supprimer complètement le déplacement vers l'arrière du foyer aérodynamique de l'aéronef dans les modes de vol supersoniques. Cela augmente la maniabilité de l'avion (ce qui est important pour un chasseur) et augmente la portée ou réduit la consommation de carburant (ce qui est important pour un avion de passagers supersonique).

Les déstabilisateurs peuvent également être utilisés dans les modes décollage/atterrissage pour compenser le moment de piqué, qui est causé par la déviation de la mécanisation de décollage et d'atterrissage (volets, volets) ou de l'avant du fuselage. Dans les modes de vol subsoniques, le déstabilisateur est caché au milieu du fuselage ou réglé sur le mode girouette (librement orienté le long du flux).