Самолет с фиксированным крылом — это летательный аппарат тяжелее воздуха , например, самолет , способный летать с использованием аэродинамической подъемной силы . Самолеты с фиксированным крылом отличаются от вертолетов (в которых подъемная сила создается ротором , установленным на вращающемся валу) и орнитоптеров (в которых крылья колеблются для создания подъемной силы). Крылья самолета с фиксированным крылом не обязательно жесткие; воздушные змеи, дельтапланы , самолеты с изменяемой стреловидностью крыла и самолеты, использующие морфинг крыла , классифицируются как самолеты с фиксированным крылом.
Планирующие самолеты с фиксированным крылом, включая свободнолетающие планеры и привязные воздушные змеи , могут использовать движущийся воздух для набора высоты. К самолетам с фиксированным крылом (самолетам), которые получают тягу от двигателя, относятся парапланы с двигателем , дельтапланы с двигателем и экранопланы . Большинство самолетов с фиксированным крылом управляются пилотом , но некоторые из них беспилотные и управляются либо дистанционно , либо автономно.
Воздушные змеи использовались примерно 2800 лет назад в Китае, где были доступны материалы для их изготовления. Листовые змеи, возможно, запускались раньше на территории современного Сулавеси , основываясь на их интерпретации наскальных рисунков на близлежащем острове Муна . [1] По крайней мере к 549 году нашей эры бумажные змеи уже летали, как записано в том году, бумажный змей использовался в качестве сообщения для спасательной операции. [2] Древние и средневековые китайские источники сообщают, что воздушные змеи использовались для измерения расстояний, проверки ветра, подъема людей, подачи сигналов и связи для военных операций. [2]
Истории о воздушных змеях были привезены в Европу Марко Поло в конце XIII века, а воздушные змеи были привезены обратно моряками из Японии и Малайзии в XVI и XVII веках. [3] Хотя изначально они считались диковинкой, к XVIII и XIX векам воздушные змеи использовались в научных исследованиях. [3]
Около 400 г. до н. э. в Греции Архит , как полагают, спроектировал и построил первое самоходное летательное устройство, по форме напоминающее птицу и приводимое в движение струей, вероятно, пара, которое, как говорят, пролетело около 200 м (660 футов). [4] [5] Эта машина, возможно, была подвешена во время полета. [6] [7]
Одна из самых ранних попыток с планерами была предпринята монахом 11 века Эйлмером из Малмсбери , но она не удалась. В отчете 17 века говорится, что поэт 9 века Аббас ибн Фирнас предпринял похожую попытку, хотя более ранние источники не сообщают об этом событии. [8]
В 1799 году сэр Джордж Кейли изложил концепцию современного самолета как машины с фиксированным крылом с системами подъема, движения и управления. [9] [10] Кейли строил и летал на моделях самолетов с фиксированным крылом еще в 1803 году, а в 1853 году построил успешный планер для перевозки пассажиров. [11] В 1856 году француз Жан-Мари Ле Брис совершил первый полет с двигателем, буксируя свой планер L'Albatros artificiel лошадью вдоль пляжа. [12] В 1884 году американец Джон Дж. Монтгомери совершил управляемые полеты на планере в рамках серии планеров, которые он построил между 1883 и 1886 годами. [13] Другими летчиками, совершившими подобные полеты в то время, были Отто Лилиенталь , Перси Пилчер и протеже Октава Шанюта .
В 1890-х годах Лоуренс Харгрейв провел исследование конструкций крыла и разработал коробчатый воздушный змей , который поднимал вес человека. Его проекты получили широкое распространение. Он также разработал тип роторного авиационного двигателя, но не создал самолет с фиксированным крылом. [14]
Сэр Хайрам Максим построил судно весом 3,5 тонны с размахом крыльев 110 футов (34 метра), работавшее от двух паровых двигателей мощностью 360 лошадиных сил (270 кВт), приводивших в движение два пропеллера. В 1894 году его машина была испытана с верхними рельсами, чтобы не дать ей подняться. Испытание показало, что у нее достаточно подъемной силы, чтобы взлететь. Судно было неуправляемым, и Максим прекратил работу над ним. [15]
Полеты братьев Райт в 1903 году на их Flyer I признаны Международной авиационной федерацией (FAI), организацией, устанавливающей стандарты и регистрирующей рекорды в области воздухоплавания , «первым устойчивым и управляемым полетом аппарата тяжелее воздуха». [16] К 1905 году Wright Flyer III был способен на полностью управляемый, устойчивый полет в течение значительных периодов времени.
В 1906 году бразильский изобретатель Альберто Сантос Дюмон спроектировал, построил и пилотировал самолет , который установил первый мировой рекорд, признанный Аэроклубом Франции , пролетев 14 бис 220 метров (720 футов) менее чем за 22 секунды. [17] Полет был сертифицирован FAI. [18]
Проект Bleriot VIII 1908 года был ранним проектом самолета, имевшим современную конфигурацию моноплана -тягача . Он имел подвижные хвостовые поверхности, управляющие как рысканием, так и тангажом, форма управления креном, обеспечиваемая либо деформацией крыла, либо элеронами и управляемая пилотом с помощью джойстика и руля направления. Он был важным предшественником его более позднего самолета Bleriot XI для пересечения Ла-Манша, выпущенного летом 1909 года. [19]
Первая мировая война положила начало использованию самолетов в качестве оружия и наблюдательных платформ. Самая ранняя известная воздушная победа с использованием синхронизированного пулеметного истребителя произошла в 1915 году, пилотировал его немецкий лейтенант Luftstreitkräfte Курт Винтгенс . Появились асы-истребители ; наибольшим (по числу воздушных побед) был Манфред фон Рихтгофен . [ требуется цитата ]
В 1919 году Олкок и Браун впервые пересекли Атлантику без посадки. В 1919 году были совершены первые коммерческие рейсы между Соединенными Штатами и Канадой. [ необходима цитата ]
Так называемый Золотой век авиации пришелся на период между двумя мировыми войнами, в течение которых были обновлены интерпретации более ранних прорывов. Инновации включают цельнометаллические планеры самолетов Хуго Юнкерса в 1915 году, что привело к появлению многомоторных самолетов с размахом крыльев до 60+ метров к началу 1930-х годов, принятие в основном радиального двигателя с воздушным охлаждением в качестве практической силовой установки самолета наряду с жидкостно-охлаждаемыми авиационными двигателями V-12 и все более и более длительные полеты — как с Vickers Vimy в 1919 году , за которым через несколько месяцев последовал трансатлантический полет NC-4 ВМС США ; кульминацией стал в мае 1927 года одиночный трансатлантический полет Чарльза Линдберга на Spirit of St. Louis, что подстегнуло попытки все более длительных полетов.
Самолеты присутствовали в главных сражениях Второй мировой войны. Они были важнейшим компонентом военных стратегий, таких как немецкий блицкриг или американские и японские авианосные кампании на Тихом океане.
Военные планеры были разработаны и использовались в нескольких кампаниях, но были ограничены высоким уровнем потерь. Воздушный змей Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze (Wagtail) 1942 года был известен тем, что использовался немецкими подводными лодками .
До и во время войны британские и немецкие конструкторы работали над реактивными двигателями . Первым реактивным самолетом , поднявшимся в воздух в 1939 году, был немецкий Heinkel He 178. В 1943 году первый действующий реактивный истребитель Messerschmitt Me 262 поступил на вооружение немецких Люфтваффе . Позже во время войны британский Gloster Meteor поступил на вооружение, но так и не принял участия в боевых действиях — максимальная скорость полета для той эпохи достигала 1130 км/ч (700 миль/ч), а в начале июля 1944 года был установлен неофициальный рекорд полета немецкого прототипа ракетного истребителя Me 163B V18 . [20]
В октябре 1947 года Bell X-1 стал первым самолетом, превысившим скорость звука, на нем летал Чак Йегер . [21]
В 1948–49 годах самолеты перевозили грузы во время блокады Берлина . Новые типы самолетов, такие как B-52 , были произведены во время холодной войны .
Первый реактивный авиалайнер , de Havilland Comet , был представлен в 1952 году, за ним в 1956 году последовал советский Туполев Ту-104. Boeing 707 , первый широко успешный коммерческий реактивный самолет, находился в коммерческой эксплуатации более 50 лет, с 1958 по 2010 год. Boeing 747 был крупнейшим в мире пассажирским самолетом с 1970 года, пока его не превзошел Airbus A380 в 2005 году. Самым успешным самолетом является Douglas DC-3 , средний двухмоторный пассажирский самолет, который находится в эксплуатации с 1936 года и до сих пор используется для прыжков с парашютом и других развлекательных полетов. Некоторые из тысяч версий нашли другое применение, например, AC-47 , боевой вертолет времен войны во Вьетнаме , который до сих пор используется в некоторых армиях. [ требуется ссылка ]
Самолет (самолет или самолет) — это летательный аппарат с фиксированным крылом, приводимый в движение тягой реактивного двигателя или пропеллера . Самолеты бывают разных размеров, форм и конфигураций крыла. Их используют для отдыха, перевозки грузов и людей, в военных целях и в научных исследованиях.
Гидросамолет (гидросамолет) способен взлетать и приземляться (высаживаться) на воду. Гидросамолеты, которые также могут работать с суши, являются подклассом, называемым самолетами-амфибиями . [22] Гидросамолеты и амфибии делятся на две категории: поплавковые самолеты и летающие лодки .
Многие формы планеров могут включать в себя небольшую силовую установку. К ним относятся:
Аппарат с эффектом земли (GEV) летит близко к земле, используя эффект земли – взаимодействие между крыльями и поверхностью. Некоторые GEV способны летать выше вне эффекта земли (OGE), когда это необходимо – они классифицируются как самолеты с фиксированным крылом. [26]
Планер — летательный аппарат тяжелее воздуха, свободный полет которого не требует двигателя. Планер — планер с фиксированным крылом, предназначенный для парения — набора высоты с помощью восходящих потоков воздуха и для длительных полетов.
Планеры в основном используются для отдыха, но также нашли применение в таких целях, как исследования аэродинамики, ведение военных действий и эвакуация космических аппаратов.
Моторные планеры оснащены ограниченной двигательной установкой для взлета или увеличения продолжительности полета.
Как и в случае с самолетами, планеры бывают разных форм, с разными крыльями, аэродинамической эффективностью, расположением пилота и органами управления.
Большие планеры чаще всего поднимаются в воздух с помощью буксирного самолета или лебедки . Военные планеры использовались в бою для доставки войск и оборудования, в то время как специализированные планеры использовались в атмосферных и аэродинамических исследованиях. Ракетные самолеты и космические самолеты совершали посадки без двигателя, как планеры.
Планеры и планеры, используемые для планерного спорта, обладают высокой аэродинамической эффективностью. Наибольшее отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению составляет 70:1, хотя распространено значение 50:1. После взлета можно набрать еще большую высоту, умело используя восходящий поток воздуха. Были достигнуты перелеты на тысячи километров со средней скоростью более 200 км/ч.
Одним из примеров планера в небольшом масштабе является бумажный самолетик. Обычный лист бумаги можно сложить в аэродинамическую форму довольно легко; его малая масса относительно площади поверхности уменьшает необходимую подъемную силу для полета, позволяя ему планировать на некоторое расстояние.
Планеры и планеры имеют много общих элементов дизайна и аэродинамических принципов с самолетами с двигателем. Например, Horten H.IV был бесхвостым планером с летающим крылом , а орбитальный аппарат Space Shuttle с дельтавидным крылом скользил во время фазы снижения. Многие планеры используют те же поверхности управления и приборы, что и самолеты.
Основное применение современных планеров — спорт и отдых.
Планеры были разработаны в 1920-х годах для развлекательных целей. Когда пилоты начали понимать, как использовать восходящий воздух, были разработаны планеры-планеры с высоким отношением подъемной силы к лобовому сопротивлению . Они позволяли аппарату планировать к следующему источнику « подъемной силы », увеличивая дальность полета. Это дало начало популярному виду спорта — планеризму .
Ранние планеры строились в основном из дерева и металла, позже их заменили композитные материалы, включающие стекло, углерод или арамидные волокна. Для минимизации сопротивления эти типы имеют обтекаемый фюзеляж и длинные узкие крылья с высоким удлинением . Доступны одноместные и двухместные планеры.
Первоначально обучение проводилось короткими «прыжками» на основных планерах , которые не имеют кабины и имеют минимум приборов. [27] Вскоре после Второй мировой войны обучение проводится на двухместных планерах с двойным управлением, но высокопроизводительные двухместные самолеты могут совершать длительные полеты. Первоначально для посадки использовались полозья, позже их заменили на колеса, часто убирающиеся. Планеры, известные как моторные планеры, предназначены для полета без двигателя, но могут использовать поршневые , роторные , реактивные или электрические двигатели . [28] Планеры классифицируются FAI для соревнований по классам планерных соревнований в основном на основе размаха крыльев и закрылков.
Класс сверхлегких планеров, включая некоторые известные как микролифтовые планеры и некоторые известные как воздушные кресла, был определен FAI на основе веса. Они достаточно легкие, чтобы их можно было легко транспортировать, и в некоторых странах на них можно летать без лицензии. Сверхлегкие планеры имеют характеристики, похожие на дельтапланы , но предлагают некоторую безопасность при столкновении, поскольку пилот может пристегнуться к вертикальному сиденью внутри деформируемой конструкции. Посадка обычно осуществляется на одно или два колеса, что отличает эти летательные аппараты от дельтапланов. Большинство из них строятся отдельными конструкторами и любителями.
Военные планеры использовались во время Второй мировой войны для перевозки войск ( пехоты на планерах ) и тяжелого оборудования в зоны боевых действий. Планеры буксировались в воздух и большую часть пути к цели транспортными самолетами, например, C-47 Dakota , или одноразовыми бомбардировщиками, которые были отнесены к второстепенным видам деятельности, например, Short Stirling . Преимущество перед парашютистами заключалось в том, что тяжелое оборудование можно было высадить, а войска быстро собирались, а не рассредоточивались по зоне парашютного десантирования . Планеры рассматривались как одноразовые, построенные из недорогих материалов, таких как дерево, хотя некоторые из них использовались повторно. Ко времени Корейской войны транспортные самолеты стали больше и эффективнее, так что даже легкие танки можно было сбрасывать на парашютах, что сделало планеры устаревшими.
Даже после разработки самолетов с двигателем планеры продолжали использоваться для авиационных исследований . Гибкое крыло NASA Paresev Rogallo было разработано для исследования альтернативных методов восстановления космических аппаратов. Хотя это приложение было заброшено, реклама вдохновила любителей адаптировать аэродинамический профиль гибкого крыла для дельтапланов.
Первоначальные исследования многих типов летательных аппаратов с фиксированным крылом, включая летающие крылья и подъемные тела, также проводились с использованием прототипов без двигателя.
Дельтаплан — это планирующий летательный аппарат , в котором пилот подвешен в подвесной системе, подвешенной к каркасу самолета , и осуществляет управление путем смещения веса тела в противовес раме управления. Дельтапланы обычно изготавливаются из алюминиевого сплава или каркасного тканевого крыла из композитного материала . Пилоты могут парить часами, набирать тысячи метров высоты в восходящих потоках тепла , выполнять фигуры высшего пилотажа и планировать по пересеченной местности на сотни километров.
Параплан — это легкий, свободно летающий, запускаемый ногами планер без жесткого корпуса. [29] Пилот подвешен в подвесной системе под полым тканевым крылом, форма которого формируется его стропами подвески. Воздух, поступающий через отверстия в передней части крыла, и аэродинамические силы воздуха, протекающего снаружи, приводят в движение летательный аппарат. Парапланеризм чаще всего является развлекательным занятием.
Бумажный самолетик — игрушечный летательный аппарат (обычно планер), изготовленный из бумаги или картона.
Модели планеров — это модели самолетов, изготовленные из легких материалов, таких как полистирол и бальзовое дерево . Модели варьируются от простых планеров до точных масштабных моделей , некоторые из которых могут быть очень большими.
Планирующие бомбы — это бомбы с аэродинамическими поверхностями, которые позволяют осуществлять планирующий полет, а не баллистический. Это позволяет самолетам с дистанции атаковать цель на расстоянии.
Воздушный змей — это привязанный летательный аппарат, удерживаемый в воздухе ветром, который обдувает его крыло(я). [30] Высокое давление под крылом отклоняет воздушный поток вниз. Это отклонение создает горизонтальное сопротивление в направлении ветра. Результирующий вектор силы от компонентов подъемной силы и силы сопротивления противодействует натяжению троса .
Воздушные змеи в основном используются в развлекательных целях, но имеют и множество других применений. Ранние пионеры, такие как братья Райт и Дж. У. Данн, иногда запускали самолет в качестве воздушного змея, чтобы подтвердить его летные характеристики, прежде чем добавлять двигатель и средства управления полетом.
.jpg/1280px-Chinese_dragon_kite_(Berkeley,_California_-_2000).jpg)
Воздушные змеи использовались для подачи сигналов, доставки боеприпасов и наблюдения , поднимая наблюдателя над полем боя, а также для аэрофотосъемки с помощью воздушных змеев .
Воздушные змеи использовались в научных целях, например, в знаменитом эксперименте Бенджамина Франклина , доказавшем, что молния — это электричество . Воздушные змеи были предшественниками традиционных самолетов и сыграли важную роль в развитии ранних летательных аппаратов. Александр Грэхем Белл экспериментировал с большими воздушными змеями для подъема людей , как и братья Райт и Лоуренс Харгрейв . Воздушные змеи сыграли историческую роль в подъеме научных приборов для измерения атмосферных условий для прогнозирования погоды .
Воздушные змеи могут использоваться для переноски радиоантенн. Этот метод был использован для приемной станции первой трансатлантической передачи Маркони . Привязанные воздушные шары могут быть более удобными для таких экспериментов, поскольку антенны, переносимые воздушными змеями, требуют сильного ветра, который не всегда может быть доступен при наличии тяжелого оборудования и заземляющего проводника.
Воздушные змеи могут использоваться для переноски источников света, таких как светящиеся палочки или фонарики на батарейках.
Воздушные змеи могут использоваться для того, чтобы тянуть людей и транспортные средства по ветру. Эффективные воздушные змеи типа фойл, такие как силовые воздушные змеи, также могут использоваться для движения против ветра по тем же принципам, что и другие парусные суда, при условии, что боковые силы на земле или в воде перенаправлены, как с помощью килей, швертов, колес и ледяных лезвий традиционных парусных судов. За последние два десятилетия стали популярными виды спорта с кайт-парусом , такие как кайт-багги , кайт-лендбординг , кайт-боутинг и кайт-серфинг. Сноукайтинг также популярен.
Кайт-сейлинг открывает несколько возможностей, недоступных в традиционном парусном спорте:
Научно-исследовательские и опытно-конструкторские проекты изучают воздушные змеи для использования высотных ветровых потоков для выработки электроэнергии. [31]
Фестивали воздушных змеев — популярный вид развлечений во всем мире. Они включают местные мероприятия, традиционные фестивали и крупные международные фестивали.
Структурным элементом самолета с фиксированным крылом является планер. Он различается в зависимости от типа самолета, его назначения и технологии. Ранние планеры изготавливались из дерева с тканевыми поверхностями крыльев. Когда для активного полета стали доступны двигатели, их крепления стали делать из металла. По мере увеличения скорости металл становился все более распространенным, пока к концу Второй мировой войны не стали обычными цельнометаллические (и стеклянные) самолеты. В наше время композитные материалы стали более распространенными.
Типичные структурные элементы включают в себя:
.jpg/1280px-Antonov_225_(2010).jpg)
Крылья самолета с фиксированным крылом — это статические плоскости, простирающиеся по обе стороны самолета. Когда самолет движется вперед, воздух обтекает крылья, которые имеют форму, создающую подъемную силу.
Воздушные змеи и некоторые легкие планеры и самолеты имеют гибкие поверхности крыльев, которые натянуты на раму и сделаны жесткими за счет подъемной силы, оказываемой потоком воздуха на них. Более крупные самолеты имеют жесткие поверхности крыльев.
Независимо от того, гибкие или жесткие, большинство крыльев имеют прочный каркас, который придает им форму и передает подъемную силу с поверхности крыла на остальную часть самолета. Основными структурными элементами являются один или несколько лонжеронов, идущих от корня до кончика, и нервюры, идущие от передней (передней) до задней (задней) кромки.
Ранние двигатели самолетов имели небольшую мощность, а малый вес был критически важен. Кроме того, ранние профили были тонкими и не могли поддерживать прочную раму. До 1930-х годов большинство крыльев были настолько хрупкими, что добавлялись внешние распорки и тросы. По мере увеличения мощности двигателя крылья могли быть сделаны достаточно тяжелыми и прочными, чтобы распорки были ненужными. Такое крыло без распорок называется консольным крылом.
Количество и форма крыльев сильно различаются. Некоторые конструкции объединяют крыло с фюзеляжем, в то время как левое и правое крылья, разделенные фюзеляжем, встречаются чаще.
Иногда использовались и другие варианты крыльев, например, трехкрылый триплан времен Первой мировой войны. Четырехкрылые квадрупланы и другие многопланные конструкции не имели большого успеха.
Большинство самолетов — монопланы с одним или двумя параллельными крыльями. Бипланы и трипланы располагают одно крыло над другим. Тандемные крылья располагают одно крыло позади другого, возможно, соединенные на концах. Когда доступная мощность двигателя увеличилась в 1920-х и 1930-х годах и расчалки больше не были нужны, нерасчаленный или свободнонесущий моноплан стал наиболее распространенной формой.
Форма в плане — это форма, видимая сверху/снизу. Чтобы быть аэродинамически эффективными, крылья прямые с большим размахом, но короткой хордой (высокое удлинение ). Чтобы быть структурно эффективными и, следовательно, легкими, размах крыльев должен быть как можно меньше, но иметь достаточную площадь для обеспечения подъемной силы.
Для полета на околозвуковых скоростях крылья с изменяемой геометрией меняют ориентацию, наклоняясь назад, чтобы уменьшить сопротивление от сверхзвуковых ударных волн. Крыло с изменяемой стреловидностью трансформируется из эффективной прямой конфигурации для взлета и посадки в стреловидную конфигурацию с низким сопротивлением для высокоскоростного полета. Были опробованы и другие формы изменяемой формы плана, но ни одна из них не вышла за рамки стадии исследований. Стреловидное крыло — это прямое крыло, стреловидное назад или вперед.
Крыло Delta имеет треугольную форму, которая служит различным целям. Как гибкое крыло Rogallo , оно обеспечивает стабильную форму под воздействием аэродинамических сил и часто используется для воздушных змеев и других сверхлегких летательных аппаратов. Оно способно развивать сверхзвуковую скорость, сочетая высокую прочность с низким сопротивлением.
Крылья обычно полые, также служат топливными баками. Они оснащены закрылками , которые позволяют крылу увеличивать/уменьшать сопротивление/подъемную силу для взлета и посадки, а также, действуя в противофазе, менять направление.
Фюзеляж обычно длинный и тонкий, обычно с коническими или закругленными концами, чтобы сделать его форму аэродинамически гладкой. Большинство самолетов с фиксированным крылом имеют один фюзеляж. Другие могут иметь несколько фюзеляжей, или фюзеляж может быть оснащен балками по обе стороны хвоста, чтобы позволить использовать крайнюю заднюю часть фюзеляжа.
Фюзеляж обычно несет экипаж , пассажиров, груз, а иногда топливо и двигатель(и). Планеры обычно не имеют топлива и двигателей, хотя некоторые вариации, такие как моторные планеры и ракетные планеры, имеют их для временного или дополнительного использования.
Пилоты пилотируемых коммерческих самолетов с фиксированным крылом управляют ими из кабины внутри фюзеляжа, обычно расположенной спереди/сверху, оборудованной органами управления, окнами и приборами, отделенной от пассажиров надежной дверью. В небольших самолетах пассажиры обычно сидят позади пилота(ов) в салоне, иногда пассажир может сидеть рядом или перед пилотом. Более крупные пассажирские самолеты имеют отдельную пассажирскую кабину или иногда кабины, которые физически отделены от кабины.
Самолеты часто имеют двух или более пилотов, один из которых командует всем («пилот»), а один или несколько «вторых пилотов». На более крупных самолетах штурман обычно также сидит в кабине. Некоторые военные или специализированные самолеты могут иметь в кабине и других членов летного экипажа.
Летающее крыло — это бесхвостый летательный аппарат , не имеющий отдельного фюзеляжа , в котором размещаются экипаж, полезная нагрузка и оборудование. [32] : 224
Конфигурация летающего крыла широко изучалась в 1930-х и 1940-х годах, в частности, Джеком Нортропом и Честоном Л. Эшельманом в Соединенных Штатах, а также Александром Липпишем и братьями Хортен в Германии. После войны многочисленные экспериментальные конструкции основывались на концепции летающего крыла. Общий интерес продолжался и в 1950-х годах, но конструкции не давали большого преимущества в дальности и представляли технические проблемы. Летающее крыло наиболее практично для конструкций в диапазоне медленных и средних скоростей и вызывало постоянный интерес как конструкция тактического транспортника .
Интерес к летающим крыльям возродился в 1980-х годах из-за их потенциально низкой эффективной площади отражения . Технология «стелс» основана на формах, которые отражают радиолокационные волны только в определенных направлениях, что затрудняет их обнаружение. Такой подход в конечном итоге привел к созданию бомбардировщика- невидимки Northrop B-2 Spirit (на фото). Аэродинамика летающего крыла не является основной проблемой. Управляемые компьютером системы управления по проводам компенсировали многие аэродинамические недостатки, обеспечив эффективный и стабильный самолет большой дальности.
Самолеты со смешанным крылом имеют корпус в форме сплющенного аэродинамического профиля, который создает большую часть подъемной силы, необходимой для удержания самолета в воздухе, а также отчетливые и отдельные конструкции крыльев, хотя крылья и соединены с корпусом.
Самолеты с корпусом типа «смешанное крыло» включают в себя конструктивные особенности фюзеляжа и летающего крыла. Предполагаемые преимущества подхода к корпусу типа «смешанное крыло» — эффективные крылья с высокой подъемной силой и широкий корпус в форме аэродинамического профиля. Это позволяет всему самолету вносить вклад в создание подъемной силы с потенциально повышенной экономией топлива.
Подъемное тело — это конфигурация, в которой тело создает подъемную силу . В отличие от летающего крыла , которое представляет собой крыло с минимальным или отсутствующим обычным фюзеляжем , подъемное тело можно рассматривать как фюзеляж с небольшим или отсутствующим обычным крылом. В то время как летающее крыло стремится максимизировать крейсерскую эффективность на дозвуковых скоростях за счет устранения неподъемных поверхностей, подъемные тела, как правило, минимизируют сопротивление и структуру крыла для дозвукового, сверхзвукового и гиперзвукового полета или возвращения космического корабля в атмосферу. Все эти режимы полета создают проблемы для устойчивости полета.
Подъемные тела были основной областью исследований в 1960-х и 1970-х годах как средство для создания небольших и легких пилотируемых космических аппаратов. США построили ракетные самолеты с подъемным телом для проверки концепции, а также несколько ракетных возвращаемых аппаратов. Интерес угас, когда ВВС США потеряли интерес к пилотируемым миссиям, и основные разработки прекратились в процессе проектирования Space Shuttle , когда стало ясно, что фюзеляжи высокой формы затрудняют установку топливных баков.
Классическое крыло с аэродинамическим профилем нестабильно в полете. Самолеты с гибким крылом часто полагаются на якорный трос или вес пилота, висящего внизу, чтобы поддерживать правильное положение. Некоторые типы свободного полета используют адаптированный аэродинамический профиль, который стабилен, или другие механизмы, включая электронную искусственную устойчивость.
Для достижения балансировки, устойчивости и контроля большинство типов самолетов с фиксированным крылом имеют хвостовое оперение, состоящее из плавника и руля направления, которые действуют горизонтально, а также хвостового оперения и руля высоты, которые действуют вертикально. Это настолько распространено, что известно как обычная компоновка. Иногда два или более плавников разнесены вдоль хвостового оперения.
Некоторые типы имеют горизонтальный носовой руль типа « утка » перед основным крылом, а не позади него. [32] : 86 [33] [34] Этот носовой руль может способствовать балансировке, устойчивости или управлению самолетом, или нескольким из этих показателей.
Воздушные змеи управляются с помощью одного или нескольких тросов.
Планеры и самолеты имеют сложные системы управления, особенно если они пилотируемые.
Органы управления позволяют пилоту управлять самолетом в воздухе и на земле. Обычно это:
Другие распространенные элементы управления включают в себя:
На борту самолета могут быть два кресла пилотов с двойным управлением, что позволяет им управлять самолетом по очереди.
Система управления может допускать полную или частичную автоматизацию, например, автопилот , выравниватель крыла или система управления полетом . Беспилотный летательный аппарат не имеет пилота и управляется дистанционно или с помощью гироскопов, компьютеров/датчиков или других форм автономного управления.
На пилотируемых самолетах приборы предоставляют пилотам информацию, в том числе о полете , двигателях , навигации , связи и других бортовых системах, которые могут быть установлены.
Шесть основных инструментов, иногда называемых «шестью пакетами», это: [35]
Другие приборы в кабине включают:
Некоторые или все эти инструменты могут отображаться на дисплее компьютера и управляться с помощью сенсорного экрана, как на телефоне.
В 1799 году он впервые в истории сформулировал концепцию современного самолета. Кейли определил вектор сопротивления (параллельный потоку) и вектор подъемной силы (перпендикулярный потоку).
Английский пионер воздушной навигации и авиационной техники и конструктор первого успешного планера, поднявшего человека в воздух. Кейли создал современную конфигурацию самолета как летательного аппарата с фиксированным крылом и отдельными системами для подъемной силы, движения и управления еще в 1799 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ), стр. 51. Отмечает соглашение между ИКАО и ИМО о том, что экранопланы подпадают под юрисдикцию Международной морской организации, хотя есть исключение для судов с длительным использованием вне зоны влияния земли (OGE), которые следует считать самолетами.
