Механизация крыла. Элементы и их назначение.
Механизация крыла служит главным образом для улучшения взлетное посадочных характеристик самолета. Основными из них являются посадочная и взлетная скорости и длины посадочной и взлетной дистанций. Рост максимальных скоростей полета потребовал наряду с другими мероприятиями применения менее несущих тонких профилей и увеличения удельной нагрузки на крыло, что, в свою очередь, привело к увеличению посадочных и взлетных скоростей. Увеличение посадочной скорости усложняет посадку самолета, делает ее менее безопасной, требует более высокого качества посадочной полосы и ведет к увеличению дистанции пробега. Увеличение взлетной скорости ведет к увеличению дистанции разбега. Отдельные виды механизации крыла служат для других целей. Концевые предкрылки предназначены для улучшения поперечной управляемости и устойчивости самолета, а у самолета со стреловидным крылом и для улучшения продольной устойчивости при полете на больших углах атаки. Тормозные щитки, устанавливаемые на крыльях, служат для увеличения лобового сопротивления и используются для уменьшения скорости при совершении маневра и сокращения дистанции пробега после посадки. Гасители подъемной силы, располагаемые на верхней поверхности крыла в зоне, обслуживаемой закрылками, отклоняясь в момент посадки, обеспечивают резкое уменьшение подъемной силы, благодаря чему эффективнее можно использовать колесные тормоза, и значительное увеличение лобового сопротивления, что приводит к сокращению дистанции пробега самолета после посадки. На некоторых самолетах средства механизации используются и для улучшения маневренных характеристик самолета. Выполнение основного требования, предъявляемого к механизации, – наибольшее приращение су на посадочных углах атаки – может быть осуществлено следующими способами:
Увеличением эффективной кривизны профиля;
Увеличением площади крыла;
Управлением пограничным слоем (отсасывание или сдувание), что затягивает срыв потока на большие углы атаки;
Управлением циркуляцией путем применения реактивных закрылков.
Типы двигателей.
Все авиа двигатели принято разделять на 9 основных категорий:
Паровые авиа двигатели;
Поршневые авиа двигатели;
Атомные авиа двигатели;
Ракетные авиа двигатели;
Реактивные авиа двигатели;
Газотурбинные авиа двигатели;
Турбовинтовые авиа двигатели;
Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели;
Турбовентиляторные авиа двигатели.
1) Паровые авиа двигатели практически не нашли своего практического применения в авиации из-за низкого КПД своей работы. Главным принципом работы парового авиационного двигателя является преобразование возвратно – поступательного движения поршней во вращательное движение винтов за счёт энергии пара.
2) Поршневой авиадвигатель представляет собой обычный двигатель внутреннего сгорания, в котором тепловая энергия расширяемого газа превращает поступательное движение поршня во вращательное движение винта. Такие авиа двигатели нашли своё применение, и применяются и по сегодняшний день из-за простоты своего функционирования и недорогостоящего изготовления
КПД поршневого авиационного двигателя, как правило, не превышает 55 %, однако это ничуть не смущает современных авиаконструкторов, так как у этого двигателя имеется высокая надёжность
3) Атомные авиадвигатели
Первые атомные авиа двигатели начали появляться в середине минувшего века, когда начались мирные исследования атома. Основным принципом работы атомного авиационного двигателя является осуществление контролируемой цепной ядерной реакции, что позволяло выдавать огромную мощность, при сравнительно небольшом уровне затрат. Атомные авиа двигатели практически одновременно появились и в США и в СССР, однако сама идея того, что самолёт, пусть и с весьма компактным атомным реактором на своём борту может упасть и это впоследствии приведёт к катастрофе, заставила отказаться от этой идеи.
4) Первые ракетные авиа двигатели появились в начале 40 годов прошлого столетия в Германии, когда немцы всеми усилиями пытались создать быстрый самолёт, который мог бы принести им победу во Второй мировой войне. Тем не менее, стоит отметить, что наука в те годы не позволяла совершить точный расчёт некоторых параметров, поэтому проект так и не был реализован. Впоследствии ракетные авиа двигатели испытывались исключительно с возможностью их применения для разгона самолётов в стратосфере, но применимость их весьма ограничена, и потому на сегодняшний день они практически не используются. Основным недостатком ракетного авиационного двигателя является практически полное отсутствие управляемости на высоких скоростях
5) Реактивные двигатели весьма распространены на сегодняшний день в авиации и авиаконструкторском деле. Принцип работы этих авиа двигателей основывается на то, что необходимая тяга для воздушного судна создаётся за счёт преобразования в кинетическую энергию реактивную струи внутренней энергии авиационного топлива. Реактивные двигатели весьма надёжны и эффективны и потому в ближайшее время стоит ожидать их дальнейшего совершенствования и развития
6) Принцип работы газотурбинного авиационного двигателя основывается на сжатии и нагреве газа, энергия которого впоследствии преобразуется в механическую работу, заставляя вращаться газовую турбину. Первые двигатели данного класса появились в Германии ещё в начале 40-х годов прошлого века, и на сегодняшний день они по – прежнему продолжают широко применяться в военной авиации, в частности устанавливаются на самолётах Су – 27, МиГ – 29, F – 22, F – 35 и т.д. Газотурбинные авиа двигатели весьма эффективны на сравнительно небольших скоростях перемещения воздушных судов, и потому их применение в гражданской авиации также весьма обоснованно.
7) Турбовинтовые авиа двигатели представляют собой своеобразную разновидность газотурбинный авиационных двигателей, принцип действия которых основывается на том, что энергия горячих газов преобразуется во вращение винта, а около 10% от совокупной энергии превращается в толкающую реактивную струю.
Турбовинтовые авиа двигатели имеют хороший КПД и надёжны, что делает их эффективными и применимыми в гражданской авиации на многих воздушных судах.
8) Пульсирующие воздушно – реактивные двигатели не нашли применения в современной авиации из – за неудовлетворительной своей эффективности. Главной особенностью их функционирования является то, что работают они на принципе воздушно – реактивного двигателя. С той лишь разницей, что топливо в камеру сгорания подаётся периодически, создавая своеобразные импульсы, позволяющие двигать объект в заданном направлении.
Пульсирующие воздушно – реактивные двигатели эффективны лишь при однократном своём использовании, в последующих же случаях, их использование снижает и саму надёжность и увеличивает затраты.
9) Принцип работы турбовентиляторных авиационных двигателей сводится к тому, что подаваемый за счёт вентилятора воздух. Обеспечивает полное сгорание топлива за счёт избытка кислорода, что делает такие авиа двигатели и более эффективными и в тоже время наиболее экологически чистыми. Применяются подобные турбовентиляторные авиа двигатели как правило на крупных авиалайнерах, так как практически всегда у них имеется большая конструкция за счёт необходимости нагнетания дополнительного объёма воздуха.
15. Основные элементы атмосферы.
Атмосфера Земли возникла в результате двух процессов: испарения вещества космических тел при их падении на Землю и выделения газов при вулканических извержениях (дегазация земной мантии). С выделением океанов и появлением биосферы атмосфера изменялась за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах.
В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).
Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2).