Abonare prin feed RSS Abonare prin feed email Urmează-ne pe Twitter Apasă Like pe Facebook Alătură-te grupului LinkedIn Devino prieten pe FlickrUrmează-ne pe YouTube

Avionul – descriere şi funcţionare(I)

[ 0 ] 21 februarie 2011 | Sebi

Avionul este o aerodină , prevăzută cu o suprafaţă portantă fixă ce asigură sustentaţia datorită vitezei de deplasare. Viteza de deplasare poate fi asigurată fie de acţiunea unor grupuri motopropulsoare, fie de acţiunea unei componente a greutăţii (în cazul zborului de coborâre sau al zborului fără motor).
Imaginea de mai sus arată componentele unui avion şi funcţiile lor. Avioanele sunt dispozitive de transport care sunt proiectate să transporte persoane şi marfă dintr-un loc în altul. Avioanele au mai multe forme şi mărimi diferite în funcţie de misiunea avionului.

Pentru ca orice avion să zboare, trebuie să ridicaţi greutatea avionului în sine, a combustibilului, a pasagerilor şi a mărfii. Aripile generază majoritatea portanţei care ţine un avion în aer. Pentru a genera portanţă, avionul trebuie să se mişte în aer. Motoarele cu reacţie, care sunt localizate sub aripi, furnizează propulsia necesară pentru ca avionul să înainteze prin aer. Aerul se opune mişcării încetinid înaintarea. Unele avioane folosesc una sau mai multe elice pentru sistemul de propulsie în loc de motoare cu reacţie.

Pentru a controla şi manevra avionul, mici aripioare sunt localizate la coada acestuia. Coada are de obicei o piesă fixă orizontală (numită stabilizator orizontal) şi o altă piesă fixă verticală (numită stabilizator vertical). Treaba stabilizatoarelor este de a furniza stabilitatea avionului, de a-l ţine drept în timpul zborului. Stabilizatorul vertical previne balansul lateral al botului avionului, în timp ce stabilizatorul orizontal previne mişcarea sus-jos a botului aeronavei (avionul fraţilor Wright avea stabilizatorul orizontal plasat în faţa aripilor. O astfel de configuraţie este numită „candard”, după cuvântul francez pentru „raţă”).

În spatele aripilor şi al stabilizatoarelor este o mică secţiune rotitoare care este ataşată piesei fixe prin balamale. În imaginea de mai sus, aceste mici piese sunt colorate cu negru. Modificând unghiul părţii din spate a unei aripi, se va modifica cantitatea de forţă pe care aceea aripă o va produce. Abilitatea de a modifica forţele generate de aripi, înseamnă că putem controla şi manevra avionul. Componenta rotitoare a stabilizatorului vertical se numeşte cârmă; este utilizată pentru a devia coada spre dreapta sau spre stânga, dacă privim din faţă. Partea rotitoare a stabilizatorului orizontal este numită elevator; este folosit pentru a devia stabilizatorul orizontal în sus sau în jos. Partea rotitoare exterioară a arpilor este numită eleron; este utilizat pentru a înclina aripile spre stânga sau spre dreapta. Majoritatea aeronavelor pot fi rotite spre stânga sau spre dreapta şi prin folosirea spoilerelor. Spoilerele sunt mici plăci folosite pentru a modifica fluxul aerului peste aripă şi a schimba cantitatea de forţă prin descreşterea portanţei atunci când spoilerul este deschis.

Aripile mai au secţiuni rotitoare adiţionale, numite flapsuri. Acestea se lasă doar în jos (nu pot fi folosite pentru a direcţiona fulxul de aer şi în sus), de obicei cu maximum 40o, şi sunt utilizate pentru a mări forţa ascensională creată de aripă la decolare şi a încetini aeronava la aterizare. Voleturile de la bordul de atac al aripilor sunt utilizate la decolare şi la aterizare pentru a produce forţă suplimentară. Spoilerele sunt utilizate şi ele pentru a încetini aeronava la aterizare şi pentru a neutraliza efectul flapsurilor când avionul este pe sol. Data viitoare când zburaţi cu un avion, priviţi cum aripa îşi modifică forma şi măsuraţi durata decolării şi a aterizării.

Fuselajul sau corpul avionului ţine toate componentele laolaltă. Pilotul stă în cabina de comandă sau cockpit. Pasagerii şi marfa sunt ţinute în spatele fuselajului. Unele avionae transportă combustibil în fuselaj, iar altele în aripi.

Aşa cum am menţionat mai înainte, configuraţia avionului din imaginea de mai sus a fost alesă ca exemplu. Avionul individual poate fi modificat total faţă de acest avion de serie. Avionul fraţilor Wright a avut elice pentru propusie şi elevatoare în faţa aparatului. Avioanele de luptă au adesea motoarele cu reacţie ascunse în fuselaj, în loc să fie sub aripi. Multe avioane de luptă au deasemenea elevatorul şi stabilizatorul vertical în aceeaşi suprafaţă, sunt posibile multe configuraţii ale avioanelor, dar toate trebuie să furnizeze cele patru forţe necesare zborului.

1. Aerodinamica avionului
Forţele care acţionează asupra unui avion în zbor

Apărute la începutul secolului XX, primele avioane cereau mult curaj şi îndemânare pentru a le pilota. În acea vreme, ele nu erau nici rapide, nici încăpătoare. Primul zbor cu aeroplanul a fost realizat în 1903, de către fraţii Orville şi Wilbur Wright. Louis Bleriot a fost primul pilot care a traversat Canalul Mânecii, în 1909. Charles Lindbergh a realizat prima traversare a Atlanticului, singur şi fără escală, în 1927. În 1933, Wiley Post a fost primul pilot de avion care a făcut singur turul lumii. A parcurs 25 000 km în 7 zile, 18 ore şi 49 de minute.

Asupra unei aeronave aflate în zbor acţionează patru forţe care trebuie să se afle în echilibru. O forţă în general poate fi interpretată ca o tragere sau o împingere asupra unui obiect într-o anumită direcţie.

Greutatea

Greutatea este o forţă orientată întotdeauna spre centrul pământului. Ea este direct proporţională cu masa avionului şi depinde de încărcarea sa. Deşi este distribuită asupra întregului aparat, ne putem imagina că ea este colectată şi acţionează asupra unui singur punct, numit centrul de greutate. În zbor, deşi aeronava se roteşte în jurul centrului de greutate, orientarea greutăţii rămâne tot spre centrul pământului. În timpul zborului greutatea scade constant datorită consumării combustibilului din rezervoare. Distribuţia greutăţii şi centrul de greutate se pot şi ele schimba, de aceea pilotul trebuie să ajusteze constant comenzile pentru a ţine avionul în echilibru.

Tracţiunea

Tracţiunea este asigurată de sistemul de propulsie. Valoarea tracţiunii depinde de mai mulţi factori asociaţi sistemului de propulsie: tipul motorului, numărul de motoare, comanda motorului, viteza şi înălţimea de zbor. În figura alăturată, cele două motoare ale avionului sunt dispuse sub aripi şi orientate paralel cu fuzelajul, deci tracţiunea va acţiona pe linia central longitudinală a fuzelajului. La unele avioane (de exemplu Harrier) direcţia tracţiunii poate varia în funcţie de evoluţia pe care o execută. De exemplu la decolare ea este orientată la un anumit unghi faţă de axa longitudinală a avionului, pentru a “ajuta” avionul să decoleze (vezi VTOL). Însă, la avioanele turboreactoare, deşi gazele de ardere sunt evacuate în direcţie opusă direcţiei de zbor, acest lucru face ca avionul să fie “împins” înainte, pe principiul acţiune <-> reacţiune descris de Newton: oricărei forţe de acţiune i se opune o forţă egală şi de sens contrar, numită reacţiune.

Rezistenţa la înaintare

Rezistenţa la înaintare (la mişcare) este forţa aerodinamică care se opune oricărui corp ce se deplasează într-un fluid. Mărimea acestei forţe este influenţată de mai mulţi factori: forma aeronavei, densitatea şi compoziţia aerului, viteza. Direcţia acestei forţe este întotdeauna opusă direcţiei de zbor şi putem considera că ea “se concentrează” într-un singur punct numit centru de presiune.

Portanţa

Portanţa este forţa care ţine avionul în aer şi trebuie înţeleasă în raport cu celelalte trei. Ea poate fi generată de orice parte a aeronavei, dar la un avion obişnuit portanţa este datorată în special aripii şi în particular formei specifice în secţiune a aripii. Portanţa este o forţă aerodinamică datorată “trecerii” unui obiect printr-un fluid. Ea acţionează asupra centrului de presiune şi este definită ca fiind perpendiculară pe direcţia de curgere a fluidului. Teoriile despre generarea forţei portante au devenit sursă de mare controversă sau subiect de discuţii aprinse. Deşi explicaţia exactă şi completă este destul de dificil de înţeles fără aparatul matematic adecvat, acest articol încearcă să expună principiile ei.

* Extras din revista “Tehnium”

-VA URMA-

Tag-uri: , , , , ,

Categorie:: Lectia de zbor

Autorul acestui articol: Sebi. Vezi profilul complet.

Lasă un comentariu




Dacă doriți o imagine atașată acestui comentariu, obțineți un gravatar.