Aircraft - Aircraft


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NASA aeronaves de teste
Voodoo , um P modificado 51 Mustang, é o Reno Air campeão de corrida de 2014.

Uma aeronave é uma máquina que é capaz de voar por ganhar o apoio do ar . Ele contraria a força da gravidade usando um elevador estático ou usando o elevador dinâmica de um aerofólio , ou em alguns casos, o impulso para baixo a partir de motores a jato . Exemplos comuns de aeronaves incluem aviões , helicópteros , aeronaves (incluindo dirigíveis ), planadores e balões de ar quente .

A atividade humana que envolve aviões é chamado de aviação . A ciência da aviação, incluindo a concepção e aeronaves edifício, é chamado aeronáutica . Tripulados aeronaves são percorridos por um bordo piloto , mas veículos aéreos não tripulados podem ser controlados remotamente ou controlado pelo auto por computadores de bordo. Aviões podem ser classificadas por diferentes critérios, como tipo de elevador, propulsão de aeronaves , uso e outros.

História

Artesanato e histórias de tripulada modelo voando vôo e descida segura - - no entanto a primeira ascensão tripulada voltar muitos séculos, nos tempos modernos ocorreu por balões de ar quente maiores desenvolvidos no século 18. Cada uma das duas guerras mundiais levou a grandes avanços técnicos. Consequentemente, a história da aeronave pode ser dividido em cinco eras:

Métodos de elevador

Mais leves que o ar - aeróstatos

De ar quente balões

Aeróstatos usar flutuabilidade para flutuar no ar da mesma maneira que os navios flutuar na água. Eles são caracterizados por uma ou mais grandes gasbags ou toldos, cheias com um gás relativamente baixa densidade, tais como hélio , hidrogénio , ou de ar quente , que é menos denso do que o ar circundante. Quando o peso desta é adicionado ao peso da estrutura da aeronave, acrescenta-se para o mesmo peso que o ar que a embarcação desloca.

Balões de ar quente pequenos chamados céu lanternas foram inventados na China antiga, anterior ao século 3 aC e usado principalmente em celebrações culturais, e foram apenas o segundo tipo de aeronave para voar, sendo o primeiro pipas que foram inventados na China antiga sobre dois mil anos atrás (ver Dinastia Han ).

Dirigível USS Akron sobre Manhattan na década de 1930

Um balão foi originalmente qualquer aerostat, enquanto o termo dirigível foi usado para grandes projetos, aviões movidos - de asa fixa normalmente. Em 1919 Frederick Handley Page foi relatado como se referindo a "navios do ar", com tipos menores de passageiros como "iates de ar." Na década de 1930, grandes barcos voadores intercontinentais foram também por vezes referido como "navios de ar" ou "vôo-navios". - embora nenhum deles tinha ainda sido construída. O advento de balões movidos, chamado de balões dirigíveis, e mais tarde dos cascos rígidos, permitindo um grande aumento no tamanho, começou a mudar a forma como estas palavras foram usadas. Aeróstatos movidos enormes, caracterizado por uma rígida estrutura exterior e a pele circundante aerodinâmico separado os sacos de gás, foram produzidos, os zepelins sendo o maior e mais famoso. Ainda havia nenhuma aeronave de asa fixa ou balões não rígidos grandes o suficiente para ser chamado de aeronaves, por isso "dirigível" passou a ser sinônimo de estas aeronaves. Em seguida, vários acidentes, como o desastre do Hindenburg em 1937, levou ao fim destas aeronaves. Hoje em dia um "balão" é um aeróstato sem energia e um "dirigível" é uma potência.

A potência, aeróstato dirigível é chamado de um dirigível . Às vezes este termo é aplicado apenas aos balões não rígidos, e às vezes dirigível é considerado como a definição de uma aeronave (que pode então ser rígida ou não rígida). Dirigíveis não rígidos são caracterizados por uma gasbag moderadamente aerodinâmico com aletas de estabilização na parte de trás. Estes logo se tornou conhecido como dirigíveis . Durante a Segunda Guerra Mundial , esta forma foi amplamente adotado por balões cativos; no tempo ventoso, o que reduz tanto a pressão sobre a corda e estabiliza o balão. O apelido dirigível foi adoptada juntamente com a forma. Nos tempos modernos, qualquer pequeno dirigível ou aeronave é chamado de um dirigível, embora um dirigível pode ser desenergizado, bem como powered.

aerodynes - mais pesados ​​do que o ar

Aeronave mais pesada que o ar, como aviões , deve encontrar alguma maneira de empurrar para baixo de ar ou gás, de modo que ocorre uma reação (por leis do movimento de Newton) para empurrar o avião para cima. Este movimento dinâmico através do ar é a origem do termo aerodyne . Há duas maneiras de produzir empuxo dinâmico: sustentação aerodinâmica , e elevador alimentado na forma de propulsão do motor.

Elevador aerodinâmico envolvendo asas é o mais comum, com aeronaves de asa fixa sendo mantido no ar pelo movimento para a frente das asas, e helicópteros por fiação rotores em forma de asa, por vezes, chamado de asas rotativas. Uma asa é uma superfície plana, horizontal, geralmente em forma em secção transversal como um aerofólio . Para voar, o ar deve fluir sobre a asa e gerar elevador . Uma asa flexível é uma asa feito de tecido ou material de folha fina, muitas vezes esticada sobre uma estrutura rígida. Um papagaio é presa ao terreno e baseia-se na velocidade do vento sobre as asas, que pode ser flexível ou rígida, fixa ou rotativa.

Com elevador powered, a aeronave dirige a sua propulsão do motor verticalmente para baixo. V / STOL aeronaves, como o Harrier Jump Jet e F-35B decolar e pousar verticalmente usando elevador potência e transferência para sustentação aerodinâmica em vôo estável.

A pura foguete não é geralmente considerada como uma aerodyne, porque não dependem do ar para a sua elevação (e pode até mesmo voar para o espaço); no entanto, muitos veículos de elevação aerodinâmicas foram movidos ou assistido por motores de foguete. Mísseis rocket-powered que obtêm sustentação aerodinâmica em velocidade muito alta devido ao fluxo de ar sobre seus corpos são um caso marginal.

ASA consertada

Um Airbus A380 , o maior do mundo de passageiros avião de passageiros

O precursor da aeronave de asa fixa é a pipa . Considerando uma aeronave de asa fixa depende de sua velocidade para a frente para criar um fluxo de ar sobre as asas, uma pipa é presa ao chão e confia no vento soprando sobre suas asas para fornecer elevador. Kites foram o primeiro tipo de aeronave a voar, e foram inventados na China cerca de 500 aC. Pesquisa aerodinâmica muito foi feito com pipas antes aeronave de teste, túneis de vento, e programas de modelagem de computador tornou-se disponível.

A primeira embarcação mais pesado do que o ar capaz de livre-voo controlado foram planadores . Um planador desenhado por George Cayley realizado o primeiro vôo tripulado verdade, controlado em 1853.

Prático, alimentado, aeronaves de asa fixa (o avião ou um avião) foram inventados por Wilbur e Orville Wright . Além disso o método de propulsão , aeronaves de asa fixa são, em geral, caracterizado pela sua configuração de asa . As características asa mais importantes são:

  • Número de asas - Monoplane , biplano , etc.
  • apoio asa - Preparada ou cantilever, rígida ou flexível.
  • Asa planform - incluindo a relação de aspecto , ângulo de varrimento , e quaisquer variações ao longo do tempo de (incluindo a classe importante de asas delta ).
  • Localização do estabilizador horizontal, se houver.
  • Ângulo diedro - positiva, nula ou negativa (diedro negativo).

A geometria variável aeronave pode mudar sua configuração de asa durante o vôo.

A asa voadora não tem fuselagem, embora possa ter pequenas bolhas ou vagens. O oposto deste é um corpo de elevação , o qual não tem asas, embora possa ter pequenas superfícies de estabilização e de controlo.

Wing-no-chão-efeito veículos não são considerados aviões. Eles "voar" de forma eficiente perto da superfície do solo ou água, como avião convencional durante a decolagem. Um exemplo é o ekranoplan russo (apelidado de "Monster Mar Cáspio"). Homem-motorizado aeronaves também contam com efeito de solo para permanecer no ar com um piloto potência mínima, mas isso é só porque eles são tão fraca potência-na verdade, a fuselagem é capaz de voar mais alto.

rotorcraft

Aeronaves de asas rotativas, ou de uma aeronave de asa rotativa, usar um rotor que gira com lâminas secção aerofólio (uma asa rotativa ) para fornecer elevador. Tipos incluem helicópteros , autogiros , e vários híbridos tais como gyrodynes e composto de asas rotativas.

Helicópteros tem um rotor girado por um eixo acionado pelo motor. O rotor empurra o ar para baixo para criar sustentação. Ao inclinar o rotor para a frente, o fluxo descendente está inclinado para trás, produzindo impulso para o vôo para a frente. Alguns helicópteros têm mais de um rotor e alguns têm rotores virou por jatos de gás nas pontas.

Gordura industrial tem rotores sem energia, com uma planta de alimentação separada para fornecer empuxo. O rotor é inclinado para trás. Como o autogiro avança, ar sopra para cima através do rotor, tornando-o girar. Esta rotação aumenta a velocidade do fluxo de ar sobre o rotor, para fornecer elevador. Kites do rotor são autogiros sem energia, que são rebocados para dar-lhes a velocidade de avanço ou amarrado a uma âncora estático em alto-vento para o vôo kited.

Cyclogyros girar suas asas torno de um eixo horizontal.

Composto helicópteros têm asas que fornecem alguns ou todos do elevador em vôo para a frente. Eles são hoje classificados como descolagem vertical tipos e não como helicópteros. Tiltrotor aeronave (tais como o V-22 Osprey ), tiltwing , tailsitter , e coleóptero aeronaves têm os seus rotores / hélices horizontais para voo vertical e verticais para o voo para a frente.

Outros métodos de elevador

X-24B corpo de elevação.
  • Um corpo de elevação é um corpo em forma de aeronaves para produzir elevador. Se não houver nenhum asas, eles são muito pequenos para fornecer elevador significativo e são utilizados apenas para estabilidade e controle. Corpos de elevação não são eficientes: eles sofrem de alta resistência, e também deve viajar em alta velocidade para gerar sustentação suficiente para voar. Muitos dos protótipos de pesquisa, tais como a Martin-Marietta X-24 , o que levou até o vaivém espacial , foram levantamento organismos (embora o próprio de transporte não é), e alguns supersónicos mísseis obter elevador a partir do fluxo de ar ao longo de um corpo tubular.
  • Descolagem vertical tipos contam com elevador derivado do motor para a decolagem e pouso vertical ( VTOL ). A maioria dos tipos de transição para elevador de asa fixa para o vôo horizontal. Classes de tipos descolagem vertical incluem VTOL aviões de jacto (tal como o jacto de salto Harrier ) e tiltrotors (tais como o V-22 Osprey ), entre outros. Alguns projetos experimentais confiar inteiramente em propulsão do motor para fornecer elevador durante todo o vôo, incluindo plataformas pairar pessoal fã-lift e jetpacks. VTOL projetos de pesquisa incluem o Bedstead voando .
  • O avião Flettner utiliza um cilindro rotativo, em lugar de uma asa fixa, a obtenção de elevador a partir do efeito de Magnus .
  • O ornitóptero obtem a pressão agitando suas asas.

Escala, tamanhos e velocidades

tamanhos

O menor aviões são brinquedos, e, até mesmo menor - nano-aviões .

A maior aeronave por dimensões e volume de (a partir de 2016) é a 302 pés de comprimento (cerca de 95 metros) britânica Airlander 10 , um balão híbrido, com características de helicóptero e de asa fixa, e supostamente capaz de velocidades até 90 mph ( cerca de 150 km / h), e uma resistência no ar de duas semanas com uma carga útil de até 22.050 libras (11 toneladas).

O maior avião de peso e maior avião regulares de asa fixa já construído (a partir de 2016), é o Antonov An-225 . Isso 6 motor de transporte russo ucraniano-construída da década de 1980 é de 84 metros (276 pés) de comprimento, com uma envergadura de 88 metros (289 pés). Ele detém o recorde payload mundo, após o transporte 428,834 libras (200 toneladas) de produtos, e recentemente voou cargas de 100 toneladas comercialmente. Pesando em algum lugar entre 1,1 e 1,4 milhões de libras (550-700 toneladas) máxima carregado de peso, também é a aeronave mais pesada a ser construído, até à data. Ele pode voar a 500 mph.

Os maiores aviões militares são o ucraniano / russo Antonov An-124 (a segunda maior avião do mundo, também usado como um transporte civil), e americano Lockheed C-5 Galaxy transporte, pesagem, carregado, mais de 765.000 libras (mais de 380 toneladas). A 8-motor, pistão / hélice Hughes HK-1 " Spruce Goose ", um americano Guerra Mundial II de madeira de transporte, com barco voador maior envergadura (94 metros / 260 pés) do que qualquer aeronave atual, e uma cauda com altura igual a o mais alto (Airbus A380-800 em 24,1 metros / 78 pés) - voou apenas um pequeno salto no final de 1940, e nunca voou para fora do efeito de solo .

As maiores aviões civis, para além do acima mencionado An-225 e An-124, são o Airbus Beluga derivado de transporte de carga do Airbus A300 jacto de avião, o Boeing Dreamlifter derivado de transporte de carga da Boeing 747 do jato / transporte (a 747 -200B era, na sua criação na década de 1960, o avião mais pesado já construído, com um peso máximo de 836.000 libras (mais de 400 toneladas)), e o de dois andares Airbus A380 "super-jumbo" jet avião (do mundo maior de passageiros avião ).

velocidades

O voo da aeronave alimentado mais rápido gravada e de voo da aeronave mais rápido gravado de uma aeronave de respirar ar era da NASA X-43A Pegasus, um scramjet -powered, hipersônico , levantando o corpo de aeronaves pesquisa experimental, a Mach 9,6 (cerca de 7.000 mph). O X-43A definir essa nova marca, e quebrou seu próprio recorde mundial (de Mach 6,3, cerca de 5.000 mph, fixado em Março de 2004) em seu vôo terceira e última em 16 de novembro de 2004.

Antes do X-43A, o vôo de avião movido a mais rápida gravada (e ainda o recorde para o , avião movido mais rápido tripulado / mais rápido tripulados aeronaves, não-nave espacial ) foi da North American X-15A-2 , avião movido a foguete no 4,520 mph (7.274 kmh), Mach 6,72, em 3 de outubro de 1967. em um vôo atingiu uma altitude de 354,300 pés.

O , aeronaves produção mais rápida conhecido (excepto foguetes e mísseis) actualmente ou anteriormente operacional (a partir de 2016) são os seguintes:

  • O mais rápido aeronaves de asa fixa, e planador mais rápido, é o ônibus espacial , um híbrido de foguete-delta, que reentrou na atmosfera como um planador de asa fixa em mais de Mach 25 (mais de 25 vezes a velocidade do som de cerca de 17.000 mph na reentrada na atmosfera da Terra).
  • O mais rápido avião militar já construído: Lockheed SR-71 Blackbird , um US reconhecimento aeronaves de asa fixa jato, conhecido por voar além Mach 3,3 (cerca de 2.200 mph a altitude de cruzeiro). Em 28 de Julho de 1976, um SR-71 estabeleceu o recorde para o avião operacional mais rápido e mais alto voando com uma velocidade recorde absoluto de 2,193 mph e um recorde de altitude absoluta de 85,068 pés. Na sua aposentadoria na Janeiro de 1990, foi o mais rápido aeronaves ar aspirado / aviões a jato mais rápido no mundo, um recorde ainda em pé a partir de agosto de 2016.
Nota: Algumas fontes referem-se ao acima mencionado X-15 como o "avião militar mais rápido", porque era parte de um projeto da Marinha dos EUA e da Força Aérea; no entanto, o X-15 não foi utilizado em operações militares reais não experimentais.
  • A aeronave militar atual mais rápido são a União Soviética / Rússia MiG-25 -capable de Mach 3,2 (2,170 mph), à custa de danos no motor, ou Mach 2.83 (1,920 mph) normalmente e os russos MiG-31 E (também capaz de Mach 2,83 normalmente). Ambos são aviões de jacto lutador-interceptor, em operações activas a partir de 2016.
  • O mais rápido avião civil já construído, e avião de passageiros mais rápido já construído: o brevemente operado Tupolev Tu-144 supersónico do jato (Mach 2,35, 1.600 mph, 2.587 km / h), o que foi acreditado para cruzeiro em cerca de Mach 2,2. O Tu-144 (oficialmente operado a partir de 1968 a 1978, terminando depois de dois acidentes da pequena frota) foi sobrevivido por seu rival, o Concorde SST (Mach 2,23), um avião supersônico / British francês, conhecido que voem a Mach 2.02 (1.450 mph, 2,333 kmh em altitude de cruzeiro), operando a partir de 1976 até a frota pequena Concorde foi fundamentada de forma permanente em 2003, após a queda de um no início de 2000.
  • O mais rápido avião civil actualmente a voar : o Cessna Citation Ten , um jato executivo americano, capaz de Mach 0,935 (mais de 600 mph a altitude de cruzeiro). Seu rival, o americano Gulfstream 650 de jatos executivos, pode alcançar Mach 0,925
  • O mais rápido avião voando atualmente é o Boeing 747 , citado como sendo capaz de cruzeiro ao longo Mach 0,885 (mais de 550 mph). Anteriormente, os mais rápidos foram a conturbada, de curta duração russo (União Soviética) Tupolev Tu-144 SST (Mach 2,35) eo francês / British Concorde SST (Mach 2,23, normalmente viajando a Mach 2). Antes deles, o Convair 990 jet avião de passageiros dos anos 1960 voou em mais de 600 mph.

Propulsão

aeronaves unpowered

Planadores são aeronave mais pesada do que o ar que não empregam propulsão Uma vez no ar. Take-off pode ser lançando frente e para baixo a partir de um local alto, ou puxando para o ar em uma linha de reboque, seja por um guincho terrestre ou veículo, ou por uma aeronave "cabo". Para um planador para manter a sua velocidade de ar para a frente e elevador, ele deve descer em relação ao ar (mas não necessariamente em relação ao solo). Muitos planadores podem 'subir' - altura ganho de correntes de ar ascendentes, tais como correntes térmicas. O primeiro, exemplo controlável prática foi projetado e construído pelo cientista e pioneiro britânico George Cayley , que muitos reconhecem como o primeiro engenheiro aeronáutico. Exemplos comuns de planadores são planadores , asa-delta e parapentes .

Balões deriva com o vento, embora, normalmente, o piloto pode controlar a altitude, quer por aquecimento do ar ou através da libertação de lastro, dando algum controle direccional (uma vez que as mudanças de direcção do vento com a altitude). Um balão híbrido em forma de asa pode deslizar direcionalmente quando subindo ou caindo; mas um balão em forma esférica não tem tal controle direcional.

Pipas são aviões que estão amarrados ao solo ou outro objecto (fixo ou móvel) que mantém a tensão na corda ou linha de pipa ; eles dependem de vento virtual ou real soprando sobre e sob-los para gerar sustentação e arrasto. Kytoons são híbridos de balão de pipa que são moldados e amarrados para obter desvios kite, e pode ser o ar mais leve que o, flutuabilidade neutra, ou mais pesado do que o ar.

aeronaves

Aeronaves têm um ou mais a bordo fontes de energia mecânica, tipicamente motores de aviões , embora borracha e mão de obra também foram utilizados. A maioria dos motores de aviões ou são leves motores de pistão ou turbinas a gás . De combustível do motor é armazenado em tanques, geralmente nas asas, mas aeronaves maiores também têm adicionais tanques de combustível na fuselagem .

aviões da hélice

Um turboélice -engined DeHavilland Twin Otter adaptado como um floatplane

Aeronaves hélice utilizar um ou mais propulsores (hélices) para criar impulso numa direcção para a frente. A hélice é normalmente montado na frente da fonte de energia em configuração tractor , mas pode ser montada por trás na configuração empurrador . Variações de disposição incluem hélice hélices de contra-rotação e ventiladores dutos .

Muitos tipos de usina foram usados para conduzir hélices. Dirigíveis adiantados usaram o poder do homem ou motores a vapor . O mais prático motor de pistão foi usado para aeronaves de asa fixa praticamente todos até a Segunda Guerra Mundial e ainda é usado em muitas aeronaves menores. Alguns tipos de usar motores de turbina para conduzir uma hélice sob a forma de um turbo-hélice ou propfan . Vôo de tração humana tem sido alcançado, mas não se tornou um meio prático de transporte. Aeronaves e modelos não tripulado também usaram fontes de energia, tais como motores elétricos e elásticos.

aviões de jato

Aviões de jato uso airbreathing motores a jato , que levam no ar, queimam combustível com isso de uma câmara de combustão , e acelerar o escape para trás para fornecer empuxo.

Turbojato e turbofan motores usar uma turbina de fiação para conduzir um ou mais ventiladores, que fornecem impulso adicional. Uma pós-combustão pode ser usada para injetar combustível extra para o escape quente, especialmente em "jatos rápidos" militares. O uso de uma turbina não é absolutamente necessário: outros projetos incluem o jato pulsante e ramjet . Estes projetos mecanicamente simples não podem trabalhar quando está parado, então a aeronave deve ser lançado para voar velocidade por outro método. Outras variantes também têm sido utilizados, incluindo o termojato e híbridos, como a Pratt & Whitney J58 , que pode converter entre turbojet e operação ramjet.

Em comparação com hélices, motores a jacto podem proporcionar muito maior impulso, e velocidades mais altas, acima de cerca de 40.000 pés (12.000 m), maior eficiência. Eles também são muito mais eficientes do que os foguetes . Como consequência quase todos os motores de uso de jato grande, de alta velocidade ou aeronaves de alta altitude.

rotorcraft

Alguns aeronaves de asas rotativas, tais como helicópteros , tem uma asa rotativa motorizada ou do rotor , quando o disco do rotor pode ser inclinada ligeiramente para a frente de modo a que uma parte da sua elevador é dirigida para a frente. O rotor pode, como uma hélice, ser alimentado por uma variedade de métodos, tais como um motor de pistão ou turbina. Experiências também têm utilizado bocais de jacto nas pontas da pá do rotor .

Outros tipos de aeronaves

  • Aeronaves a foguetes têm sido ocasionalmente experimentado, eo Messerschmitt Komet lutador ainda viu a ação na Segunda Guerra Mundial. Desde então, têm sido restrita a aviões de pesquisa, como o North American X-15 , que viajou para o espaço onde os motores de ar de respiração não pode trabalhar (foguetes levar seu próprio oxidante). Rockets foram mais frequentemente usado como um complemento para a usina principal, geralmente para o take-assistida foguete fora de aviões muito carregado, mas também para fornecer capacidade de traço de alta velocidade, em alguns modelos híbridos, como o Saunders-Roe SR.53 .
  • O ornitóptero obtem a pressão agitando suas asas. Foi encontrado uso prático em um falcão modelo usado para congelar presas em silêncio, para que possam ser capturados, e em aves de brinquedo.

Design e construção

Os aviões são projetados de acordo com muitos fatores, tais como clientes e da procura fabricante, segurança protocolos e restrições físicas e econômicas. Para muitos tipos de aeronaves o processo de design é regulada pelas autoridades nacionais de aeronavegabilidade.

As partes fundamentais de uma aeronave são geralmente divididos em três categorias:

  • A estrutura compreende os elementos de suporte de carga principais e equipamento associado.
  • O sistema de propulsão (se ele é alimentado) compreende a fonte de energia e ao equipamento associado, como descrito acima.
  • Os aviónica compreendem os sistemas de controlo, de navegação e de comunicação, geralmente eléctricos na natureza.

Estrutura

A abordagem ao projeto estrutural varia muito entre diferentes tipos de aeronaves. Alguns, tais como parapente , compreender apenas materiais flexíveis que actuam na tensão e dependem de pressão aerodinâmica para manter a sua forma. Um balão depende de forma semelhante sobre a pressão de gás interna, mas pode ter um cesto rígido ou gôndola pendurada abaixo dela para transportar a sua carga útil. Aeronaves precoce, incluindo dirigíveis , muitas vezes empregue flexível dopado tecido aeronave cobrindo a dar um aeroshell razoavelmente suave esticado sobre uma estrutura rígida. Aeronaves mais tarde empregada semi- monocoque técnicas, onde a pele da aeronave é dura o suficiente para compartilhar tanto das cargas de voos. Em um verdadeiro design monocoque não existe uma estrutura interna esquerda.

As peças estruturais essenciais de uma aeronave depende de que tipo é.

aeróstatos

tipos mais leves do que o ar, são caracterizados por um ou mais gasbags, tipicamente com uma estrutura de suporte de cabos flexíveis ou de uma estrutura rígida chamado seu casco. Outros elementos tais como os motores ou uma gôndola também pode estar ligado à estrutura de suporte.

Aerodynes

Diagrama de estruturas para um AgustaWestland AW101 helicóptero

Tipos mais pesados do que o ar são caracterizados por uma ou mais asas e um centro de fuselagem . A fuselagem normalmente também traz uma cauda ou empenagem para a estabilidade e controle, e um trem de aterragem para a descolagem e aterragem. Os motores podem ser localizados na fuselagem ou das asas. Em uma aeronave de asa fixa as asas estão rigidamente ligados à fuselagem, enquanto que em um helicóptero as asas estão ligados a um veio vertical rotativo. Modelos menores, por vezes utilizar materiais flexíveis para parte ou a totalidade da estrutura, mantido no lugar, quer por uma estrutura rígida ou por pressão de ar. As partes fixas da estrutura compreendem a fuselagem .

Avionics

Os aviônicos compreendem os sistemas de controle de vôo e equipamentos relacionados, incluindo a cabine instrumentação, navegação, radar , monitoramento e sistemas de comunicação .

características de vôo

envelope de vôo

O envelope de vôo de uma aeronave remete para as suas capacidades em termos de velocidade do ar e carga fator ou altitude. O termo pode também referir-se a outras medições, tais como a capacidade de manobra. Quando uma embarcação é empurrada, por exemplo, mergulhando-o em altas velocidades, diz-se a voar fora do envelope , algo considerado inseguro.

Alcance

O Boeing 777-200LR é o avião de passageiros mais longo alcance, capaz de voos de mais de metade do mundo.

O intervalo é a distância de um avião pode voar entre a decolagem e pouso , como limitado pelo tempo que ele pode permanecer no ar.

Para uma aeronave com o limite de tempo é determinada pela carga de combustível e a taxa de consumo.

Para uma aeronave sem energia, o tempo máximo de vôo é limitado por fatores como condições climáticas e resistência piloto. Muitos tipos de aeronaves estão restritos a luz do dia, enquanto os balões são limitados por seu fornecimento de gás de elevação. A gama pode ser visto como a velocidade média do solo multiplicado pelo tempo máximo no ar.

dinâmica de vôo

dinâmica de vôo com text.png

Dinâmica de voo é a ciência de orientação e controlo do veículo de ar em três dimensões. Os três parâmetros da dinâmica aéreas críticos são os ângulos de rotação em torno de três eixos que passam através do veículo centro de gravidade , conhecida como pez , rolo , e guinada .

  • Rolo é uma rotação em torno do eixo longitudinal (equivalente ao rolamento ou de adornamento de uma embarcação) dando um movimento de cima para baixo das pontas das asas, medida pelo ângulo de rolamento ou banco.
  • O passo é uma rotação em torno do eixo horizontal lateralmente dando um movimento de cima para baixo do nariz da aeronave medido pelo ângulo de ataque .
  • Guinada é uma rotação em torno do eixo vertical que dá um movimento de lado-a-lado do nariz conhecido como derrapagem.

dinâmica de vôo está preocupado com a estabilidade e controle de rotação da aeronave sobre cada um desses eixos.

Estabilidade

Uma aeronave que é instável tende a divergir da sua atual trajetória de vôo e por isso é difícil para voar. Um avião muito estável tende a permanecer em sua atual trajetória de vôo e é difícil de manobrar-por isso é importante para qualquer projeto para alcançar o grau desejado de estabilidade. Desde que o uso generalizado de computadores digitais, é cada vez mais comum para os projetos a ser inerentemente instáveis ​​e dependem de sistemas de controle computadorizados para fornecer estabilidade artificial.

Uma asa fixa é normalmente instável em inclinação, rotação e guinada. Arremesso e guinagem estabilidades de modelos de asa fixa convencionais requerem estabilizadores horizontal e vertical , que actuam de forma semelhante às penas em uma seta. Estas superfícies estabilizadoras permitir o equilíbrio das forças aerodinâmicas e para estabilizar as dinâmica de voo de arremesso e guinada . Eles são geralmente montado na secção da cauda ( empenagem ), embora na canard disposição, o principal asa traseira substitui o foreplane canard como estabilizador campo. Tandem asa e aeronaves Tailless contar com a mesma regra geral para alcançar a estabilidade, sendo a estabilizar a superfície traseira.

Uma asa rotativa é geralmente instável em guinada, exigindo um estabilizador vertical.

Um balão é tipicamente muito estável em pitch and roll devido à forma como a carga está pendurado por baixo.

Ao controle

Superfícies de controle de vôo permitem ao piloto controlar de uma aeronave atitude de vôo e são geralmente parte da asa ou montado em ou integral com a superfície estabilização associada. Seu desenvolvimento foi um avanço crítico na história da aeronave, que tinha até esse ponto foi incontrolável em vôo.

Engenheiros aeroespaciais desenvolver sistemas de controle de orientação (atitude) de um veículo sobre o seu centro de massa . Os sistemas de controlo incluem actuadores, os quais exercem forças em várias direcções, e geram forças rotacionais ou momentos sobre o centro aerodinâmico do avião, e assim rodar a aeronave em inclinação, rotação ou de guinada. Por exemplo, um momento de arfagem é uma força vertical aplicada a uma distância para a frente ou para trás a partir do centro aerodinâmico do avião, fazendo com que a aeronave para lançar para cima ou para baixo. Sistemas de controle também são por vezes usados para aumentar ou diminuir o arrasto, por exemplo, para retardar a aeronave a uma velocidade segura para o pouso.

As duas principais forças aerodinâmicas que actuam sobre qualquer aeronave são elevador apoiá-lo no ar e arrastar contestar o seu movimento. Superfícies de controlo ou outras técnicas podem também ser utilizadas para afectar estas forças directamente, sem induzir qualquer rotação.

Impactos da utilização de aeronaves

Licença de aviões de longa distância, de alta velocidade de viagem e pode ser uma forma mais eficiente de combustível modo de transporte em algumas circunstâncias. Aeronaves têm impactos ambientais e climáticas para além de considerações de eficiência de combustível, no entanto. Eles também são relativamente barulhento em comparação com outras formas de viagens e aeronave altitude elevada geram rastos , que a evidência experimental sugere que possam alterar os padrões de tempo .

Usos para aeronaves

Aeronaves são produzidas em vários tipos diferentes optimizadas para vários usos; aeronaves militares , que inclui não apenas os tipos de combate, mas muitos tipos de suporte de aeronaves e aeronaves civis , que incluem todos os tipos não-militares, experimental e modelo.

Militares

Boeing B-17E em vôo

Um avião militar é qualquer aeronave que é operado por um serviço armado legal ou insurrecional de qualquer tipo. aeronaves militares podem ser tanto de combate ou de não-combate:

  • Aviões de combate são aeronaves projetadas para destruir o equipamento inimigo usando seu próprio armamento. Aeronaves de combate dividir genericamente em combatentes e terroristas , com vários em-entre os tipos, tais como caçasbombardeiros e aeronaves de ataque ao solo (incluindo helicópteros ).
  • Aeronaves não-combate não são projetados para combate como sua principal função, mas pode transportar armas para auto-defesa. Papéis não-combate incluem a busca e salvamento, reconhecimento, observação, transporte, treinamento e reabastecimento aéreo . Estes aviões são muitas vezes variantes de aeronaves civis.

A maioria das aeronaves militares são alimentados tipos mais pesado que o ar. Outros tipos, tais como planadores e balões também têm sido utilizados como aeronaves militares; por exemplo, os balões foram usados para a observação durante a Guerra Civil Americana e I Guerra Mundial , e planadores militares foram usados durante a Segunda Guerra Mundial para desembarcar tropas.

Civil

Divisão aeronaves civis em comerciais e gerais tipos, no entanto, existem algumas sobreposições.

Aeronaves comerciais incluem tipos projetados para e vôos charter programados, os passageiros que transportam, e-mail e outras cargas . Os tipos de transporte de passageiros maiores são os aviões, a maior das quais são aeronaves wide-body . Alguns dos tipos mais pequenos também são usados em aviação geral , e alguns dos tipos maiores são usados como aviões VIP .

A aviação geral é um catch-all abrangendo outros tipos de privada (onde o piloto não é pago pelo tempo ou despesas) e uso comercial, e que envolve uma ampla gama de tipos de aeronaves como jatos executivos (bizjets) , formadores , homebuilt , planadores , warbirds e balões de ar quente para citar alguns. A grande maioria dos aviões hoje são tipos de aviação geral.

Experimental

Uma aeronave experimental é aquele que não foi totalmente comprovada em vôo, ou que carrega um FAA especial Certificado de Aeronavegabilidade chamado um Certificado Experimental. Muitas vezes, isso implica que a aeronave está testando novas tecnologias aeroespaciais, embora o termo também se refere às aeronaves amador e built-kit, muitos dos quais são baseados em designs comprovados.

Um avião modelo, pesando seis gramas

Modelo

Um avião modelo é um tipo não tripulado pequeno feito para voar por diversão, para exposição estática, para a pesquisa aerodinâmica ou para outros fins. Um modelo em escala é uma réplica de algum projeto maior.

Veja também

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Referências

  • Gunston, Bill (1987). Aerospace Dicionário de Jane 1987 . Londres, Inglaterra: de Jane Publishing Company Limited. ISBN  978-0710603654 .

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