Къде е килът на самолета? Киел въздухоплавателни средства: строителство

Дори човек, който никога преди не е виждал морето, със сигурност знае думите: "Седем фута под кила". И няма въпроси. Килът на кораба е най-важната конструктивна част, върху която са прикрепени много подробности за корпуса му. Но някой знае ли къде е разположен килът на самолета и с каква цел?

Какво е това?

Това е "органът" на стабилността, който ви позволява да спасите самолета по определен курс. За разлика от корабите, килът на самолета е неразделна част от вертикалните пера. В дъното на фюзелажа в самолетите няма кил. Но има една финес. Факт е, че тази част е тясно свързана с мощните елементи на фюзелажа, но поради това има нещо обичайно в морето и във въздуха. И така, къде е килът на самолета? Просто казано, това е вертикалната част на опашката.

Той е поставен неподвижен, фиксиран в три точки, симетрична аксиална линия на самолета. Изглежда идеален трапец. Обикновено килът на самолета се състои от игли, ребра и кожа. Тази схема е класическа, малко се променя от появата на първия самолет. Предницата е склонена (по правило).

Диаграми на оформлението

Най-често килът е единичен, но в някои случаи той се прави двойно и дори тройно (при витло-задвижвани бомбардировачи). Във втория случай това е необходимо, за да се осигури висока степен на стабилност на тежката машина. Между другото, всички самолети на мястото на кила са разделени на три вида:

• Изграден съгласно нормалната схема. Това е, например, килът на A321.
• "Патици", т.е. самолети, в които хоризонталната опашка на кила се намира пред крилата.
• "Опашки". От кила има само вертикална опашка, хоризонтални клещи напълно липсват.

Разбира се, последните две сортове са по-характерни за "общността" на военни самолети, тъй като такова разположение на кила е необходимо, за да се направи въздухоплавателното средство особено висока маневреност.

В някои случаи се използват още по-сложни конструкции. Например, podkilevye хребети (те са същите като перфорирани carinae). Те се използват на някои надземни самолети, където запазването на идеалната стабилност по време на полета е жизненоважно. По този начин, под кила на самолета (тук вече открихме) има и допълнителен и масивен приток. По-често е ситуацията, при която хоризонталната опашка на опашката обикновено трябва да се пренесе към самия връх на кила. Това се случва, ако двигателите са монтирани в кърмата на самолета. Подобна схема например може да се види на вътрешните товарни и пътнически самолети II.

За какво е това?

Както знаете, безветривото време е невероятна рядкост, която се случва не по-често от веднъж годишно. В повечето случаи има вятър и неговата сила и посока могат да бъдат коренно различни. Когато самолетът лети, порите на вятъра могат да повлияят силно на посоката и курса. Въздухоплавателното средство трябва да бъде проектирано така, че да се върне на стабилна позиция самостоятелно. Само в този случай е възможно безопасен полет.

Основна цел

Основното правило за изграждането на кила е да го постави така, че да не падне под никакви условия в съзряването на крилото. В противен случай е възможно рязко нарушаване на стабилността на валутния курс, а в най-тежките ситуации - физическа деформация и унищожаване на цялата опашка. Така че основната цел на кила е запазването на стабилността на коловоза.

Дизайнът на много въздухоплавателни средства е такъв, че тази част е мобилна. Чрез коригиране на величината на отклонението на кила, екипажът контролира посоката на курса. Изключение са военните въздухоплавателни средства, при които двигателите с контролиран вектор на натоварване са отговорни за промяната на посоката на полета. В техния случай, да се направи движещо се килско самолет (снимката е в статията) е глупаво, тъй като претоварването по време на маневрирането е такова, че просто се срива.

Какви видове стабилност осигуряват килът?

Съществуват три вида стабилност, за запазване на които килът е включен в дизайна на самолета:

• Track.
• Надлъжно.
• Напречно.

Ще разгледаме всички тези сортове по-подробно. Така че, стабилността на пътя. Трябва да се помни, че в случай на загуба на надлъжна стабилност на флота при полет, самолетът ще продължи да лети за известно време поради инерционна сила. След това въздушният поток започва да тече отзад на самолета, който се намира зад центъра на тежестта. Килът в този случай предотвратява появата на въртяща се сила, която принуждава самолета да се върти около оста си.

Надлъжна стабилност. Да предположим, че самолетът лети в нормален режим, центърът на тежестта съвпада с центъра на прилагане на натиск върху неговия фюзелаж. В този момент, неговият фюзелаж също така управлява многопосочни сили, които се стремят да развият тялото на самолета. Силата на повдигане и гравитацията действат едновременно. Килът на самолета (снимка на този детайл, която ще видите в статията) осигурява равновесие, което в този конкретен случай е много нестабилно. Нормален полет без перки, кил и стабилизатори не е възможно.

Други видове стабилност

Напречна стабилност. По принцип този фактор е логично продължение на предишната собственост. Когато крилата и напречните стабилизатори на кила действат в противоположни посоки, те "се опитват" да преобърнат самолета. Това се противопоставя на формата на крилата: ако ги погледнете отдалечено, те напомнят буквата "U" със силно раздути горни "рога". Този формуляр осигурява независима корекция на разположението на въздухоплавателното средство в космоса. Кил същевременно помага да се поддържа странична стабилност.

Имайте предвид, че в самолетите със замах на крилото, необходимостта от кила не е толкова голяма ... при високи скорости. Ако падне, тогава натрупването на противодействащи сили се извършва в геометрична прогресия. Ето защо за тези машини най-трайният и лек кил е много важен, който може да устои на такива високи товари. И как може да бъде получено? Нека да поговорим за това.

Характеристики на създаването на модерни самолети

Понастоящем експертите на Rosavaatsia и техните чуждестранни колеги се фокусират върху създаването на части от самолети (включително кил) от големи части, изработени от най-съвременните композитни материали.

Делът на тези съединения в проектирането на модерни самолети се разраства постоянно. Според информацията от специалистите обемната им фракция вече достига от 25% до 50%, а малките нетърговски самолети могат да бъдат съставени от пластмаса и композитни материали на обща стойност 75%. Защо такъв подход е станал толкова разпространен в авиацията? Факт е, че същият кил на самолет "Боинг", изработен от полимерни "сплави", има много ниско тегло, много висока якост и ресурс, който, използвайки стандартни материали, е просто нереалистичен.

Основни материали

Най-оправданото използване на композитите в дизайна е не само опашката, но и крилата и мощните елементи на корпуса, които не само трябва да са много силни, но и достатъчно гъвкави. В противен случай вероятността за структурна повреда под влияние на полетното натоварване не се изключва.

Но това не винаги беше така. Така че гордостта на съветската конструкция на самолетите, Tu-160, White Swan или Black Jack, има кил от ... титанови сплави. Такъв специален и изключително скъп материал бе избран поради огромните натоварвания по дизайна на тази машина, която до ден днешен запазва титлата на най-тежкия бомбардировач в експлоатация. Но все пак такъв кардинален подход към създаването на кила е рядкост, така че днес дизайнерите често трябва да се справят с по-прости съставни материали.

Какви задачи трябва да решите при създаването на комбиниран кил?

В процеса на развитие местните дизайнери трябваше да решат редица сложни проблеми:

• Създадено е по-големи части от кила и други инструменти от въглеродни влакна чрез инфузионния метод.
• Също така беше необходимо почти изцяло да се преосмислят и преустройят основните етапи от производството, които не са предназначени за използване на композитни материали.

Други функции

В производствения процес беше въведен най-новия софтуер (FiberSim), който позволява постигането на възможно най-високи нива на автоматизация. В допълнение, сега килът на самолета, конструкцията на който е описан в изделието, може да бъде произведен чрез такива технологии, където практически няма рисунки. Производството на тази част с този подход е следното:

• Проектиране или избор на готов модел. Днес килът (най-вече) се проектира в напълно автоматичен режим, без участието на "човешки" разработчици.
• Рязане на употребявани материали, проведено и в автоматичен режим.
• В автоматичния режим се използват суровините, използвани за кила и неговите структурни части.
• Полагане на слоеве се извършва от роботизирани механизми, контролирани от компютърна програма.

В допълнение, съвременният подход към производството на килове предлага следното:

• Постоянно производство на прототипи, които се тестват при най-тежки условия.
• Разработени са технологии за неразрушаващо изпитване, които позволяват постоянен мониторинг на състоянието на кила на самолета.

Разширени методи за създаване на опашката на самолет "MS-21"

В не толкова отдалеченото минало авиационната индустрия беше буквално зашеметена от изявлението на местните разработчици, че те разработват абсолютно нов самолет, MS-21. Необичайното му е, че през последните три десетилетия това е първата вътрешна кола за вътрешни полети. При производството му бяха тествани много нови технологии, които в много отношения се докоснаха до иновативните особености на кила и цялата опашка.

Разработването и пускането в експлоатация на авиокомпанията "MS-21", местните специалисти успяха да постигнат следното:

• Пълна автоматизация на рязане на всички части и суровини, използвани в производството. Поради това е възможно да се постигне не по-малко от 50% намаление на общите разходи за всички опашни перки, и по-специално за кила.
• При производството на опашни перки се използва програмата ProDirector, която позволява да се постигне идеална точност при обработката на частите. Това дава възможност да се създават не само силни, но изключително леки килове.
• Също така, килът на модерния самолет се създава с помощта на техники с двойна кривина. Благодарение на тях е възможно да се постигне многопосочна дебелина в районите, където е необходимо допълнително усилване на конструкцията (под кил на самолета).
• Дори големи части от кила могат да бъдат "печени" в специални автоклави. В резултат на това се получават изключително трайни и твърди компоненти, издържащи натоварвания от всякаква степен.
• Контролът на геометрията на частите се контролира и от сложни компютъризирани системи.

Други функции

Благодарение на използването на нови технологии и техники, трудът при създаването на опашката и опашката е намален с 50-70%. Днес повече от четири хиляди части от кила и опашката са преминали държавни тестове.

Основното постижение беше разработването на надеждна и проста технология за производство на килови части с размер на кил от 7,6 х 2,5 м. В момента те вече са доставени на авиационния завод в Иркутск. Те са изработени от съвременни композитни материали, а особеностите на този процес вече са от интерес за водещите чуждестранни производители на въздухоплавателни средства.

Текущи проблеми

Защо прекарвахме толкова много време да обсъждаме съвременните начини за проектиране и изграждане на кил? Факт е, че още от 60-те години на миналия век накрая стана ясно, че по-нататъшното увеличаване на производителността на самолетите е възможно само ако те увеличат силата си и въведат изцяло нови видове полимерни материали в производството. Проблемът на последното поколение самолети е, че техният дизайн (и особено килът) е силно податлив на "умора". Поради това през 70-те години на 20-и век са разработени множество техники за контролиране на състоянието на крилото и опашката.

Изискванията за производство също са високи. Всяка партида от детайли се подлага на силно претоварване на вибриращи щандове, изпитано при температури и налягане. И това не е изненадващо, тъй като най-малката пукнатина впоследствие е изпълнена със смъртта на стотици пътници.

Така че разбрахте къде е килът и защо е необходимо!