Gde je kobil aviona? Keel avion: konstrukcija

Čak i osoba koja nikada ranije nije video more, sigurno zna razdvojene reči: "Sedam stopa ispod kobilice". I nema pitanja. Kobilica broda je najvažniji konstruktivni dio, na kome su pričvršćeni mnogi detalji trupa. Ali da li neko zna gde se nalazi kobilica za avion i za koju svrhu?

Šta je to?

Ovo je "organ" stabilnosti, koji vam omogućava da držite avion na određenom putu. Za razliku od brodova, kobilica vazduhoplova je integralni deo vertikalnog pero perja. Na dnu trupa nema aviona na avionima! Ali postoji jedna suptilnost. Činjenica je da je ovaj deo čvrsto povezan sa silama trupa trupa, ali zbog toga postoji nešto uobičajeno u moru i vazduhu. Pa gdje je kobil aviona? Jednostavno rečeno, ovo je vertikalni deo repa.

Postavljena je nepomična, fiksirana u tri tačke, simetrična aksijalna linija aviona. Izgleda kao idealan trapez. Tipično, kobilica vazduhoplova se sastoji od spariva, rebara i kože. Ova šema je klasična, malo se menja od pojavljivanja prvog aviona. Prednja bačva je nagnuta (po pravilu).

Dijagrami rasporeda

Najčešće, kobilica je pojedinačna, ali u nekim slučajevima ona je napravljena dvostruko, pa čak i trostruko (na propelerskim bombarderima). U drugom slučaju, ovo je neophodno da bi se obezbedio visok stepen stabilnosti teške mašine. Usput, svi vazduhoplovi na lokaciji kobilice podeljeni su na tri tipa:

• Izrađen prema normalni šemi. Ovo je, na primer, kobilica A321.
• "Patke", to jest avion, u kome se horizontalni rep kobilice nalazi ispred krila.
• "Repovi". Sa kobilice postoji samo vertikalni rep, horizontalni elementi su potpuno odsutni.

Naravno, poslednje dve varijante su karakterističnije za "zajednicu" vojnih aviona, s obzirom na to da je takvo postavljanje kobilica neophodno kako bi zrakoplov bio posebno izuzetno manevrisan.

U nekim slučajevima se koriste i složenije konstrukcije. Na primer, podkilevye grebeni (isti su kao perforirani karina). Koriste se na nekim supersoničnim avionima, gdje je održavanje idealne stabilnosti u toku leta vitalno. Dakle, pod kobilom aviona (ovde smo već saznali) postoji dodatni i masivni priliv. Česta je situacija u kojoj se horizontalni rep repa uglavnom mora nositi do samog vrha kobilice. Ovo se dešava ako su motori ugrađeni u krmu aviona. Slična šema, na primjer, može se vidjeti na domaćim teretnim i putničkim avionima Il.

Za šta je to?

Kao što znate, vjetrovo vrijeme je neverovatna retkost, koja se dešava ne češće nego jednom godišnje. U većini slučajeva postoji vetar, a njegova snaga i pravac mogu biti radikalno različiti. Kada avion leti, udari vjetra mogu snažno utjecati na pravac i smjer. Vazduhoplov mora biti osmišljen tako da se samostalno vrati u stabilan položaj. Samo u ovom slučaju moguć je siguran let.

Glavna svrha

Glavno pravilo konstrukcije kobilice je postaviti tako da ne pada pod bilo kakve uslove u krilo. U suprotnom, moguće je oštro kršenje stabilnosti deviznog kursa, au najtežim situacijama - fizička deformacija i uništavanje cele repne jedinice. Dakle, glavna svrha kobilice je očuvanje stabilnosti staze.

Dizajn mnogih aviona je takav da je ovaj deo mobilan. Prilagođavanjem veličine odstupanja kobilice, posada kontroliše pravac kretanja. Izuzetak su vojni avioni, u kojima su motori sa kontrolisanim vretenom vretena odgovorni za promjenu pravca leta. U njihovom slučaju, napraviti pokretni kobilski avion (slika je u članku) je glup, jer je preopterećenje tokom manevrisanja takvo da se jednostavno sruši.

Koju vrstu stabilnosti obezbeđuje kobilica?

Postoje tri vrste stabilnosti, radi očuvanja koga je kobil uključen u dizajn vazduhoplova:

• Track.
• Uzdužni.
• Transverzalno.

Sve ove sorte bavimo se detaljnijim. Dakle, stabilnost puteva. Treba zapamtiti da će u slučaju gubitka longitudinalne stabilnosti trupa u letu zrakoplov i dalje nastaviti da leti neko vreme zbog inercijalne sile. Nakon toga, vazdušni tok počinje da se kreće na zadnjem delu aviona, koji leži iza centra gravitacije. Kobilica u ovom slučaju sprečava pojavu rotirajuće sile koja dovodi zrakoplov da se okreće oko svoje ose.

Longitudinalna stabilnost. Pretpostavimo da vazduhoplov leti u normalnom režimu, centar gravitacije poklapa se sa sredinom primene pritiska na njegov trup. U ovom trenutku, njegov trup takođe upravlja i višesmernim silama koje traže raspored tela aviona. Sila podizanja i gravitacija djeluju istovremeno. Kobil vazduhoplova (fotografija ovog detalja koji ćete videti u članku) daje ravnotežu, koja je u ovom konkretnom slučaju vrlo nestabilna. Normalni let bez repnih rebara, kobilica i stabilizatora nije moguć.

Druge vrste stabilnosti

Poprečna stabilnost. Generalno, ovaj faktor je logično proširenje prethodnog svojstva. Kada krilni i križni stabilizatori pokreta deluju u suprotnim pravcima, oni "pokušavaju" da prevrnu avion. Ovo se suprotstavlja oblikom krila: ako ih pogledate od daleka, oni liče na slovo "U" sa snažno proširenim gornjim "rogovima". Ovaj oblik obezbeđuje nezavisnu korekciju položaja vazduhoplova u svemiru. Kiel istovremeno pomaže u održavanju lateralne stabilnosti.

Imajte na umu da na avionima sa brzim krilom krila, potreba za kobilom nije tako velika ... pri velikim brzinama. Ako padne, onda se sagorevanje sila protivrečnosti javlja u geometrijskoj progresiji. Zbog toga je za ove mašine najvažniji najtrajniji i lagan kobil, koji može da odoli takvim visokim opterećenjima. I kako se to može primiti? Hajde da razgovaramo o ovome.

Karakteristike stvaranja modernih aviona

Trenutno eksperti Rosaviatsije i njihove inostrane kolege fokusiraju se na stvaranje delova vazduhoplova (uključujući kobilicu) od velikih dijelova od najsavremenijih kompozitnih materijala.

Udeo ovih jedinjenja u dizajniranju modernih aviona stalno raste. Prema informacijama stručnjaka, njihova zapreminska frakcija već iznosi od 25% do 50%, a mali nekomercijalni avioni mogu se sastojati od plastike i kompozita sa ukupno 75%. Zašto je takav pristup postao tako široko rasprostranjen u vazduhoplovstvu? Činjenica je da isti kobil Boeing aviona, napravljen od polimernih "legura", ima vrlo malu težinu, vrlo visoku snagu i resurs koji je, koristeći standardne materijale, jednostavno nerealan.

Osnovni materijali

Najupotrebljivija upotreba kompozita u dizajnu nije samo repa, već i krila i snage elemenata trupa trupa, što ne bi trebalo biti samo jako, već i dovoljno fleksibilno. U suprotnom, ne isključuje se verovatnoća strukturnog otkaza pod uticajem opterećenja leta.

Ali to nije uvek bilo tako. Dakle, ponos sovjetske konstrukcije aviona, Tu-160, Belog labuda ili Black Jack-a, ima kobil ... titanijum legure. Takav specifičan i izuzetno skup materijal je izabran zbog velikog opterećenja dizajna ove mašine, koja do danas zadržava naziv najtežeg bombaša u upotrebi. Ali ipak, takav kardinalni pristup kreiranju kobilice je retkost, pa se danas dizajneri često moraju baviti jednostavnim kompozitnim materijalima.

Koje zadatke morate da rešite prilikom kreiranja kompozitnog kala?

U procesu razvoja domaći dizajneri su morali da reše čitav niz složenih problema:

• Izrađeno je stvaranje velikih dijelova kobilice i drugih alata od ugljeničnih vlakana metodom infuzije.
• Takođe, bilo je neophodno skoro potpuno preispitati i ponovo opremiti glavne faze proizvodnje, koje nisu bile dizajnirane za upotrebu kompozitnih materijala.

Ostale karakteristike

U proizvodnom procesu uveden je najnoviji softver (FiberSim), koji omogućava postizanje najviših mogućih nivoa automatizacije. Osim toga, sada se kobil vazduhoplova, čija je konstrukcija opisana u članku, može proizvoditi korišćenjem takvih tehnologija, gdje praktično nema crteža. Proizvodnja ovog dela ovim pristupom je sledeća:

• Dizajniranje ili izbor gotovog modela. Danas se kobilica (uglavnom) projektuje u potpuno automatskom režimu, bez učešća "humanih" programera.
• Rezanje upotrebljenih materijala, takođe izvedeno u automatskom režimu.
• U automatskom režimu su postavljene sirovine za kobilicu i njegove konstrukcione delove.
• Polaganje slojeva vrši se pomoću robotskih mehanizama kontrolisanih kompjuterskim programom.

Pored toga, savremeni pristup proizvodnji kobilica predlaže sledeće:

• Konstantna proizvodnja prototipova, koji se testiraju u najtežim uslovima.
• Razvijene su tehnologije bez razaranja koje omogućavaju konstantno praćenje stanja kobilice na avionu.

Napredne metode za stvaranje repa aviona "MS-21"

U ne tako dalekoj prošlosti, vazduhoplovnu industriju bukvalno je zapanjujuća izjava domaćih programera da razvijaju apsolutno novi avion, MS-21. Neobično je to što je u poslednje tri decenije to bio prvi domaći automobil za domaće letove. Prilikom proizvodnje, testirane su mnoge nove tehnologije, koje su u mnogim aspektima dodirnile inovativne karakteristike kobilice i cjelokupnog empennaga repa.

Razvijanje i oslobađanje keljonskog kobilnog aviona "MS-21", domaći stručnjaci su uspeli da postignu sledeće:

• Potpuna automatizacija sečenja svih delova i sirovina koji se koriste u proizvodnji. Zbog ovoga, bilo je moguće postići smanjenje ukupnih troškova svih repnih rebara i, posebno, keela, manje od 50%.
• U proizvodnji repnih rebara koristi se ProDirector program, koji omogućava postizanje idealne tačnosti u mašinskoj obradi delova. Ovo omogućava stvaranje ne samo jakih, već izuzetno laganih kobilica.
• Takođe, kobilica modernog aviona kreirana je pomoću tehnika dvostruke krivine. Zahvaljujući njima, moguće je postići višestruku debljinu u onim područjima gdje je potrebno dodatno ojačanje strukture (ispod klešta vazduhoplova).
• Čak i veliki dijelovi kobilice sada mogu biti "pečeni" u posebnim autoklavama. Kao rezultat, dobijaju se izuzetno izdržljive i krute komponente, izdržavajući opterećenja bilo kojeg stepena.
• Kontrola geometrije delova kontroliše i složeni kompjuterizovani sistemi.

Ostale karakteristike

Zahvaljujući korišćenju novih tehnologija i tehnika, trud repa i repa je smanjen za 50-70%. Danas, više od četiri hiljade delova kobilice i repne postaje prošle su državne testove.

Glavno dostignuće je bio razvoj pouzdane i jednostavne tehnologije za proizvodnju dijelova kobilice veličine kobilice od 7,6 x 2,5 m. Trenutno su već isporučeni u Irkutsku avijaciju. Izrađeni su od savremenih kompozitnih materijala, a specifičnosti ovog procesa već su od interesa za vodeće strane proizvođače aviona.

Trenutni problemi

Zašto smo potrošili toliko vremena da razgovaramo o modernim načinima dizajniranja i izgradnje kobilice? Činjenica je da čak i od 60-tih godina prošlog vijeka postaje konačno jasno da je dodatno povećanje performansi aviona moguće samo ako povećaju snagu i uvesti potpuno nove sorte polimernih materijala u proizvodnju. Problem poslednje generacije aviona je da je njihov dizajn (i poseban kobil) veoma podložan "zamoru". Zbog toga su do 1970-ih razvijene brojne tehnike za kontrolu stanja krila i repa.

Zahtjevi za proizvodnju su takođe visoki. Svaka serija detalja podložna je velikim preopterećenjima na vibracionim postoljem, testiranim temperaturama i pritiscima. I to nije iznenađujuće, budući da je najmanji pukotak potom preplavljen smrću stotina putnika.

Dakle, saznao si gde je kobilica i zašto je to potrebno!