Panoramy VR - samoloty
Panoramy VR - modele

Przeliczniki miar
Powierzchni
Ciśnienia
Długości
Prędkości
Mocy
Energii

Z czego zbudowane są samoloty?

Konstrukcja samolotu pasażerskiego.
Kadłub
Układy sterowania lotem
Podwozie
Materiały konstrukcyjne
Stopy i metale wykorzystywane w lotnictwie

Współczesne samoloty pasażerskie posiadają struktury półskorupowe (złożone z wręg, podłużnic i pokrycia), konstruowane według koncepcji fail safe (dosł. bezpieczne uszkodzenie). Oznacza to, że widoczne uszkodzenie, np. pęknięcie pokrycia, nie powoduje natychmiastowego zniszczenia struktury. Dopuszczalne jest powstanie uszkodzeń w trakcie okresu użytkowania samolotu pod warunkiem, że zostaną one wykryte i usunięte podczas specjalnie w tym celu wykonywanego przeglądu (uszkodzone elementy podlegają wówczas wymianie).

Kadłub:

Kadłub samolotu pasażerskiego jest cienkościenną rurą o przekroju kołowym lub owalnym. Większą część jego wnętrza zajmuje kabina pasażerska, zaś pod nią znajduje się przestrzeń wykorzystywana do umieszczania urządzeń instalacji pokładowych i przedziałów bagażowych.
Skrzydło:
Typowe skrzydło samolotu komunikacyjnego ma konstrukcje półskorupową, przeważnie wielodźwigarową. W jego wnętrzu najczęściej znajdują się integralne zbiorniki paliwa.
Ponieważ wielkość siły nośnej powstającej na skrzydle jest wprost proporcjonalna do kwadratu prędkości lotu, najważniejszym zadaniem jest nie dopuszczenie do jej utraty, zwłaszcza w trakcie lotu z małą prędkością (np. podczas startu czy lądowania). W tym celu stosuje się szereg rozwiązań kompensujących spadek siły nośnej na skutek zmniejszenia prędkości. Jest to tzw. mechanizacja płata w skład, której wchodzą klapy skrzydłowe i sloty. Od lat 80-tych coraz częściej stosuje się urządzenia rozpraszające wiry brzegowe (ponieważ ciśnienie na górnej powierzchni skrzydła jest mniejsze niż na dolnej, w pobliżu końcówki skrzydła powstaje wir, który jest powodem powstawania tzw. oporu indukowanego; istnieją różne metody zmniejszania tego oporu: odpowiednie ukształtowanie końcówki skrzydła lub zwiększenie wydłużenia płata). Po licznych badaniach aerodynamicznych dominującym rozwiązaniem stały się winglety, czyli niewielkie elementy, zbliżone kształtem do stateczników, montowane na końcówkach skrzydeł.

Układy sterowania lotem:

Personel latający eksploatowanych obecnie samolotów komunikacyjnych składa się z co najmniej dwóch osób (w najnowocześniejszych maszynach są to dwaj piloci). Starsze typy samolotów posiadały nieco liczniejszą obsadę, którą oprócz pilotów stanowili: nawigator, radiooperator i inżynierowie pokładowi - mechanicy. W celu zapewnienia obydwu pilotom jednakowych możliwości sterowania samolotem, sterownice (czyli wolanty i pedały steru kierunku) są zdwojone, a dźwignie sterujące klapami skrzydłowymi i pracą silników znajdują się pomiędzy stanowiskami pilotów. W celu podniesienia bezpieczeństwa, przepisy budowy samolotów komunikacyjnych wymagają, aby każdy układ sterownia (ster wysokości, ster kierunku, lotki) był zdublowany. W razie niesprawności jednego z układów, drugi ma zapewnić takie same możliwości sterowania samolotem.
Konfiguracja zespołów napędowych:
Początkowo w dużych samolotach komunikacyjnych konstruktorzy dążyli do ?ukrycia silników? - zwłaszcza odrzutowych - we wnętrzu skrzydła (np. Caravelle). Jednak rosnąca wraz ze wzrostem siły ciągu średnica zewnętrzna silników powodowała, iż konfiguracja taka utrudniała dostęp do silników, co bardzo komplikowało wymianę uszkodzonych silników lub zastąpienie ich nowymi jednostkami napędowymi. Dość szybko zaczęto ?podwieszać? silniki odrzutowe pod skrzydłami. W samolotach wymagających czterech silników próbowano je grupować po dwa w odpowiednich gondolach podskrzydłowych. Jednak szybko okazało się, że ze względów aerodynamicznych korzystniejsze jest umieszczanie każdego silnika osobno, na specjalnych pylonach.

Kolejnym rozwiązaniem stosowanym w lotnictwie komunikacyjnym było usytuowanie silników w gondolach umieszczonych po bokach tylnej części kadłuba (w układzie 2 lub 4 np. tu-134 lub Ił-62 lub w układzie 3 np. Jak-40, Tu-154). Takie rozwiązanie podniosło znakomicie komfort podróżowania, ponieważ usytuowanie silników z tyłu kadłuba odsunęło główne źródło hałasu, jakimi są turbiny i dysza wylotowa, poza kabinę pasażerską. Dodatkowo, wloty od silników znajdują się wówczas znacznie wyżej niż w przypadku podwieszenia ich pod skrzydłami, co znacznie ogranicza możliwość zassania z ziemi ciał obcych (np. kamieni). Ponadto, w przypadku awarii jednego z silników, asymetria ciągu jest znacznie mniejsza ponieważ silniki znajdują się bliżej osi podłużnej samolotu. Wadą takiego układu jest kłopot z wyważeniem pustego samolotu.

Z czasem opracowano nowe, znacznie cichsze silniki, które zapewniły niski poziom hałasu w kabinie, nawet w przypadku umieszczenia ich pod skrzydłami. Obecnie jest to rozwiązanie stosowane w prawie wszystkich dużych samolotach pasażerskich (np. B-737, B-767). Do jego głównych wad należy zaliczyć niewielka odległość wlotu silnika od powierzchni lotniska. Z drugiej strony nisko umieszczone silniki ułatwiają ich obsługę. Dodatkowo, w przypadku lądowania z wciągniętym podwoziem, gondole silników przejmują pierwszy impet uderzenia i chronią kadłub z pasażerami. Kolejną zaletą jest zmniejszenie obciążeń płata powstających na wskutek oddziaływania siły nośnej.

W konstrukcji odrzutowców komunikacji regionalnej nadal z powodzeniem stosuje się układy z dwoma silnikami z tyłu kadłuba (np. ERJ-145).

W samolotach z napędem turbośmigłowym silniki zabudowuje się przed krawędzią natarcia skrzydła. Usytuowanie silnika musi zapewnić odpowiedni prześwit pomiędzy tarczą wirującego śmigła i podłożem (np. An-24, Ił-18, ATR-42, ATR-72).


Podwozie

We współczesnych samolotach komunikacyjnych stosuje się podwozie wciągane, najczęściej przy pomocy siłowników hydraulicznych (w celu zwiększenia bezpieczeństwa układy zasilające siłowniki są na ogół zdwojone). W przypadku uszkodzenia (braku zasilania) instalacji hydraulicznej podwozie wysuwa się pod wpływem siły ciężkości lub sił aerodynamicznych.

Dominującym układem jest podwozie trójpodporowe z golenią przednią. W samolotach z napędem odrzutowym, zbudowanych w układzie dolnopłata wózki podwozia chowane są w kadłubie; golenie podwozia głównego mieszczą się w skrzydłach.

Maszyny o dużej i średniej masie najczęściej posiadają podwozie główne z wózkami czterokołowymi. Samoloty, których masa jest bardzo duża posiadają bardziej rozbudowane podwozie (np. A-340, B-747).

W samolotach turbośmigłowych, skonstruowanych w układzie dolnopłata, jak i górnopłata, najbardziej optymalne jest chowanie podwozia głównego do wnętrza gondoli silnikowych, jednak w przypadku górnopłata wymusza to zastosowanie goleni o dużej długości (np. An-24). Nowsze samoloty turbośmigłowe zbudowane w układzie górnopłata posiadają podwozie zamontowane w dolnej części kadłuba (np. ATR-42, ATR-72). Wadami takiego rozwiązania są: mniejszy rozstaw podwozia oraz konieczność stosowania specjalnych owiewek, które pogarszają nieco aerodynamikę samolotu. Jednak podwozie chowane w kadłubie charakteryzuje się mniejszą masą, co zdecydowało o popularności tego rozwiązania.

W celu skrócenia dobiegu samolotu koła podwozia są hamowane. Zwykle stosuje się hamulce jedno lub wielotarczowe, których tarcze najczęściej wykonane są ze stali; w ostatnich latach pojawiły się również hamulce wykonane z kompozytu węglowego.


Materiały konstrukcyjne

Materiałem dominującym w konstrukcji samolotów jest duraluminium, czyli stop aluminium, miedzi i kilku innych pierwiastków, które nadają mu pożądane właściwości mechaniczne, plastyczne i technologiczne. Współcześnie około 80% struktury maszyny pasażerskiej stanowią elementy duralowe.

Drugą najważniejszą grupą metali używanych w konstrukcji samolotów są metale stopowe, używane do wykonywania elementów szczególnie obciążonych i narażonych na działanie wysokich temperatur.

Coraz częściej też do budowy maszyn pasażerskich stosuje się tytan i jego stopy.

Największe nadzieje na przyszłość wiązane są z kompozytami. Najpopularniejszym kompozytem jest kompozyt szklano-epoksydowy, złożony z żywic epoksydowych, zbrojonych włóknem szklanych. Poza włóknami szklanymi stosuje się także włókna węglowe, włókna aramidowe i kevlar.

Konstruktorzy pracują też nad nowymi materiałami, charakteryzującymi się większą wytrzymałością i mniejszą masą niż materiały używane obecnie. Jednym z nich jest GLARE (GLAss REinforced - dosł. wzmocnione szkło) uzyskany przez połączenie klasycznego kompozytu szklano-epoksydowego z blachą litową (lital jest stopem litu i glinu).

Zaczerpnięte z Ilustrowanej Encyklopedii Techniki Lotniczej "Współczesne Samoloty Pasażerskie" Autorstwa: B. Głowacki, G Sobczak. Wydanie I, Warszawa 2002. Wydawnictwo Lampart.


Stopy i metale wykorzystywane w lotnictwie

Duraluminium, dural, wieloskładnikowy stop aluminium, miedzi (2.0-4.9 %), magnezu (0.15-1.8 %), manganu (0.3-1.0 %) z domieszkami krzemu i żelaza, przeznaczony do obróbki plastycznej.

Duraluminium charakteryzuje się dobrymi własnościami mechanicznymi przy stosunkowo małym ciężarze właściwym ((2,8 g/cm3)) oraz dużą odpornością na korozję. Wykorzystywany jest głównie w przemysłach: lotniczym, samochodowym i chemicznym.

Dural || duraluminium (łc. durus "twardy" + n.łc. aluminium "glin") chem., technol. stop aluminium, miedzi, magnezu i manganu z domieszkami krzemu i żelaza o niskim ciężarze właściwym i dużej odporności na korozję; wykorzystywany w przemyśle chemicznym, lotniczym i samochodowym.

Aluminium stop, lekki stop, którego głównym składnikiem jest aluminium. Odznacza się małą gęstością, dobrymi własnościami mechanicznymi, odpornością na korozję, dobrą przewodnością cieplną. Odróżnia się stopy aluminiowe odlewnicze (do odlewania w piasku, kokili) i do przeróbki plastycznej (przez kucie, walcowanie, przeciąganie). Zastosowanie w przemyśle lotniczym, samochodowym i elektrotechnicznym. Do stopów aluminium należą m.in.: awional, duraluminium, silumin.

Awional, stop aluminium do obróbki plastycznej. Zawiera ok. 4% miedzi oraz niewielkie ilości magnezu, manganu i siarki. Stosowany jest głównie jako materiał konstrukcyjny w przemyśle lotniczym.

Silumin, alpaks, popularny w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym, odporny na korozję stop odlewniczy o dobrej lejności. Zawiera ok. 87% glinu i 12% krzemu, z domieszkami miedzi, magnezu, manganu i niklu.
Góra

Wszystko o ZZNPL | Aktualności | Klub Modelarzy | Sekcje Sportowe
Galerie Zdjęć | Lotnictwo | Forum | Strona Główna


Wszelkie Prawa Autorskie Zastrzeżone
2002-2011 © ZZNPL
Webmaster Waldemar Kuczyński
Czcionki w standardzie Windows-1250, najlepiej oglądać używając:
Internet Explorer 7.0
Data ostatniej aktualizacji: 31 marca 2011