Ұшақ конструкциясы

Ұшақ конструкциясы — ұшақтың тактика-техникалық және қолданыстық сипаттамаларын анықтайтын техникалық (конструкциялық) шешімдер мен инженерлік түйіндердің жиынтығы. Ұшақ конструкциясы негізінен құрамына фюзеляж, қанат және құйрық жаймасынан тұратын және қозғалтқыш пен шасси жабдықталған ұшақ планерінен тұрады. Заманауи ұшақтар сонымен қатар авионикадан тұрады.

Алайда заманауи ұшақтардың өзгеше конструкциялық сызбалары да бар. Мысалы, әлемге әйгілі B-2 бомбылаушы ұшағы «ұшатын қанат» сызбасымен жасалған. Ал МиГ-29 ұшағы тасушы сызба бойынша жасалған, бұл жағдайда фюзеляж түсінігінің орнына корпус ұғымы қолданылады (МиГ-29 корпусы — аэродинамикалық көтеруші күшті жасауға қатынасатын кең фюзеляж). Ұшақтың конструкциялық сызбасына тағы бір альтернативті мысал — ЭКИП, бұл ұшақтың өзіндңк ерекше формасына байланысты шартты түрде «ұшатын тасбақа» десе болады.

Планер

Жалпы ұшақ планерінің құрамына фюзеляж, қанат, қауырсын, шасси және қозғалтқыш қондырғылар мен басқа да агрегаттарды орналастыруға арналған гондолалар кіреді. Бұл элементтер жиынтығы классикалық конструкциялық сызбаға тән. Басқа конструкциялық сызбаларда кейбір элементтердің болмауы мүмкін.

Құрылымдық сызбалар

Қазіргі таңда ұшақтардың келесідей негізгі құрылымдық сызбалар бар:

• классикалық құрылым;
• құйрықсыз;
• үйрек;
• ұшатын қанат;
• бойлық триплан (алдыңғы және құйрықтық горизонтальды қауырсынмен);
• тандем (екі қанат бірінің артында бірі орналасқан);
• конвертацияланатын (өзгертілетін) (Ту-144)

Фюзеляж

Фюзеляждердің түрлері

Фюзеляж ұшақтың «денесі» болып табылады. Онда экипаж кабинасы, негізгі жанармай бактары, басқару мен бақылау жүйелері, жолаушы салоны және багаж бөлімдері (жолаушы ұшақтарында) немесе жүк бөлімдері (жүк тасымалдаушы ұшақтарда), қару (әскери ұшақтарда) жене т.б. орналасады. Фюзеляждың конструктивті-күштік сызбасы бойлық элементтер (лонжерондар, стрингерлер), көлденең элементтер (шпангоуттар) және қаптамадан (металл немесе фанер жабындылар) тұрады.

Жолаушы ұшақтарын тар- және кеңфюзеляжды деп бөледі. Алғашқылардың фюзеляждың көлденең қимасының диаметрі орташа есеппен 2-3 метрді құрайды. Кең фюзеляждардың диаметрі — алты метрден кем емес. Барлық кеңфюзеляжды ұшақтар екі палубалы болып келеді: үстіңгі палубада жолаушы орындары, ал астыңғыда — багаж бөлімдері орналасады. Екі жолаушылар палубасы бар ұшақтар да бар — Эйрбас A380 және Боинг 747.

Қанат

Ил-76, Т-кейіпті құйрық жаймасы бар жоғарғыплан

Қанат ұшақ конструкциясының негізгі бөлігі болып табылады, ол көтергіш күшті тудырады: қанат профилі ұшаққа ұтылушы ауа ағынын екіге бөлетіндей етіп жасалған. Қанаттың үстінде төмен қысым аумағы, ал қанат астында жоғары қысым аумағы пайда болып, қанат жоғары қарай итеріледі және ұшақ жоғары қарай көтеріледі.

Қанат негізінен фюзеляжға келесі тәсілдермен бекітіледі:

• төменпландардың фюзеляждарының төменгі бөлігінде орналасқан центроплан арқылы (Ил-96, Ту-96, Эйрбас A380 и Боинг 747)
• немесе — жоғарғыпландарда — фюзеляждың жоғарғы бөлігіне (Ил-76, Ан-22, Ан-124-Руслан, Ан-225-Мрия, C-130 Геркулес).

Қанаттың фюзеляждың орталық бөлігіне центроплансыз тікелей бекітілуі әскери-ұрыстық ұшақтарға тән (Ту-22М). Сонымен қатар ұшақтарды екі, ұш немесе одан да көп қанат болуы мүмкін. Көбіне екі қанаты бар ұшақтарда — бипландарда — бір қанат фюзеляждың жоғарғы бөлігіне, ал екіншісі астыңғы бөлігіне бекітіледі (Ан-2).

Қанатта механизацияның көптеген кішігірім ауытқушы консольдері орналасқан: жалғасқанатшалар, алғықанатшалар, спойлерлер, элерондар, инцепторлар және т.б. Олар ұшақтың үш жазықтықтағы орыналмасуын, жолдық жылдамдығын және тағы басқа ұшу параметрлерін басқаруға мүмкіндік береді. Заманауи ұшақтарда қанаттарға вертикальді ұштамалар жиі қойылуда, олар қанат ұштарындағы ауаның құйындалуын азайтады, нәтижесінде ұшақта туындайтын вибрациялар деңгейі төмендейді және жанармай шығыны үнемделеді. Ірі ұшақтардың қанатының ішінде жанармай бактары орналастырылған. Жойғыш ұшақтарда қосымша жанармай бактары арнайы вертикальді бекіткіш консльдерге ілінеді.

Қанаттың аэродинамикалық қасиеттері оның геометриясы арқылы анықталады: қанат жаймасы, ауданы, қанат ұшталуының бұрышы мен үшкірлігі. Қанат геометриясы өзгертілетін ұшақтар (үшкірлігі өзгеретін қанаттары бар ұшақтар) бар.

Қауырсын

Қауырсын фюзеляждың құйрық немесе алдыңғы ұшы бөлігінде орналасады. Қауырсын көп жағдайда конструкциясы қанатқа ұқсас болып келетін вертикальді орналасқан киль (немесе бірнеше киль — көбіне екі киль) мен горизонтальді орналасқан стабилизатордан тұрады. Киль ұшақтың жолдық тұрақтылығын (қозғалыс осі бойынша), ал стабилизатор — бойлық тұрақтылықты (яғни тангаж бойынша тұрақтылықты) реттейді.

Горизонтальді қауырсын фюзеляжда (Ил-86) немесе кильдің үстіңгі бөлігінде (Т-кейіпті сызба, Ту-154, Ил-76) орнатылады. Киль фюзеляжға орнатылады немесе екікильді сызбада — бүтін стабилизатордың екі ұшында (Ан-225). Кейбір ұрыс ұшақтарында қосымша қауырсын фюзеляждың тұмсық бөлігіне орналыстырылады (Су-35). Жоғары жылдамдықтардағы жолдық тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін дыбыстан жылдам ұшақтан пропорциональді емес үлкен кильмен (Ту-22М) немесе екі кильмен жабдықталады (Су-27, МиГ-25, F-15).

Шасси

Шасси көмегімен ұшақ жерден ұшуды, қонуды, жер бетінде басқаруды және тұрақтауды іске асырады. Шасси демпферлі тірек болып келеді, оған дөңгелекті арба (гидропландарда — қалтқы) бекітіледі. Ұшақ массасына қарай шассидің конфигурациялары әр түрлі болып келеді. Ең жиі қолданылатын шасси түрлері:

• бір алдыңғы және екі негізгі тірек (Ту-154, А320);
• бір алдыңғы және үш негізгі (Ил-96);
• бір алдыңғы және төрт негізгі (Боинг 747);
• екі алдыңғы және екі негізгі (B-52).

Ерте ұшақтарда екі негізгі тірек пен кильдің астында тірексіз орналасқан кішігірім дөңгелектің қойылуы тән (Ли-2). Ил-62 ұшағында өзіндік ерекше шасси сызбасы бар: бір алдыңғы, екі негізгі тірекпен қоса ұшақтың құрық жағына жүкті салу-алу жұмыстары кезінде ұшақты тұрақтандыру үшін шығарылатын штангаға орнатылған қосымша бір жұп дөңгелек бар. Ең алғашқы ұшақтарда тіректер мүлдем болмады, дөңгелектер қарапайым оське бекітілетін.

Дөңгелек арбаларындаға дөңгелек жұптарының саны әр түрлі болып келеді: бірден (А320) жетіге дейін (Ан-225).

Ұшақтың жердегі бұрылуын шассидің алдыңғы тірегіне бекітілген жетек арқылы немесе қозғалтқыштардың жұмыс режімдерін дифференциациялау (көп қозғалтқышты ұшақтарда) арқылы жүзеге асырады. Ұшу кезінде шасси аэродинамикалық кедергіні азайту мақсатында арнайы отсектерге алынып тасталынады.

Күштік қондырғы

Ұшақ қозғалтқыш-қозғаушы арқылы қозғалысқа ұшырайды. Заманауи ұшақтарға турбореактивті және турбовинтті қозғалтқыштар тән. Ерте ұшақтарда поршеньді қозғалтқыштар орнатылған болатын.

Қозғалтқыш қанатқа немесе фюзеляжға пилон көмегімен ілінеді (бұл жағдайда ол қорғалған гондолаға орнатылады) немесе фюзеляждың ішіне тікелей жалғанады. Бірінші жағдайда жанармай желілері мен түрлі басқару жетектері пилонның ішіне орнатылады. Күштік қондырғылардың құрылымы әр түрлі болып келеді: ұшақта бір (Ан-2), екі (Airbus A320), үш (Ту-154), төрт (Ил-96), алты (Ан-225) сегіз (B-52) қозғалтқыш болуы мүмкін.

Борттық жабдықтар жүйесі

Дөңгелектің тілігі, тежегіш дискілері көрініп тұр.

Заманауи ұшу аппараттары кез келген жағдайда ұшуға мүмкіндік беретін аса күрделі және әр түрлі жабдықтармен жабдықталады. Ұшу аппараттарының жабдықтарына жалпы жағдайда келесілер кіреді: авиациялық жабдықтар (АҚ), радиоэлектронды жабдықтар (РЭҚ), авиациялық қарулану (авиақару) (әскери-ұрыстық ұшақтарда).

Көптеген ұшу аппараттарының борттық жабдықтар жүйесіне келесілер жатады:

• Навигациялық (НК), навигациялы-пилотаждық (НПК) немесе көздемелі-навигациялық пилотаждық комплекстер пилотажный комплекс (КНК);
• Автопилот (АП), автоматты басқару жүйесі (АБЖ) немесе автоматты борттық басқару жүйесінің (АББЖ) аппаратурасының комплексі;
• Күштік қондырғылар (КҚ) жабдықтарының жүйесі;
• Соқтығысу туралы ескерту жүйесі;
• Борттық электржабдықтау жүйесі (БЭЖ);
• Мұз қатуға қарсы жүйе (МҚҚЖ);
• Өртке қарсы жүйе (ӨҚЖ);
• Аспаптар жабдығы;
• Радионавигациялық жабдық (РНЖ);
• Радиобайланыс жабдығы (РБЖ);
• Объективті басқарудың борттық құралдары (ОББҚ);
• Жарықтехникалық жабдықтар;
• Кондиционерлеу және тіршілікті қамтамасыз ету жүйесі;
• Биіктіктік және оттектік жабдықтар;
• Апатты-құтқару жабдығы;
• Тұрмыстық жабдықтар.

Әскери мақсаттағы ұшу аппараттарында келесі жабдықтар орнатылу мүмкін:

• Радиолокациялық және телевизиялы-оптикалық көздеуіш жүйелер;
• Радиоэлектронды қарсы тұру жүйесі;
• Фото және ИҚ-барлау жүйесі;
• Жабық кодталған байланыс жүйесі;

және тағы басқалары.

Тежегіш жүйесі

B-36-ның шынжырлы шассиі, тежегіш суппорттар көрініп тұр.

Ұшақтың тежегіш жүйесін екіге бөліп қарастырса болады:

• Шассиге енгізілген тежегіш жүйесі;
• Аэродинамикалық тежегіш жүйесі:
  • Интерцепторлар, аэродинамикалық тежегіш;
  • Парашютті тежегіш жүйесі.

Тағы қараңыз

• Тікұшақ конструкциясы
• Зымыран конструкциясы
• Қанат механизациясы