Luftfartøjets struktur .
Et fly er et fly, der er tungere end luften, med et aerodynamisk flyveprincip. Under flyvningen bruges flyets lejeflader (vinge og hale) til at skabe løfte- og kontrolkræfter ved hjælp af luften , og kraftværket bruges til at skabe en drivkraft på grund af energien fra det brændstof, der forbruges om bord flyet. Til bevægelse på jorden - start, løb og taxiing samt til parkering er flyet udstyret med et støttesystem - landingsstel .
I overensstemmelse med deres formål bærer alle fly en specifik opgavebelastning , udstyr og udstyr. Det indbyrdes rumlige arrangement af dele af flyet og dets enheder kaldes flyets layout eller layoutskema .
Flyets struktur omfatter: flyskroget og dets systemer, motoren og dets systemer samt forskelligt udstyr ombord [1] .
Luftfartøjers udstyr om bord består strukturelt af indbyggede enheder (færdiggjorte samleenheder, inklusive blokke, enheder, samlinger og udførelsen af særlige tekniske opgaver), indbyggede systemer (funktionelt forbundne enheder, blokke, samlinger designet til at løse en eller flere bestemte problemer) og indbyggede komplekser (funktionelt forbundne indbyggede systemer og enheder, forenet af fælles algoritmer og centraliserede computersystemer, designet til at løse et eller flere problemer på forskellige måder) [2] .
Alt udstyr ombord til det tilsigtede formål er opdelt i tre store kategorier - disse er ombord radioelektronisk udstyr (flyelektronik), luftfartsudstyr (AO) og luftfartsvåben (AB).
Et moderne fly er således et hierarkisk komplekst stort system bestående af aggregater, dele og strukturelle elementer forbundet af formål, sted og funktion. Et fly som produkt er den mest komplekse tekniske struktur med en tilsvarende pris.
Alle moderne fly kan ikke bruges isoleret, og for deres normale funktion har de brug for adskillige tekniske kontrolmidler (kommunikation, navigation, vejledning, landing) og støtte - luftfartsteknik, flyvepladstekniske og andre nødvendige midler til flyvearbejde. [3] .
Alle fly er klassificeret efter maksimal startvægt. For fly gælder følgende klassifikation:
Passagerfly er også opdelt efter flyverækkevidde i:
(dette emne inden for luftfart har en meget stor mængde information, som kræver flere tematiske artikler i en snævrere plan for at dække).
Basale koncepter:
Flyvesikkerhed er en egenskab ved et fly (AC), der kendetegner evnen til at sikre gennemførelsen af en flyvning under de forventede driftsforhold uden at forårsage skade på personer eller ejendom.
Pålidelighed er en genstands egenskab til at holde i tide inden for de fastsatte grænser værdierne af alle parametre, der karakteriserer evnen til at udføre de nødvendige funktioner i givne tilstande og betingelser for brug, vedligeholdelse, opbevaring og transport [4] . Pålidelighed omfatter begreber som fejlfri drift , holdbarhed , vedligeholdelse og vedligeholdelse .
For alle produkter af luftfartsudstyr (AT) og i særdeleshed fly er begrebet pålidelighed af afgørende betydning, på grund af det faktum, at flyveprocessen i tilfælde af problemer ikke kan afbrydes hurtigt og sikkert, i modsætning til bevægelsesprocessen af enhver jordtransport [5] . I denne forbindelse tillægges pålidelighed inden for luftfart stor betydning på alle stadier, herunder design, udvikling, oprettelse og drift af fly.
I løbet af det enkelte flys hele livscyklus udføres løbende en række komplekse komplekse tiltag, der har til formål at forebygge flyveulykker og opretholde kravene til pålidelighed og operationssikkerhed.
I overensstemmelse med den lovgivningsmæssige dokumentation falder følgende begreber (grundlæggende) ind under terminologien Drift af luftfartsudstyr :
Flyudstyr og -systemer serviceres af specialister inden for de relevante specialer: AI (fly og motor), AB (luftbevæbning), AO (luftfartsudstyr) og radioelektronisk udstyr (elektronisk udstyr). I civile organisationer (kommercielle flyselskaber) er REO- og AO-tjenesterne ofte kombineret til én - AiREO ( flyelektronik ).
I luftfartsenheder (underafdelinger) organiseres en luftfartsingeniørtjeneste (IAS) ledet af næstkommanderende for en luftfartsmilitær enhed for IAS, en ingeniørafdeling med ingeniører (senioringeniører) i de vigtigste (førende) specialer og en IAS-tjeneste i luftfartseskadroner ledet af eskadroningeniører . Også i et typisk luftfartsregiment (garnison) er der som regel en enhed eller en separat militærenhed til periodisk vedligeholdelse og reparation af fly - en vedligeholdelsesenhed (TECh), ledet af lederen af TECh.
Strukturen af IAS i civile (kommercielle) organisationer, fordelingen af funktioner og ansvar mellem afdelinger og ansatte i IAS, beføjelserne og mekanismerne til at koordinere og kontrollere alle typer deltagelse i den tekniske drift af fly bestemmes af ledelsen af et bestemt flyselskab [6] .
Et flysvævefly er den bærende struktur af et fly.
Flyskroget og dets systemer omfatter: skroget (båden), inklusive vingen , fjerdragten , motornaceller (pyloner), baldakin, vinduer, døre, luger, skodder; chassis og dets systemer; flyvekontrolsystem; brændstof system; hydraulisk system; pneumatisk system; anti-isning system; klimaanlæg; brandslukningsudstyr; overspændingsforebyggelse og elimineringssystem; passager- og husholdningsudstyr; læsse- og fortøjningsudstyr; vandforsyning og affaldsbortskaffelsessystem; luftbåren hjælpekraftenhed; bremse landing faldskærm system; nødflugts- og redningssystem; styresystem for input-enheden (luftindtag) [7] .
Det vil sige, at designet af flyskroget inkluderer alle samlinger, samlinger, systemer og enheder, på den ene eller anden måde relateret til ikke-motoriseret flyvning, det vil sige planlægningen af et fly, deraf oprindelsen til dets navn (i moderne tid dette udtryk er ret konventionel).
Designet af flyskroget omfatter ikke direkte kraftværket med dets udstyr og systemer samt specialiseret udstyr og udstyr om bord (luftfartsudstyr, elektronisk udstyr og våbensystemer).
Der er en klassificering af fly i henhold til design og layoutfunktioner: i henhold til det generelle layout, i henhold til flykroppen, i henhold til formen og arrangementet af vingerne, i henhold til fjerdragtskemaet, i henhold til chassisskemaet og typen af støtte element, i henhold til typen og placeringen af motorer. I beskrivelsen af flyets design er layoutdiagrammet det første, der gives, hvilket angiver ovenstående funktioner.
Til dato skelnes der mellem følgende hovedlayoutskemaer for fly:
Det mest almindelige og veletablerede i praksis er det klassiske layout af flyet.
Flykroppen er "kroppen" af flyet. Det huser cockpittet , de vigtigste brændstoftanke , kommando- og kontrolsystemer, passagerkabiner, bagagerum (i passagerfly) eller fragtrum (i fragtfly); våben (i kampfly), samt næsten alt elektronisk udstyr.
På nuværende tidspunkt bruges hovedsageligt bjælkekroppe - hule bjælker med et kraftsæt og tyndvægget hud.
Strukturelt består flykroppens kraftskema som regel af langsgående kraftelementer - ( spars og stringers ), tværgående elementer - ( rammer ) og hud - metal, ofte duraluminplader . Huden, der indgår i flyskrogets strømkredsløb og den opfattende del af lasten, kaldes arbejde .
Passagerfly er opdelt i smal- og wide -body . For førstnævnte er skrogets tværsnitsdiameter i gennemsnit 2-3 meter. Diameteren af den brede skrog er ikke mindre end seks meter. Alle wide-body fly er dobbeltdækket: passagersæder er placeret på øverste dæk, bagagerum er på nederste dæk. Der er fly med to passagerdæk - Airbus A380 og Boeing 747 .
Vingen er den vigtigste del af flyet og bruges til at skabe løft under flyvning. Det grundlæggende er vingens form, det vil sige plan- og frontbilledet, samt tværsnittet (vingeprofilen). Den ydre form af vingen og dens profil påvirker flyveegenskaberne for flyet som helhed. Vingen giver også tværgående, og på haleløse fly, og langsgående stabilitet og kontrollerbarhed af flyet. Motorer og landingsstel kan monteres på vingen, og brændstoftanke kan også placeres i vingen. Vingens hovedkarakteristika omfatter: spændvidde, forlængelse, indsnævring, sweep, installationsvinkel, tværgående V.
Vingen er den mest belastede del af flyet. Under flugten virker bøjnings-, vridnings- og forskydningskræfter på den. Aerodynamiske belastninger og massebelastninger virker på vingen:
Kraftelementerne i vingerammestrukturen er elementerne i det langsgående sæt: bjælker og stringere og elementerne i de tværgående sæt- ribber . Også næsten altid er vingeskindet inkluderet i dets strømkredsløb og opfatter torsions- og bøjningsbelastninger. I de mest belastede områder er beklædningen lavet af tykke støbte eller fræsede paneler, forstærket med afstivninger .
Halvdelene af vingen (konsollen) er oftest forbundet gennem et kraftelement - en midtersektion, der går gennem skroget:
Fastgørelse af vingen direkte til den centrale forstærkede del af flykroppen uden en udtalt midtersektion er mere typisk for kampfly.
Et fly kan også have to, tre eller flere vinger. Oftest, for fly med to vinger ( biplan ), er den ene vinge fastgjort til den øverste del af flykroppen, og den anden til bunden ( An-2 ).
På vingen er der mange afbøjelige mindre konsoller ( mekanisering ): flaps , lameller , spoilers , ailerons , spoilers og andre. I henhold til de udførte funktioner skelnes der mellem to typer mekanisering:
Fotobeskrivelse til højre : Vingen på en Boeing 777 med klapper og spoilere forlænget. 1 - spoiler, 2 - klapløfter, 3 - klaptransmission, 4 - aerodynamiske kamme, 5 - klapskinne, 6 - hængsel, 7 - styretøj, 8 - hydraulisk blandingsforsyning, 9 - hydraulisk blandingsudledning, 10 - styreledninger seletøj.
Fjerdragten skaber ikke løft og tjener til at balancere flyet under flyvning og sikre dets stabilitet og kontrollerbarhed omkring tre akser (se artiklen: Koordinatsystem ).
Fjerdragten er normalt installeret i den bagerste skrog, sjældnere i næsen.
Halesamlingen er i de fleste tilfælde en lodret placeret køl (eller flere køl - sædvanligvis to køl) og en vandret stabilisator , tæt i designet til vingen. Kølen regulerer flyets retningsstabilitet (langs bevægelsesaksen), og stabilisatoren regulerer den langsgående (dvs. pitch -stabilitet ).
Den vandrette haleenhed er monteret på skroget ( Il-86 ) eller på toppen af finnen (T-mønster ( Tu-154 , Il-76 )). Kølen er monteret på skroget eller i et to-kølsskema - på begge ender af stabilisatoren i ét stykke ( An-225 ). På nogle kampfly er yderligere fjerdragt installeret i den forreste skrog ( Su-35 ). For at sikre tilstrækkelig retningsstabilitet ved høje hastigheder har supersoniske fly en uforholdsmæssig stor køl (Tu-22M3) eller to køl (Su-27, MiG-25, F-15).
Kølen er en struktur af et kraftsæt med en kappe og et ror (PH), også kaldet et ror (RP). Som regel er kølprofilen symmetrisk, men for at kompensere for jetmomentet fra propellen/propellerne kan kølen drejes fuldstændigt i forhold til flyets konstruktionsakse adskillige grader (dette blev ret udbredt praktiseret på enmotorede fly). af midten af det 20. århundrede), eller installation (nul ) kan rorvinklen være lidt forskudt (normalt et par grader).
Stabilisatoren består normalt af to spejllignende halvdele af stabilisatoren . Indeholder strukturelt et strømsæt med beklædning. På bagkanten af stabilisatoren er elevatoren (PB), der tidligere blev brugt betegnelsen dybdekontrol . Stabilisatorprofilen kan være symmetrisk med en negativ indstillingsvinkel eller en profil, der skaber negativ løft, som er forårsaget af behovet for at afbalancere flyet under flyvning i forhold til dets massecenter.
På moderne fly bruges ofte en variabel stabilisator , som kan ændre sin installationsvinkel under flyvning inden for visse grænser (normalt ikke mere end 10 grader) ved hjælp af et kraftigt drev. Den justerbare stabilisator bruges primært under start og landing, da udløsningen af klapperne forårsager et stærkt dykkemoment, som kompenseres ved at flytte stabilisatoren til en bestemt forudbestemt vinkel, automatisk eller manuelt af flybesætningen. Den justerbare stabilisator kan også bruges til at rebalancere under flyvning, når du skifter flyvetilstand eller skifter centrering som følge af tab af lasten.
På nogle højhastighedsfly bruges alt-bevægelige stabilisatorer , som ikke har elevatorer, men drejer helt ved hjælp af kraftige hydrauliske drev. Den alt-bevægelige stabilisator begyndte at blive brugt på grund af et fald i effektiviteten af autocamperen i nogle flyvetilstande ved supersonisk hastighed. I nogle tilfælde kan den alt-bevægelige stabilisator arbejde differentielt, det vil sige, at den ene halvdel afbøjes til et dyk, mens den anden er slået op. Dette gøres for at forbedre effektiviteten af lateral kontrol eller som en reserve i tilfælde af svigt af aileron-kanalen.
Et flystøttesystem designet til dets parkering på jorden, bevægelse langs flyvepladsen, start og landing. For en stabil position af flyet på jorden kræves der mindst tre understøtninger. Afhængigt af placeringen af understøtningerne i forhold til flyets tyngdepunkt skelnes følgende hovedskemaer:
Landingsstel-ordningen påvirker stabiliteten og kontrollerbarheden af flyet, når det bevæger sig på jorden.
På moderne enheder bruges hovedsageligt ordningen med det forreste landingsstel eller dets varianter. Denne ordning har følgende fordele:
Samtidig skaber et sådant chassislayout vanskeligheder, når man taxerer på blødt underlag, da frontstøtten bogstaveligt talt "begraver". Ved landing med svigtet forben er der tilstrækkelig risiko for skader på flyet.
De vigtigste parametre for et trehjulet landingsstel: base, bane, chassishøjde, parkeringsvinkel, landingsvinkel osv.
Der er følgende hovedelementer i landingsstellet: kraftelementer, kinematiske elementer og stødabsorberende enheder.
Chassis støddæmpere omfatter støddæmpere, bogie vibrationsdæmpere (chassisdæmpere) og pneumatik. Teleskopiske støddæmpere bruges kun på fly, der udelukkende opereres på flyvepladser med god hård overflade, da de dårligt opfatter laterale og langsgående belastninger. Dybest set bruger fly håndtag og semi-lever affjedring.
Chassishjul støddæmper - oftest er det en hydraulisk dæmper med frem- og bakbremsning. Som fjederelement i en støddæmper i fly pumpes nitrogen ind i stiverhulrummet under et strengt defineret tryk (tidligere blev der brugt trykluft, men det oxiderer hydraulikolie og forkorter dens levetid). Som en hydraulisk væske hældes en speciel hydraulikolie normalt i stativet (nu oftest er det AMG-10, tidligere blev alkohol-glycerinblandinger og petroleumsolier brugt).
Chassisbogier på hjul . På alle undtagen lette fly kombineres landingshjulshjul ofte til landingshjulsbogier. Chassisbogier er normalt enkeltakslede, to- eller mindre ofte treakslede. Hver aksel har normalt et par hjul. De kaldes så: forreste par, mellempar eller bagerste par. Parrede hjul reducerer trykket på flyvepladsens overflade og duplikerer også hinanden i tilfælde af dækpunktering. Nogle gange sætter de ikke to, men fire hjul på en aksel. Forskellige fly kan have et forskelligt antal hjulsæt: fra et ( A320 ) til syv ( An-225 ).
Chassishjulenes bremsesystem . På små fly bruges skobremser (et par bremsesko med en mekanisme som en bil). På de tungere bruges kammerbremser, der består af et ringformet gummikammer på hjultromlen og en cirkulær pakke af små klodser, der presses, når der påføres luft eller hydraulisk blandingstryk på bremsekammeret (sådan fungerede bremserne på de fleste sovjetiske Su- og MiG-jetjagere). Højtydende skivebremser er installeret på tunge og højhastighedsfly. Skivebremsen består af en pakke skiver, skiftevis gennem en, forbundet med hjultromlen og en pakke skiver, der roterer med den, fast fastgjort på hjulakslen. Ved bremsning komprimeres skivepakken ved hjælp af krafthydrauliske cylindre placeret rundt om omkredsen af den faste del af hjulet.
Bremsehjulene på næsten alle fly er udstyret med anti-udskridningsautomatik, da udskridning ikke kun reducerer bremseeffektiviteten, men også ved høj hastighed (f.eks. ved landing) fører altid til et brud på dækkene og ofte til tænding af hjulenes gummi. Anti-slip-automatikken fungerer ved grænsen for udskridning - den tillader ikke et kraftigt fald i hjulets vinkelhastighed, frigør hjulene ved at justere trykket i bremsekredsløbet. Dette bruger den maksimale friktionskoefficient mellem hjulet og flyvepladsens overflade, hvilket øger effektiviteten af bremserne og reducerer dækslid.
Alle flyets bremsehjul er udstyret med såkaldte. termiske vidner - signalanordninger til overskridelse af de begrænsende temperaturer, som er fjederbelastede stifter loddet ind i navets hulrum med letlegeringsmateriale. Når hjulet overophedes over 120-130°C, dukker det termiske vidne op, som indikerer behovet for et grundigt eftersyn af hjul og bremse, og om nødvendigt udskiftning og reparation. Tidligere blev en speciel termisk indikatormaling brugt til disse formål.
Kølende bremsehjul . Mange moderne fly med skivebremser har en højhastigheds, pumpehjulsdrevet elektrisk motor inde i den hule hjulaksel for at tvinge luft udenfor gennem bremsemekanismen for at afkøle den. På nogle flytyper blev der tidligere brugt alkoholfordampende køling af bremserne.
Flyets drejning på jorden kan styres gennem drevet til det forreste landingsstel, differentiering af motordriftstilstand (i fly med mere end én motor) eller bremsning af hjulene på hovedlandingsstellet. Hjulene på den forreste støtte har oftest tre drejningstilstande: taxatilstand (drejning til fuld, maksimalt mulige vinkler inden for ± 50-60 °), start- og landingstilstand (automatisk drejning af hjulene ved høj hastighed fra retningsstyringen pedaler til hjørner op til 10°, normalt ±7-8°) og selvorienteringstilstanden, som er nødvendig, når flyet bugseres af en traktor langs flyvepladsen.
Chassis ind- og udløsningssystem. Under flyvning trækkes landingsstellet ind i specielle rum for at reducere aerodynamisk modstand, det vil sige øge hastigheden og rækkevidden af flyvningen og reducere brændstofforbruget. Der er en række kinematiske ordninger til tilbagetrækning af chassiset og forskellige drev. I cockpittet er der altid en indikation af landingsstellets position. Desuden er de fleste fly udstyret med automatik, der forhindrer landingsstellet i at folde, når flyet er på jorden - belastningssensorer bruges i landingsstellets kinematik, som afgiver elektriske signaler til en række flysystemer (for flere detaljer, se afsnittene "Ind- og udløsningssystem" og "Grænseafbrydere og signalering", artiklen "Flyet chassis")
Højstyrke aluminium-, magnesium- og titanlegeringer er meget udbredt i moderne flyskrogestrukturer; højstyrke kulstof, legeret og korrosionsbestandigt stål; en række plast; samt flerlags kompositmaterialer (forstærkningsmateriale + fyldstof).
Kraftværket (PU) er en kombination af en flymotor med enheder, systemer og enheder, og tjener til at skabe den trykkraft, der er nødvendig for flyets flyvning og sikre driften af strømforsyningen og livsunderstøttende systemer om bord på flyet .
Motoren og dens systemer omfatter: motor(er) (gasturbine, frem- og tilbagegående) og dens styresystem; motorstartsystem; motorbrændstofsystem (brændstofudstyr); motorolie system; motorens luftindtagssystem; udstødningssystem, herunder en anordning til at ændre retningen af trykvektoren.
Flyet kan udstyres med:
For flymotorer er de vigtigste parametre: vægtfylde, specifikt brændstofforbrug, specifikke trækkraft og højde-hastighedskarakteristika.
Placeringen af motorer er dikteret af flere modstridende krav, nemlig:
Således bruges flere motorlayouts i øjeblikket, nemlig:
Ressourcen for alle flymotorer er betydeligt (mange gange) mindre end flyskrogets ressource. Alle fly er designet til muligheden for at udskifte motoren på flyet i driftsorganisationen og med minimale arbejdsomkostninger.
Motorerne i ubemandede engangsfartøjer (missiler) har den mindste ressource, som beregnes i løbet af få timer. På kampfly er motorens levetid før den første reparation (på et reparationsanlæg) normalt flere hundrede timer. Motorer specielt designet til passagerfly har den største ressource.
Ressourcen betragtes normalt i driftstimer eller i opstartscyklusser, derudover tages der hensyn til kalenderdriftstiden (i år).
Ressourcen til indenlandske stempelmotorer fra Anden Verdenskrig var normalt 100 ... 150 timer.
Turbojet motorer
Foto til højre - monterede enheder af D-36-motoren: 1 - brændstofregulator, 2 - trykforsyning fra kompressoren, 3 - trykforsyning ved motorindløbet, 4 - olieaftapningsventil, 5 - olietank, 6 - olie niveauføler, 7 - blok brændstofpumper, 8 - centrifugal udluftning, 9 - kabelstyringsledninger, 10 - chipdetektor, 11 - termisk chipdetektor, 12 - olieenhed, 13 - luftstarter elektromagnet, 14 - luftstarter, 15 - hydraulisk pumpe, 16 - GP-21 driv-generator, 17 - gearkasse, 18 - trykluftrør.
Brændstofsystem (TS) - en gruppe af tanke til opbevaring af en forsyning af flydende brændstof om bord på et fly med et system af forbindelsesrørledninger samt et system til at levere brændstof til motorer og pumpe det, tankning og dræning af brændstof, tryksætning og dræning brændstoftanke , samt et elektronisk tankningssystem, målinger og justeringer .
Små, lavmanøvredygtige fly har et simpelt brændstofsystem, mens fly i høj højde og høj hastighed er meget mere komplicerede.
Brændstofsystemet er betinget opdelt i flyets brændstofsystem og motorens brændstofsystem.
Mængden af brændstof om bord på et fly måles ikke i kapacitetsenheder, men som vægt - i kilogram (i det metriske system) eller i pund (LBS).
På fly indtil midten af det 20. århundrede blev benzinstempelmotorer meget brugt. Ren eller blyholdig benzin blev brugt som brændstof, såvel som forskellige brændstofblandinger baseret på benzin (blandinger af benzin med benzen, toluen, isooctan, ethylalkohol osv., for flere detaljer i artiklen: Luftfartsbenzin ).
På datidens fly var der installeret en gastank med en intern forsyningstank eller en gruppe tanke (på store fly) forbundet med hinanden efter princippet om kommunikerende fartøjer. Tanke blev ofte lavet i form af runde (cylindriske) eller ovale beholdere, monteret på vugger (ifølge disse års terminologi - støttesadler) og fastgjort med metalbånd (omtrent nu er brændstoftanke også installeret på store biler). Derefter begyndte man at lave gastanke med komplekse former for at maksimere brugen af ledig plads inde i skroget eller vingen. Brændstof blev tilført motoren af en mekanisk sugepumpe monteret på motoren. Pumpen på karburatormotoren udviklede et tryk på 0,2-0,3 kg/cm3. For at lette motorstarten blev der næsten altid installeret en startbrændstoftank - en lille beholder, der blev tanket af den såkaldte. start benzin , og i den kolde årstid med en brændstofblanding af benzin og ether. Gastanke var sædvanligvis lavet af bløde aluminiumlegeringer AMts; i krigstid blev fremstillingen af tanke af fiber praktiseret [8] . På militærfly var kampvognene dækket af en beskytter på ydersiden.
Gastankbeskytteren er en gummiskal limet sammen af flere lag specialgummi og ledning. For eksempel bestod tankbeskytteren på I-16-flyet af det første indre lag af benzinbestandigt gummi, derefter var der et lag kvældende gummi, det tredje og fjerde lag af gummieret ledning og det øverste femte lag af benzin- modstandsdygtig gummi. Efter at tanken er samlet, vulkaniseres gummibeskytteren. I alt dannede alle lag en slidbanetykkelse på 8 mm [9]Med fremkomsten og udviklingen af jetflyvningen undergik flyets brændstofsystem ændringer som følge af overgangen til en ny type flybrændstof - flypetroleum [10]. Gradvist blev der udviklet designløsninger, der bruges den dag i dag.
Brændstoftanke er opdelt efter deres placering i skrog, center-sektion, cantilever, efter deres formål i hoved, forbrugsmateriale, præ-forbrugsmateriale, balancering, dræning, flyvning (brændstofbatterier) osv. På passager- og fragtfly forsøger de at placere brændstof i vingen for at frigøre plads til passagerer eller fragt inde i flykroppen. I et moderne fly bruges der ofte frie hulrum inde i vingen eller kraftrum på flyskroget som brændstoftanke, det er de såkaldte caissontanke. På kampkøretøjer kan der bruges løse bløde tanke, lavet af speciel flerlags svampeskumgummi, som selv strammer, når tanken skydes igennem, og forhindrer brændstof i at slippe ud. Tankens indre hulrum kan også fyldes med et svampemateriale, såsom polyurethanskum, som forhindrer brændstof i at flyde under kraftig manøvrering og har en positiv effekt på tankens brand- og eksplosionssikkerhed. På nogle fly bruges ret komplekse strukturer kaldet tankrum, der fungerer som kraftelementer i flyskrog, udstyrsrum og samtidig er brændstoftanke (for eksempel MiG-23, MiG-25).
Brændstofgenereringssystemet er opdelt i et overførselssystem og et brændstofforsyningssystem til motoren. Ordningen for tilførsel af brændstof til motorerne bestemmes i hvert enkelt tilfælde og afhænger af antallet af brændstoftanke, antallet af motorer og deres layout på flyet.
Brændstof tilføres motoren af en mekanisk højtrykspumpe monteret på motoren. Brændstof tilføres pumpen fra forsyningstanken. Forsyningstanken har normalt to elektriske boostpumper. Forsyningstanken holdes fuld under hele flyvningen ved at overføre brændstof fra andre (hoved)flytanke ved hjælp af tankoverførselspumper.
Alle flytanke har et dræn- og tryksystem.
Brændstofpåfyldning kan udføres enten tank for tank gennem påfyldningshalserne eller centralt via en standardiseret central trykpåfyldningsenhed.
For at kontrollere tankning og brændstofforbrug på moderne fly bruges elektroniske brændstofmålere med kapacitive brændstofniveausensorer og (eller) flowmålere, der viser brændstofforbruget.
Nogle militærfly har mulighed for tankning under flyvningen.
For at forhindre brande og eksplosioner af brændstofdampe i nødsituationer (kampskade eller tvangslandinger) har alle militære og nogle civile fly et såkaldt tankpåfyldningssystem. "neutral gas" (NG). Til disse formål anvendes sædvanligvis nitrogen eller teknisk kuldioxid , som transporteres om bord på flyet i højtrykscylindre, nogle gange bruges neutrale gasgeneratorer ombord (for eksempel på Il-76 eller An-22 ). Tidligere (under Anden Verdenskrig) blev afkølede udstødningsgasser taget fra motorens udstødningsmanifold også brugt til disse formål.
Neutral gas tilføres flyets brændstoftanke, efterhånden som brændstoffet opbruges, hvilket forhindrer udefrakommende luft i at komme ind i tanken gennem tankdræningssystemet, hvilket reducerer brandfaren dramatisk.
NG-systemet på militærfly bruges kun, når der udføres en sortie, eller når der opstår en nødsituation. Udover påfyldning af tanke kan NG-systemet ofte bruges til et brandslukningsanlæg, som et ekstra middel, når hovedflamme-slukningssammensætningen er opbrugt.
På passagerfly kan stødsensorer installeres på vingespidserne eller motornacellerne, som automatisk udløses, når flyet lander på maven og forårsager en øjeblikkelig tilførsel af NG til tanke og rum.
(se artikel: Flyvekontrolsystem )
Processen med at ændre de kræfter og momenter, der er nødvendige for et flys flyvning langs en given bane, kaldes kontrol. Et kontrolsystem er et sæt enheder designet til at styre et flys bevægelse.
Flyets kontrolsystem kan være manuelt, automatiseret (halvautomatisk) eller automatisk.
Hvis piloten aktiverer betjeningselementerne og anordningerne ved hjælp af sin egen fysiske (muskulære) styrke, vil der være tale om ren manuel styring .
Hvis i færd med at styre piloten, forstyrrer automatiske enheder og systemer kontrolprocessen, så vil dette være semi-automatisk kontrol .
Hvis hele kontrolprocessen udføres af automatisering uden pilotens indgriben, og en persons rolle er reduceret til at kontrollere og overvåge automatiseringens funktion, så vil dette være automatisk kontrol .
Booster-kontrolsystem - et kontrolsystem, hvor boostere, det vil sige strømstyringsenheder, fungerer som aktuatorerne for kontrollerne.
Boosteren er en hjælpeanordning til at øge styrken og hastigheden af hovedmekanismen (enheden). Inden for luftfarten anvendes hovedsageligt hydrauliske boostere (GU). Hydrauliske boostere er reversible (med feedback fjerner de kun en vis del af belastningen fra kontrollerne) og irreversible (uden feedback fjerner de hele belastningen fra kontrollerne fuldstændigt). I dette tilfælde, for at simulere pilotens sædvanlige indsats, anvendes fjedermekaniske eller adaptive elektromekaniske belastningsmekanismer (flylæssere).
Også i luftfarten bruges udtrykket: direktionsledelse (fra det latinske ord directum - at lede). Med direktørstyring er pilotens opgave at holde kommandoindekserne (direktørerne) på kommandoinstrumenterne (kontrolpaneler og PNP) i en position tæt på nul ved passende muskulær handling på flyets betjeningselementer (for flere detaljer, se artiklen Banekontrol system .
Kommandoposten er den centrale kontrolmekanisme installeret i cockpittet. Inkluderer kommandohåndtag og -kontroller. På enkeltsædede fly er der henholdsvis én kommandopost, på fly med flermandsbesætning er der normalt to centrale kontrolposter (venstre og højre pilot).
Styreledningerne er designet til at forbinde kommandoposter med styresystemets aktuatorer. Det kan være mekanisk, elektrohydromekanisk eller elektrisk fjerntliggende uden mekaniske forbindelser.
Mekanisk kontrolledninger er et sæt elementer, der giver fjerntransmission af signaler fra pilot- eller automatisk kontrolsystem til kontrollerne.
Elektriske styreledninger er et sæt strømkilder, elektriske ledninger, koblinger og andre enheder, der sikrer transmission af styresignaler fra pilot- eller automatiske kontrolsystem til kontrollerne.
Fleksibel styreledning giver transmission af styresignaler gennem frem- og tilbagegående bevægelser af kabler, ståltråde, bånd eller kæder.
Stive ledninger overfører kræfter ved frem- og tilbagegående eller roterende bevægelse af stive stænger.
Også ret ofte i praksis bruges blandede kontrolledninger - en kombination af stive og fleksible ledninger samt mekaniske, hydromekaniske og elektriske kontrolkanaler til flyflyvning.
Styremaskinen (PM) er en fjernbetjent, ofte elektrisk maskine , designet til at flytte de mellemliggende elementer i styreledningen i overensstemmelse med den modtagne kommando. Normalt er det en elektrisk enhed i form af en elektrisk motor med en sensor for vinkelpositionen af maskinens remskive . RM'er bruges normalt som aktuatorer til de enkleste autopiloter . Som ekstraudstyr er RM en elektrisk kombineret styreenhed (KAU), som i første omgang omdanner den indbyggede elmotors rotationsbevægelse til en proportional frem- og tilbagegående bevægelse af stangen (f.eks. KAU-107 enheden, som var almindelig kl. tiden).
Styreenheden RA er en fjerndrevet mekanisme designet til at erstatte piloten i kontrolsløjfen med hensyn til at flytte stængerne. Det er normalt lavet i form af en hydraulisk enhed med multi-kanal redundans (2, 3 eller 4 parallelle kanaler).
Styretøj (RP) - hydraulisk (nogle gange pneumatisk eller elektrisk) kraftanordning, direkte designet til at flytte flyets kontrolflader. Strukturelt er RP et redundant servosystem med positiv feedback. Fysisk er det normalt en kraftig dobbelt hydraulisk motor med translations- eller rotationsbevægelse af outputenheden.
I lang tid var styresystemet på fly rent mekanisk. Indsats fra rat og pedaler blev overført til rorene ved hjælp af kabelledninger lagt på remskiver inde i flyskrogstrukturen, mens autopilotstyremaskinerne var forbundet parallelt med styreledningerne. I fremtiden blev kabelledninger erstattet af rørformede stænger, da det modstår store kræfter og er mindre udsat for deformation. Med væksten i højder og hastigheder syntes hydrauliske boostere at hjælpe piloten, da der simpelthen ikke var nok menneskelig kraft til at drive flyets mekanismer. Efterfølgende krævede væksten i flyets flyvning og tekniske egenskaber installation af irreversible hydrauliske boostere, som fuldstændigt overtog belastningerne fra rorene, og for at simulere de anstrengelser, piloten kendte, var det nødvendigt at installere en kompleks simulering system på flyet - fjederlæssere (PF) og trimningseffektmekanismer (MET), desuden var kraftforstærkere allerede styret af et differentialsystem - rørformede stænger fra rattet og pedalerne transmitterede bevægelser ikke direkte, men gennem to-arm (differential) gyngestole. Den ene arm på en sådan vippe var forbundet til styringen fra piloten, og den anden arm var forbundet med autopilotens styremaskine (enhed), og den resulterende bevægelse kom til kraftforstærkeren og følgelig flyets kontrolflade. . En sådan kontrol med konstant korrektion fra automatisering var forårsaget af behovet for omfattende automatisering af pilotprocessen.
Sådanne tekniske løsninger i 60-70'erne af det 20. århundrede var ret udbredte. Et sådant kontrolsystem med mange positive egenskaber havde dog også mange ulemper, især var det komplekst, besværligt og tungt. Det ville være meget mere lovende at opgive mekaniske stænger og en del af de mellemliggende elektriske og hydrauliske enheder og erstatte dette med elektriske ledninger. En sådan udskiftning blev dog hæmmet af, at den daværende elektronik ikke var tilstrækkelig pålidelig.
Og kun med udviklingen af radioelektronik begyndte kanalerne for elektrisk fjernbetjening gradvist at blive introduceret. I sovjetisk luftfart, på et Tu-22M seriel bombefly (1971), for første gang i indenlandsk praksis, blev en fly-by-wire rullekanal brugt - et fire-kanals fjernbetjeningssystem til DUI-2M spoilere . Da forgængeren til Tu-22 brugte mekaniske ledninger med hydrauliske boostere, havde flyet et stort antal problemer forbundet med stabilitet og kontrollerbarhed, og på grund af opvarmningen af stængerne under supersonisk flyvning opstod spontan bevægelse af rattet, nogle gange nå ublu værdier. Installationen af et fly-by-wire-system med spoilere løste fuldstændigt dette problem, gjorde det nemt at automatisere rulningskontrol og frigjorde strukturelt bagsiden af vingen for højtydende klapper.
DUI-2M-systemet er bygget på princippet: ratvinkelsignalet optages af en blok af sinus-cosinus-transformatorer , hvorefter faseforskydningen i forhold til referencefasen af netværket 36 volt 400 hertz omdannes til en proportional bipolar DC-signal med et niveau på op til ± 25 volt, hvor nulspænding svarer til nul ratposition. DC-spænding i forhold til referencepunktet forstærkes af integrerede DC-forstærkere og føres derefter til effektforstærkere på kraftige bipolære transistorer , der styrer fire-kanals elektrohydrauliske styreenheder RA-57. Enhederne er mellemstyringsmekanismer til servostyrings hydrauliske aktuatorer RP-64. Systemet er lavet med en firedobbelt elektronisk redundans og en ekstra automatisk backup-kanal til rulning i pitch-kanalen (flyet har en separat styreenhed på stabilisatoren, som giver dig mulighed for at afvise halvdelene af den alt-bevægelige stabilisator differentielt for rulningskontrol, mens muligheden for at afbøje stabilisatorens halvdele synkront til pitch-kontrol bevares fuldt ud).
Teknisk set består DUI-systemet af en ramme med 4 forstærker-switchende enheder (let aftagelige kassetteenheder med dobbeltsidet trykte ledninger af mikrosamlinger), en integreret kontrolenhed, en ratvinkelpositionssensor, en bremsekontrolknap ( spoilerne på Tu-22M er samtidig luftbremser ), to styretøj i hulrummet i den bevægelige del af vingen og kontrolpanelet (omskiftning) af styretøjets kanaler.
Ved udviklingen af det meget manøvredygtige Su-27- fly (1981) blev det besluttet, at flyet ville være statisk ustabilt ved subsoniske flyvehastigheder. Under forskning i dette emne viste det sig, at det klassiske differentialkontrolsystem med kontrol fra piloten og korrektion fra de selvkørende kanoner ikke har den rette hastighed og nøjagtighed, så til Su-27 udviklede de en elektrisk afstandskanal i pitch - SDU-10 systemet. Dette system løser, udover fjernstyring af stabilisatoren, problemerne med flystabilitet og kontrollerbarhed langs alle tre akser i det rumlige koordinatsystem. I pitch-kanalen er den lavet 4-kanal, heading og roll - tre-kanal.
Tu-160 strategiske missilbærer (første flyvning i 1981) er udstyret med et fuldt fjernbetjent (gennem alle kontrolkanaler) automatisk indbygget kontrolsystem med firedobbelt redundans.
Det første amerikanske seriefly med en analog EDSU var A-5 Vigilent (kommissioneret i 1961).
Noget senere dukkede EDSU op på passagerfly (for første gang - på Airbus A320 og Tu-204 ). De fleste moderne passager- og militærfly er udstyret med et fuldt fjernbetjent, gennem alle kanaler, kontrolsystem, og nu bruges digitalt i stedet for analog signalbehandling.
Se også : Servodrev , Servomaskine , Software- og hardwarekompleks , Autopilot , Automatisk indbygget kontrolsystem .
(Generel information i wiki-artiklen: Hydraulic system )
Det hydrauliske system bruges på flyet til at drive bevægelige dele, elementer og samlinger. Brugen af hydraulisk energi er forårsaget af de relativt små dimensioner og vægt af hydrauliske drev (sammenlignet med elektriske enheder med samme effekt), simpel fiksering af aktuatorer i mellempositioner (i modsætning til luftdrev). Arbejdsvæsken er en speciel hydraulikolie .
Der er vedtaget adskillige standarddriftstryk, hvortil hydrauliske enheder er kommercielt tilgængelige. På nogle lette og ultralette fly er der hydrauliske systemer med et tryk på 75-90 kg/cm2, på mellemstore og gamle tunge fly er arbejdstrykket på HW 150 kg/cm2 ( An-24 /26, An- 140 , Tu-95 ), på de fleste mellem- og tunge fly opererer de hydrauliske systemer ved et tryk på 210 kg/cm2 (Tu-154, An-124 Ruslan og mange andre), og på nogle tunge fly det nominelle tryk i HS er 280 kg/cm2 (for eksempel på Su-27 eller Tu-160 ). Højere tryk er valgt for at opnå større arbejdskræfter med den mindste størrelse og vægt af mekanismerne.
Historisk note :
Hydrauliske drev dukkede op på fly i slutningen af 30'erne af det 20. århundrede. Så i USSR blev PS-84 (licenseret version af det amerikanske fly Douglas DC-3 ) det første passagerfly udstyret med et hydraulisk drev . På den var det hydrauliske system nødvendigt for at drive landingsklapperne, trække landingsstellet ind og ud, bremse landingshjulene og betjene autopilotenhederne. Dette hydrauliske system havde et arbejdstryk på 56 ± 3 kg/cm3, arbejdsvæsken var MVP-olie (råolieinstrumentolie til svovlsyrerensning, produceret i henhold til GOST 1805-76 f.Kr.).
På krigstids kampfly (1941-1945) blev det hydrauliske drev brugt ret begrænset. Størstedelen af lette fly fra den periode var udstyret med et pneumatisk drev af chassis og enheder (fly MiG-3 , Yak, La-5 / 7, Il-2 og mange andre). På tungere fly, for eksempel på Tu-2 bombeflyet , blev der installeret et hydraulisk system med et udledningstryk i intervallet 75-85 kg / cm3, som blev brugt til at drive landingsstellet, landingsklapper, drive bombebugten døre, drev motorens køledøre og styrer hjulets bremsechassis. Trykket blev skabt af to MSH-3 hydrauliske pumper på motorerne. Som arbejdsvæske blev der brugt en blanding af glycerol og ethylalkohol i forholdet 1/1 [11] .
I efterkrigstiden var der en hurtig komplikation af fly og en bredere brug af det hydrauliske drev. For eksempel tjente det hydrauliske system af Il-28- flyet til at drive bremserne på landingshjulene og styre klapperne; ved senere modifikationer af flyet blev der indført hydraulisk styring til indgangslugen til det agterste cockpit, ind- og tilbagetrækning af landingsstellet, styring af skodderne på fotolugen, og hydrauliske mekanismer til at dreje landingshjulene før landing blev installeret (en meget sjælden funktion i luftfarten). Arbejdstrykket i systemet er 110 kg/cm3, arbejdsvæsken er hydroblanding HMC-2 [12] . Det hydrauliske system af MiG-15 tjente til at drive landingsstellet, klapperne og bremseklapperne. Trykket i systemet var 150 kg/cm3; en alkohol-glycerolblanding fungerede også som arbejdsvæske [13] .
I fremtiden, med en stigning i flyvehastigheder, begyndte der at blive installeret boostere på fly - hydrauliske boostere i flyvekontrolsystemet. Til deres drift blev der monteret et andet uafhængigt hydraulisk system om bord, som blev kaldt boostersystemet. Rigtig mange typer højhastighedsfly og ikke særlig højhastighedsfly blev bygget med to forskellige hydrauliske systemer ( MiG-19 , MiG-21 , MiG-23 , Su-7B, Su-17 , Tu-95 osv. ). For at øge driftssikkerheden begyndte man at bruge duplikering, det vil sige to identiske hydrauliske systemer arbejdede parallelt til en fælles udøvende enhed, eller man brugte opdelingen af forbrugergrupper i forskellige systemer med mulighed for tvungen skift til et andet system (for eksempel blev der bygget et hydraulisk system på Tu-16- flyene , An -12 , Il-62 osv.).
Men på relativt moderne fly er princippet om multikanalisering mest udbredt, når to, tre eller fire helt identiske hydrauliske systemer arbejder parallelt for alle forbrugere. Dette er præcis, hvad der blev gjort på Su-27 , Il-76 og An-148 flyene (to systemer); Su-24 , Tu-22M , Tu-154 , An-22 (tre systemer hver), Tu-160 og An-124 (4 systemer hver).
Først blev blandinger af glycerol og alkohol brugt som arbejdsvæske i hydrauliske systemer , derefter mineralolier AU og MVP. I lang tid allerede har mineralolie AMG-10 været meget brugt på mange typer indenlandske fly . Denne væske er fremstillet på basis af en dybt dearomatiseret lavhærdende fraktion opnået fra hydrokrakningsprodukter af en blanding af paraffiniske olier og bestående af naphtheniske og isoparaffiniske kulbrinter. Væsken indeholder et fortykningsmiddel (vinylbutyletherpolymer) og antioxidantadditiver samt et rødt organisk farvestof. På nogle flytyper anvendes en ikke-brændbar syntetisk væske af typen NGZh-5u , som er en blanding af fosforsyreestere med tilsætningsstoffer, der forbedrer viskositet, antioxidant-, antikorrosions- og antierosionegenskaber. Det bruges for eksempel på Il-86 , Il-96 , Il-114 , Tu-204 , Tu-214 osv. I højtrykshydrauliksystemerne i nogle supersoniske fly er syntetisk væske 7-50s-3 anvendes (en blanding af polydialkylsiloxanoligomerer med organisk diester, oxidationshæmmere og anti-slidadditiv), der normalt fungerer i temperaturområdet fra -60 °C til +175 °C (f.eks. de hydrauliske systemer i Tu-160 , MiG- 31 fly ). Alle disse indenlandske væsker har udenlandske analoger.
Tilførslen af hydraulikvæske om bord sker i hydrauliktanke . Begge separate tanke bruges til hvert hydrauliksystem, samt fælles tanke med indvendige skillevægge, der adskiller kredsløbene. For at forhindre kavitation og opskumning af arbejdsvæsken anvendes tryksætning af det hydrauliske system - tanken med gyllen er under overskydende gastryk (luft eller nitrogen), hvilket lægger pres på væsken og forhindrer dens kavitation i afløbsledningerne og kl. pumpens indløb.
For at skabe tryk bruges stempelpumper med konstant kapacitet normalt monteret på gearkasserne til fremdriftsmotorer eller elektriske pumpestationer (NS) - en hydraulisk pumpe drevet af en elektrisk motor. På ældre flytyper brugte man jævnstrømselektromotorer, nu er der i vid udstrækning brugte elmotorer, der opererer på et vekselstrømsnetværk på 208 volt med en frekvens på 400 Hz. Som en nødkilde til hydraulisk energi kan HPI turbopumpeenheder drevet af trykluft taget fra APU'en eller nødturbiner - pumpehjul, frigivet til den indgående påhængsluftstrøm, bruges.
For at reducere pulseringerne af arbejdsvæsken, der opstår under driften af pumper, og for at reducere trykfald , når kraftige forbrugere er tilsluttet, er hydrauliske akkumulatorer installeret om bord på flyet . En del af de hydrauliske akkumulatorer bruges som en nødenergikilde i tilfælde af et fuldstændigt svigt af det hydrauliske system (for eksempel i linjen med nødbremsning af chassishjulene). Flyets parkeringsbremse fungerer fra den hydrauliske akkumulator , hvis kapacitet normalt er nok til en dag, når flyet er parkeret.
For at skabe tryk i flyets hydrauliske system under jordtjek, producerede industrien flere typer hydrauliske installationer på trailere eller på et bilchassis (se artiklen Flyvepladsteknologi ).
(generelle begreber i artiklen: Pneumatisk drev )
Det pneumatiske eller luftsystem på et moderne fly tjener til at levere trykluftenergi til forskellige flysystemer. Hovedformålet er det pneumatiske drev af forskellige bevægelige elementer af vingemekanisering, landingsstel; hjulbremsning, kontrol af bomberumsdøre, pneumatisk genopladning af kanoner; tryksætning af hydrauliske tanke, tryksætning af huse af højspændingsblokke af radiostationer; tætning af indgangsluger til kabiner og rum; samt forskellige ekstra funktioner efter designernes skøn.
Det er sandsynligt, at en af de første anvendelser af trykluftenergi i luftfarten var lanceringen af stempelflymotorer på jorden (se artiklen: Forbrændingsmotorstartsystem , afsnit 4. Pneumatisk start). Så allerede i 30'erne af det 20. århundrede blev M-17- motorer med luftlancering installeret på fly i USSR på TB-1 , TB-3 , R-5 , MBR-2 og mange andre. andre. Under Anden Verdenskrig blev pneumatisk start brugt som den vigtigste på MiG-3 , Pe-8 fly (AM-35 motor); IL-2 (motor AM-38); Pe-2 , LaGG-3 , Yakovlev jagerfly (M-105 motor) og andre typer.
For at starte motoren blev der brugt en jordbaseret installation med en højtrykscylinder og en reducering, der sænker trykket til 50 atmosfærer. Senere blev der installeret et standardiseret luftlanceringssystem under symbolet BC-50 om bord på flyet.
Det pneumatiske system på datidens fly arbejdede hovedsageligt til at rense og forlænge landingsstellet, bremse hjulene og lade kanonerne om. Flyet var udstyret med en cylinder med relativt lille kapacitet (inden for 5-8 liter), som før flyvningen blev ladet op til et standardtryk på 150 kg/cm2. Ved udgangen var der en reducering til 50 kg/cm2, da alle flyets pneumatiske enheder var designet til præcis dette driftstryk. For at genopbygge tilførslen af trykluft under flyvningen blev der monteret en AK-50 type kompressor på motoren, der pumpede 50 atmosfærer [14]
Separat er det værd at nævne det pneumatiske strømforsyningssystem til gyroskopiske instrumenter , som blev brugt på fly i disse år. Sagen er, at til at drive de gyroskopiske instrumenter brugte de spin-up'en af en luftstråle, der trængte ind i gyroskophuset på grund af sugningen af luft fra sidstnævnte af et Venturi-rør eller en vakuumpumpe. Et sådant system sikrede gyroskopets rotation inden for 10-12 tusind rpm. Vakuummet i de gyroskopiske instrumenters kraftledning blev skabt af en pumpe på motoren, og et vakuum blev også brugt i motorens indsugningsmanifold.
I efterkrigsårene fik pneumatiske aktuatorer i luftfarten en ret bred udvikling. Du kan læse artiklen til gennemgang: Tu-16 fly , afsnittet "Airframe", underafsnit "Trykluftsystem".
På trods af den udbredte brug af hydraulisk drev fortsætter pneumatiske systemer med at blive brugt på fly, da deres anvendelse i nogle tilfælde er mere passende og i nogle tilfælde uerstattelig.
Terminologi: inden for luftfart skelnes udtrykkene: " isning " og "frysning" [15] . Isdannelse opstår under flyvning. Frysning opstår, når flyet er på jorden. I artiklen nedenfor behandles ising i flugt og kampen mod det.
Anti-isningssystemet (PIS) er designet til at beskytte flyet mod isdannelse under flyvning.
For forekomsten af ising er de nødvendige betingelser tilstedeværelsen af en negativ overfladetemperatur på flyet og tilstedeværelsen af kondenseret fugt i luften ( skyer , nedbør ). Temperaturlaget, hvor flyising forekommer oftest, forbliver omtrent det samme på alle fronter: fra -5 til -20°С. Dannelsen af is på overfladen af et fly opstår som et resultat af kollisionen af superkølede vanddråber med overfladen af et flys flyskrog. Tør sne og hagl føres normalt væk af åen uden at forårsage isdannelse.
Ising reducerer vingens løftekraft og øger dens modstand, forstyrrer betjeningen af kontroller, forringer pilotens udsyn, øger vibrationer og stress på individuelle elementer i flystellet og påvirker motorernes drift negativt. Isstykker, der knækker, forårsager skade på dele af flyskroget og kan føre til motorstop. Isdannelse kan forårsage en flyulykke op til et flystyrt.
Som regel er den forreste del af den strømlinede overflade udsat for ising: vingens forkanter, fjerdragten, motorens luftindtag, propellernes forkanter, propellerspinnere, cockpitglas foran, sensorer såsom lufttryksmodtagere, der rager ind i strøm, angrebsvinkelsensorer mv.
Isdannelse er et af de mest ugunstige meteorologiske fænomener, som sikkerheden og regelmæssigheden af flyvninger i høj grad afhænger af. På nuværende tidspunkt er tilstedeværelsen af et effektivt anti-isningssystem på et fly obligatorisk.
Den passive beskyttelsesmetode er at fjerne flyet fra iszonen.
Den aktive metode består i brugen af anti-isningsanordninger om bord på flyet.
Tre typer afisningsmidler bruges til at forhindre isopbygning: termisk, kemisk og mekanisk.
Den termiske metode er den mest almindelige. Princippet om dets drift er baseret på opvarmning af den beskyttede overflade til en temperatur, der udelukker vækst af is. Grundlæggende bruges to typer opvarmning - elektrotermisk og lufttermisk. Tidligere var kemiske og mekaniske tømidler meget brugt, men nu er deres anvendelse begrænset. (for tekniske detaljer, se artiklen: Anti-isningssystem ).
I USSR blev problemet med flyising behandlet tæt i 50'erne af det 20. århundrede, hvortil flere specielle laboratoriefly var udstyret .
Hovedartikel: Airconditionanlæg (luftfart) . Se også artiklen: Iltudstyr .
Fly, der flyver i højder over 4 km, har brug for tekniske midler til at sikre besætningens og passagerernes levevilkår på grund af det faktum, at en person i høj flyvehøjde på grund af iltsult udvikler højdesyge (hypoksi), som kommer til udtryk i svimmelhed, svaghed, døsighed og sløvhed, og med yderligere opstigning er der et fuldstændigt tab af arbejdsevne op til døden (højde over 8 km betragtes som en dødelig zone). Den gennemsnitlige person kan begynde at føle sig utilpas, når han klatrer til en højde på over 2 km, og alt dette er meget individuelt for hver enkelt person (med passende træning vil en person være i stand til at arbejde op til en højde på 5 km). Også øget luftfugtighed har en forværrende effekt på velvære - tegn på hypoxi vises tidligere i regnvejr såvel som i kystområder med stabil høj luftfugtighed: for eksempel i Den Russiske Føderation er dette tydeligt mærkbart (og taget i betragtning) ), når du er i Fjernøsten.
En uforberedt person i en højde af 7 km vil være ved bevidsthed i flere minutter.
Også, når højden stiger, falder temperaturen i udeluften. Inden for troposfæren (op til 5-18 km), med stigningen til en højde, falder temperaturen med et gennemsnit på 0,65 ° C for hver 100 meters stigning. I en højde på 10 km over jordoverfladen er lufttemperaturen i gennemsnit -55°C.
Der bruges flere metoder til at løse disse problemer.
Så på alle passagerfly (og de fleste militærfly) med en operationel flyvehøjde på mere end 4000 meter , anvendes der trykventilerede kabiner , hvor lufttryk og temperatur, der er acceptable for mennesker, opretholdes under flyvningen - dette er normalt tryk svarende til til en betinget højde på 2000-2700 m (dette er den såkaldte højde i kabinen ) og en behagelig temperatur i området 18-22 ° C. Derudover bør trykændringshastigheden i et passagerflys kabine ikke overstige 0,018 mm. rt. Art./sek, da en hurtigere trykændring udsætter mennesker for fysiologisk fare (risiko for barotraume , se separat artikel). I tilfælde af en uforudset trykaflastning af flykabinen har alle passagerer iltmasker af et forenklet design, og ilt til vejrtrækning produceres af en engangs kemisk generator.
På militærfly med utrykt kabine (eller i en potentielt farlig situation) bruger besætningen iltmasker til vejrtrækning, startende fra en højde på 4000 meter (på højhastighedsfly og meget manøvredygtige fly er piloternes iltmasker fastgjort i hele flyvningen). Den nødvendige forsyning af medicinsk ilt opbevares om bord på flyet i højtrykscylindre eller specielle anordninger. Når besætningen flyver i fredstid på fly med trykkabine, bruger besætningen iltmasker fra en højde på 7000-7200 meter, da fra denne højde bliver trykfaldet mellem kabinen og omgivelserne overbord konstant (normalt inden for 0,4 kg/ cm3) og starter øger højden i cockpittet , hvilket forringer besætningens effektivitet [16] . I højder over 12.000 meter er besætningerne udstyret i rumdragter , eller bruger iltmasker med overtryk og højhøjdekompenserende dragter (VKK). Hvis rumdragten bæredygtigt understøtter pilotens liv og arbejde under ekstremt ugunstige forhold ved flyvning i høj højde, så er VKK's hovedopgave at forhindre piloten i at dø under eksplosiv dekompression under udstødning (vi taler ikke om pilotens arbejdskapacitet, til dette formål er automatikken på udkastersædet specielt udviklet og brugt).
Så ifølge luftfartsstandarder er højden:
På serielle fly begyndte standard iltudstyr at dukke op med en stigning i flyloftet. Så på den udbredte I-16 jagerfly (start af produktion i 1934) var standard iltudstyr fra disse år allerede installeret:
Også lignende iltudstyr blev installeret, for eksempel på DB-3 bombeflyet (1936). Kabinen på dette fly var ikke lufttæt og havde ingen opvarmning, og besætningen var udstyret i tunge pelsuniformer, som sørgede for installation af elektriske varmeelementer drevet af flyets netværk om bord.
En lignende situation i USSR (og ikke kun i USSR) varede ved under Anden Verdenskrig: krigstids kampfly havde ikke opvarmede kabiner og tryk, og besætningerne brugte iltudstyr, der var primitivt efter nutidens standarder, når de fløj i store højder. Så for eksempel blev regulatorer for kontinuerlig iltforsyning i vid udstrækning brugt, hvis drift ikke afhang af vejrtrækningsfaserne (nu bruges de såkaldte pulmonale automater , som kun leverer ilt til masken ved inspiration).
På passagerflyet PS-84 (licenseret version af Douglas DC-3), militærtransporten Li-2 og den senere amerikanske version af C-47 blev besætningens kabinevarmesystem brugt (og kabinen havde også en kabinevarmesystem). Dette system fungerede efter princippet om varmeudvinding fra motorers udstødningsmanifold, til hvilket formål luftvarmere til et luftvarmesystem eller en kedel til et damp-luftvarmesystem (kun på højre motor) blev monteret i udstødningsrørene [ 17] . På enmotorede fly kom varme ind i kabinen gennem en opvarmet brandbarriere fra en varm motor, og på fly med luftkølede motorer var denne varme endda i overskud.
Det er sandsynligt, at det første fly i USSR, der modtog en fuldgyldig trykkabine, var Tu-4 (en ulicenseret version af den amerikanske Boeing B-29 Superfortress bombefly ). Under terrænflyvning i en operationshøjde på 6100 meter blev trykket i bombeflykabinerne opretholdt, svarende til trykket i 2400 meters højde. Når besætningen nærmede sig målet, slukkede besætningen for tryksætningen af kabinerne og skiftede til at trække vejret fra flyets iltsystem for at undgå barotraume ved skydning gennem flykroppen.
I fremtiden begyndte alle hovedlinjer såvel som kampfly at blive udstyret med avanceret livsstøtteudstyr, aircondition og tryksystemer. I små fly blev der installeret enklere varme- og ventilationssystemer efter forskellige tekniske principper (normalt blev der brugt varmevekslere i udstødningssystemet eller elektriske komfurer). Størstedelen af fly til forskellige formål modtog et fuldgyldigt indbygget klimaanlæg (ACS), som giver ganske behagelige forhold om bord på flyet.
Det kan også bemærkes, at klimaanlægget på fly ikke kun bruges til at skabe betingelser for besætningen og passagererne, men også til at køle (rense) adskillige blokke af elektronisk udstyr installeret om bord og til at opretholde temperaturen i nogle rum uden tryk. af flyet (fragt, bagage, tekniske rum). Så for eksempel til normal drift af et atomvåben skal det føres til målet i et ret snævert temperaturområde, hvilket kræver installation af et separat såkaldt transportfly på transportflyet. produktets klimaanlæg kredsløb .
Hovedartikel: Brandslukningsanlæg (luftfart) , se også: Luftfarts brandalarmsystem
I luftfarten er brandbeskyttelsesforanstaltninger af stor betydning, da menneskeliv afhænger af det. Derudover er alle flyfaciliteter ekstremt dyre.
Brandslukningsudstyr (FPE) er en kombination af brandalarmudstyr og brandslukningssystemer om bord på et fly. Den består af passive strukturelle elementer til at forhindre og forhindre spredning af brand og aktive brandslukningsmidler: et brandslukningsanlæg og et neutralt gassystem.
Mange designløsninger bruges som passive brandforebyggende elementer på et fly: termisk isolering af varme rum eller strukturelle elementer med måtter med mineraluld , glasfiber eller asbeststoffer ; skabe reflekterende overflader med folieklistermærker eller sølvsprøjtning; fletning af elektriske ledninger med fluorplastbånd osv. En del af rammerne i flyet er lavet solide og fungerer som brandbarrierer, og den varme del af motoren (forbrændingskammer og dyse) og den kolde del (VNA og kompressor) er også nødvendigvis adskilt af en skillevæg. Det er forbudt at bruge brændbare materialer i motorernes varme zone; desuden flyttes alle hovedmotorenheder til den kolde zone. Et drænsystem er tilvejebragt i motorrummene for at forhindre ophobning af brændstof og arbejdsvæsker, der er farlige med hensyn til brand.
Alle motorrum og motornaceller blæses med udeluft under flyvningen. Hvis det i nogle tilfælde er umuligt at sørge for effektiv køling, indføres driftsbegrænsninger (for eksempel er efterbrændertilstande ofte begrænset i tid).
Som aktive midler anvendes et brandalarmanlæg og et brandslukningsanlæg. Fly skaber ofte et betydeligt lager af brandslukningssammensætning, som kan bruges i etaper, i de såkaldte brandslukningskøer (første, anden, tredje). På grund af den høje brandudvikling på et fly har brandslukningssystemet sædvanligvis en tilstand til automatisk drift af det første trin af brandslukningen. Freon (Freon 114B2, kemisk formel C2Br2F4) har været brugt som slukningsmiddel i ret lang tid .
Et fly, som et komplekst køretøj, udgør en vis fare. Som nævnt ovenfor lægges der stor vægt på luftfartssikkerheden. Så for eksempel på enhver flyveplads, der er i drift, under produktionen af flyvninger, er der altid et nødredningshold på vagt med passende udstyr og udstyr. Enhver flyvning eller enkeltflyvning uden at advare ACC-midlerne er forbudt på lovgivningsniveau.
Hvad angår escape- og redningssystemer ombord, har en temmelig lang erfaring med drift af fly ført til behovet for at udvikle visse regler og standarder for dette udstyr [18]
Nødredningsmidler (AEPS) omfatter generelt en informationskomponent om udviklingen af en nødsituation (diverse alarm- og advarselssystemer); nødudgange (luger, døre og hjælpeudstyr); midler til nødflugt i luften (redningsfaldskærme og udkastningssæder til kamp-, trænings-, transport-, sportsfly osv.); midler til beskyttelse mod ugunstige luftforhold (udstyr og udstyr); midler til overlevelse af mennesker efter at have forladt nødskibet (et sæt specialudstyr og ejendom, der medbringes om bord, beregnet til overlevelse efter en ulykke).
Rednings faldskærme stilles til rådighed for besætningen på militær, militær transport, sport og en række andre fly, normalt placeret i en stolekop (en person sidder på en faldskærm). På nogle ældre flytyper kan faldskærme, der bæres bag ryggen, stadig være bevaret. På alle rent passagerfly, uanset om flyet tilhører et kommercielt luftfartsselskab, eller det er et militærpassagerfly fra Forsvarsministeriet, er der ikke konstruktivt tilvejebragt faldskærme til besætningen . På højhastighedsfly, hvor det at forlade et nødfly er behæftet med betydelige vanskeligheder eller simpelthen er fysisk umuligt, anvendes tekniske midler i form af tvangsudslyngning fra cockpit-(udkast-)sæderne (se hovedartiklen: Ejection seat ).
Nødluger og -døre er organiseret på forskellige måder afhængigt af formålet med flyet og antallet af personer om bord. Normale udgange laves normalt i venstre side af flyet, nødudgange laves på begge sider, og kan også være på loftet - til nødlanding på vandet.
I henhold til kravene i Uniform Airworthiness Standards for Civil Transport Aircraft skal antallet og størrelsen af nødudgange være sådan, at når de forlader flyet, med 50 % af alle udgange åbne, inklusive de vigtigste, eller separat alle venstre og alle højre udgange, blev evakuering af alle personer om bord udført i højst 90 sekunder.
For sikker nødnedstigning af passagerer fra et højtstående fly er der oppustelige stiger eller tagrender af gummistof om bord.
For at forlade besætningen direkte fra cockpittet bruger piloterne skydevinduer, mens der til at falde til jorden nær hvert vindue er et redningsfald eller et reb (på passagerfly og nogle militærfly).
Uden for flykroppen angiver gule (røde eller hvide) hjørner adgangsområderne til flykroppen for jordholdet. I denne zone er der ofte en inskription: "Hak (åbn) her!" I flyets udstyr til samme formål er der en økse.
Ifølge de gældende regler skal der under flyvninger over vand, der varer mere end 30 minutter, være personligt redningsudstyr til alle besætningsmedlemmer og passagerer om bord på ethvert fly. For mange fly er en nødlanding på vandet strukturelt tilvejebragt (under alle omstændigheder teoretisk). Selv tunge kampfly med et tæt layout har positiv opdrift og kan forblive på vandoverfladen i nogen tid før oversvømmelser, og passagerskibe er endnu mere stabile i denne henseende. Derfor er besætningens handlinger under splashdown beskrevet detaljeret i dokumentet om bord: "Memo til besætningen om aktioner i særlige tilfælde under flyvning", og flyet har marine redningsudstyr i form af redningsveste , gummibåde og oppustelige flåder med en nødoverlevelsesmargin. Selv på store militære transportfly, når de flyver over havet, er lastning i lastrummet af redningsflåder tilvejebragt for hele landgangsstyrken.
Til nødradiokommunikation bruges specielle nødradiostationer, for eksempel indenlandske R-855 Komar eller R-861 Aktiniya. Flyet kan også udstyres med automatiske nødradiofyrer fra KOSPAS-SARSAT-systemet. Nødradiokommunikation på et fly er som udgangspunkt placeret i pilotens kabine eller i umiddelbar nærhed af denne, og nødradiostationer indgår jævnligt i lægningen af redningsbåde, flåder, udkastningssæder.
Typisk udstyr til sikkerhedsudstyr til udkastsæde inkluderer: NAZ-7 bærbar nødforsyning med Komar-2M automatisk radiofyr og PSN-1 oppustelig redningsflåde. Redningsflåden, det automatiske radiofyr og NAZ-pakken er forbundet med et 13-meters fald og stuvet i en sektion af det profilerede låg på sædekoppen, der er fri for sædets iltsystem; når man åbner en redningsfaldskærm, er al denne ejendom adskilt og hænger på et fald.
Se også: Udkastersæde , Faldskærm , Nødradiofyr , Oppustelig redningsflåde , Redningsvest , Bærbar nødforsyning
Hovedartikel: Faldskærmsbremseenhed
Moderne fly er udstyret med komplekst og forskelligartet udstyr, der giver dig mulighed for at flyve under alle forhold. Ifølge den nuværende dokumentation (Federal Aviation Rules) omfatter flyudstyr: Luftfartsudstyr (AO), Radio-elektronisk udstyr (REO), Luftfartsvåben (AB) - til militærkøretøjer.
Cirka halvdelen af designet af et passagerfly og omkring 2/3 af et militærfly er optaget af systemer og udstyr om bord.
(hovedartikel: Luftfartøjsudstyr )
Luftfartøjets luftfartsudstyr omfatter (art. nr. 325 NIAO-90):
AO udstyr og systemer serviceres af AO specialister. I luftfartsenheder (underafdelinger) organiseres en AO-tjeneste, ledet af en ingeniør (senioringeniør) for AO. I civile organisationer (kommercielle flyselskaber) er RTO- og AO-tjenesterne ofte kombineret til én - A&REO (flyelektronik).
Under driften af sammenkoblede systemer i forskellige retninger og indbyggede komplekser organiseres tekniske beregninger fra specialister i de relevante specialer.
Sammensætningen af radio-elektronisk udstyr (REO) om bord på flyet omfatter (artikel nr. 371 NIAO-90):
REA-udstyret og -systemerne vedligeholdes af REA-specialisterne. I luftfartsenhederne (underafdelingerne) organiseres en REA-tjeneste ledet af en ingeniør (senioringeniør) for REA. I civile organisationer (kommercielle flyselskaber) er RTO- og AO-tjenesterne ofte kombineret til én - A&REO (flyelektronik).
Under driften af sammenkoblede systemer i forskellige retninger og indbyggede komplekser organiseres tekniske beregninger fra specialister i de relevante specialer.
(hovedartikel: Luftbevæbning )
Bevæbningen af flyet omfatter luftfartsvåben (AB) og luftbårent transportudstyr (DTO) [19] .
Sammensætningen af luftfartsvåben omfatter [20] : luftfartsmidler til ødelæggelse (ASP), AB-installationer, våbenkontrolsystemer (SMS), luftfartssigte- og computersystemer (PVS), passive jamming-systemer, objektive AB-kontrolsystemer, AB faldskærmsbremse systemer. DTO'en omfatter læsse- og losseudstyr, fortøjningsudstyr, landingsudstyr til personel, landingsudstyr til militært udstyr og last.
Luftfartsmidler til ødelæggelse af ASP inkluderer :
Luftfartsvåbeninstallationer anses for at være aftagelige og indbyggede installationer af artilleri-, bombe- og missilvåben.
Artillerivåbeninstallationer omfatter luftfartsartillerivåben (kanoner, maskingeværer, granatkastere), anordninger, der sikrer deres fastgørelse og sigtning, affyring, levering af patroner, tilbagetrækning af patronhylstre (patroner) og led, anbringelse af ammunition.
Sammensætningen af bombeflyvåbeninstallationerne omfatter enkeltlåse og multilåse bjælker (BD) og klyngeholdere (CD), overgangsbjælker til deres fastgørelse, indbyggede mekanismer til lastning (losning) af et fly med last, anordninger til overførsel af ASP til en kampstilling, samt luftcontainere med mindre last.
Sammensætningen af missilvåbeninstallationer omfatter affyringsramper (APU) og flyudstødningsanordninger (AKU), raketblokke.
Våbenkontrolsystemer omfatter blokke og konsoller, der giver:
Luftfartssigtesystemer og -komplekser omfatter systemer (undersystemer), blokke og konsoller, der giver detektion, genkendelse, sporing af mål, løsning af sigteproblemer, generering og indikation af sigteparametre og styresignaler for flyet, våbenkontrolsystemer (SMS) og ASP.
Specifikt inkluderer AB'er:
Separate undersystemer (systemer) af luftfartssigtesystemer kan samtidig være komponenter i andre indbyggede systemer og omvendt.
De passive jamming-systemer omfatter jamming-maskiner (skydning eller tab af reflektorer), udkastningsanordninger, specielle beholdere, kassetter mv. Det passive jamming-system kan være en del af et flys luftbårne forsvarssystem med elektronisk krigsførelse og elektroniske modforanstaltninger eller være et selvstændigt system.
AV objektiv kontrolsystemer omfatter foto- og videoudstyr og andet udstyr designet til at overvåge AV'en, dens driftsforhold, vurdere pilotens (besætningens) handlinger og AV-ydelsen. OK AB's midler kan indgå i OK VS's midler eller være en del af dem.
De AB pyrotekniske midler omfatter squibs (pyroladninger), der bruges til at sikre funktionen af artillerivåben, bombefly og missilvåben.
DTO inkluderer:
På alle militære flyvepladser organiseres lagerpladser til den første ammunitionsladning (1. f.Kr.). Den første ammunitionsladning er beregnet til den første kampflyvning ifølge planen for overførsel af enheden fra fredstid til krigstid [21] .
AB-systemer og destruktionsmidler håndteres af AB-specialister. I luftfartsenheder organiseres AB-tjenester, ledet af en ingeniør (senioringeniør) for AB. Opbevaring af våben er organiseret i den luftfartstekniske enhed (normalt en luftfartsteknisk base eller en flyvepladsteknisk støttebataljon). Opbevaring og vedligeholdelse af teknisk kompleks ASP er organiseret i specielle enheder eller enheder (SIS - speciel ingeniørtjeneste, RTB - reparation og teknisk base, PLV - anti-ubåds våbenbase osv.)
Også på flyet bruges (kan bruges) en række forskellige pyroteknik : squibs , pyrosapers , pyro - cutters, elektriske hætter, tændere osv. produkter, der anvendes i forskellige fly- og ASP-systemer. For udstyr (frakobling) af enheder med pyrotekniske midler udføres deres drift, kontrol over rettidig udskiftning og tilstedeværelsen af disse midler i systemerne af specialister i ejerskabet af disse systemer.
23 mm AM-23 flykanon
30 mm flykanon GSh-301
Seksløbet luftfart 23 mm automatisk pistol af Gatling-skemaet GSh-6-23