План:

Введение

• 1 Классификация самолётов
  • 1.1 По назначению
  • 1.2 По взлётной массе
  • 1.3 По типу и числу двигателей
  • 1.4 По компоновочной схеме
  • 1.5 По скорости полёта
  • 1.6 По роду посадочных органов
  • 1.7 По типу взлёта и посадки
  • 1.8 По роду источников тяги
  • 1.9 По надёжности
  • 1.10 По способу управления
• 2 Конструкция самолётов
• 3 История самолётов
• 4 Интересные факты
Литература

Введение

Самолёт (он же аэроплан ) - летательный аппарат с аэродинамическим способом создания подъемной силы при помощи двигателя и неподвижных крыльев (крыла) и используемый для полётов в атмосфере Земли. (Далее в этой статье термин самолёт трактуется только в этом смысле.)

Самолёт способен перемещаться с высокой скоростью, используя подъёмную силу крыла для поддержания себя в воздухе. Неподвижное крыло отличает самолёт от орнитоптера (махолета) и вертолета, а наличие двигателя - от планера. От дирижабля самолёт отличает аэродинамический способ создания подъемной силы, - самолётное крыло в набегающем потоке воздуха создает подъемную силу.

Приведённое определение является «классическим» и актуальным для самолётов, существовавших на заре авиации. По отношению к современным и перспективным разработкам в авиационной технике (интегральные и гиперзвуковые аэродинамические компоновки, использование изменяемого вектора тяги и др.) понятие «самолёт» требует уточнения: Самолёт - летательный аппарат для полётов в атмосфере (и космическом пространстве (напр. Орбитальный самолёт)), использующий аэродинамическую подъёмную силу планера для удержания себя в воздухе (при полёте в пределах атмосферы) и тягу силовой (двигательной) установки для маневрирования и компенсации потерь полной механической энергии на лобовое сопротивление.

1. Классификация самолётов

Классификация самолётов может быть дана по различным признакам - по назначению, по конструктивным признакам, по типу двигателей, по лётно-техническим параметрам и т.д и т. п.

1.1. По назначению

1.2. По взлётной массе

Лёгкомоторный самолёт МАИ-223

• 1-го класса (75 т и более)
• 2-го класса (от 30 до 75 т)
• 3-го класса (от 10 до 30 т)
• 4-го класса (до 10 т)
• легкомоторные
• сверхлёгкие (до 495 кг)

Класс самолёта связан с классом аэродрома, способного принять самолёт данного типа.

1.3. По типу и числу двигателей

Звездообразный двигатель в разрезе

Компрессор турбореактивного двигателя (ТРД)

• По типу силовой установки:
  • поршневые (ПД) (Ан-2)
  • турбовинтовые (ТВД) (Ан-24)
  • турбореактивные(ТРД) (Ту-154)
  • с ракетными двигателями
  • с комбинированной силовой установкой (КСУ)
• По числу двигателей:
  • однодвигательные (Ан-2)
  • двухдвигательные (Ан-24)
  • трёхдвигательные (Ту-154)
  • четырёхдвигательные (Ан-124 «Руслан»)
  • пятидвигательные (He-111Z)
  • шестидвигательные (Ан-225 «Мрия»)
  • семидвигательные (К-7)
  • восьмидвигательные (АНТ-20, Boeing B-52)
  • десятидвигательные (Convair B-36J)
  • двенадцатидвигательные (Dornier Do X)

1.4. По компоновочной схеме

Классификация по данному признаку является наиболее многовариантной). Предлагается часть основных вариантов:

• По числу крыльев:
  • монопланы
  • полуторапланы
  • бипланы
  • трипланы
  • полипланы
• По расположению крыла (для монопланов):
  • высокопланы
  • среднепланы
  • низкопланы
  • парасоль
• По расположению хвостового оперения:
  • нормальная аэродинамическая схема (оперение сзади)
  • летающее крыло (бесхвостый)
  • бесхвостка
  • типа «утка» (оперение спереди);
• По типу и размерам фюзеляжа:
  • однофюзеляжные;
    • узкофюзеляжные;
    • широкофюзеляжные;
  • двухбалочной схемы («рама»);
  • бесфюзеляжные («летающее крыло»).
  • Двухпалубный самолёт
• По типу шасси:
  • Сухопутные;
    • с колёсным шасси;
      • с хвостовой опорой;
      • с передней опорой;
      • велосипедного типа опорой;
    • с лыжным шасси;
    • с гусеничным шасси;
  • Гидросамолёты;
    • амфибии;
    • поплавковые;
    • «летающие лодки».

1.5. По скорости полёта

• дозвуковые (до 0,7-0,8 Маха)
• трансзвуковые (от 0,7-0,8 до 1,2 М)
• сверхзвуковые (от 1,2 до 5 М)
• гиперзвуковые (свыше 5 М)

1.6. По роду посадочных органов

• сухопутные
• корабельные
• гидросамолёты
• Летающая подводная лодка

1.7. По типу взлёта и посадки

• вертикального (ВВП)
• короткого (КВП)
• обычного взлёта и посадки

1.8. По роду источников тяги

• винтовые
• реактивные

1.9. По надёжности

• экспериментальные
• опытные
• серийные

1.10. По способу управления

• пилотируемые лётчиком
• беспилотные

2. Конструкция самолётов

Основные элементы летательного аппарата:

• Крыло - создаёт при поступательном движении самолёта необходимую для полёта подъёмную силу.
• Фюзеляж - является «телом» самолёта.
• Оперение - несущие поверхности, предназначенные для обеспечения устойчивости, управляемости и балансировки самолёта.
• Шасси - взлётно-посадочное устройство самолёта.
• Силовые установки - создают необходимую тягу.
• Системы бортового оборудования - различное оборудование, которое позволяет выполнять полёты при любых условиях.

3. История самолётов

Виктор Васнецов «Ковёр-самолёт», 1880 г.

В древнеиндийской литературе описаны летательные аппараты виманы. Имеются также упоминания летательных аппаратов в фольклоре разных народов (ковёр-самолёт, ступа с Бабою Ягой).

Первые попытки построить самолёт предпринимались ещё в XIX веке. Первым самолётом, построенным в натуральную величину в 1882 году и запатентованным, является самолёт Можайского А. Ф. Кроме того, самолёты с паровыми двигателями строили Адер и Максим. Однако ни одна из этих конструкций не смогла подняться в воздух. Причинами этого служили: слишком высокая взлётная масса и низкая удельная мощность двигателей - (паровых машин), отсутствие теории полёта и управления, теории прочностных и аэродинамических расчётов. В связи с этим самолёты строились «наобум», «на глазок», несмотря на наличие инженерного опыта у многих пионеров авиации.

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 59 секунд и пролетел 260 метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя.

Их аппарат представлял собой биплан типа «утка» - пилот размещался на нижнем крыле, руль направления сзади, руль высоты спереди. Двухлонжеронные крылья были обшиты тонким небелёным муслином. Двигатель «Флайера» был четырёхтактный, со стартовой мощностью 16 лошадиных сил и весил всего (или целых, если оценивать с современной точки зрения) 80 килограмм.

Аппарат имел два деревянных винта. Вместо колёсного шасси Райты использовали стартовую катапульту, состоящую из пирамидальной башни и деревянного направляющего рельса. Привод катапульты осуществлялся с помощью падающего массивного груза, связанного с самолётом тросом через систему специальных блоков.

В России практическое развитие авиации задержалось из-за ориентации правительства на создание воздухоплавательных летательных аппаратов. Основываясь на примере Германии, русское военное руководство делало ставку на развитие дирижаблей и аэростатов для армии и не оценило своевременно потенциальные возможности нового изобретения - самолёта.

Свою отрицательную роль в отношении летательных аппаратов тяжелее воздуха сыграла и история с «Аэромобилем» В. В. Татаринова. В 1909 году изобретатель получил 50 тысяч рублей от Военного министерства для постройки вертолёта. Кроме того, было много пожертвований от частных лиц. Те, кто не мог помочь деньгами, предлагали бесплатно свой труд для воплощения замысла изобретателя. Россия возлагала большие надежды на это отечественное изобретение. Но затея закончилась полным провалом. Опыт и знания Татаринова не соответствовали сложности поставленной задачи, и большие деньги были выброшены на ветер. Этот случай отрицательно повлиял на судьбы многих интересных авиационных проектов - русские изобретатели не могли больше добиться государственных субсидий.

В 1909 году русское правительство наконец проявило интерес к самолётам. Было решено отклонить предложение братьев Райт о покупке их изобретения и строить самолёты своими силами. Конструировать самолёты поручили офицерам-воздухоплавателям М. А. Агапову, Б. В. Голубеву, Б. Ф. Гебауеру и А. И. Шабскому. Решили строить трёхместные самолёты различных типов, чтобы потом выбрать наиболее удачный. Никто из проектировщиков не только не летал на самолётах, но даже не видел их в натуре. Поэтому не приходится удивляться, что самолёты терпели аварию ещё во время пробежек по земле.

«Кудашев-1» - первый российский летающий самолёт

Крылатый Бенц . Русский аэроплан в кузове грузовика на Кавказском фронте первой мировой. 1916 год.

Первые успехи русской авиации датируются 1910 годом. 4 июня профессор Киевского политехнического института князь Александр Кудашев пролетел несколько десятков метров на самолёте-биплане собственной конструкции.

16 июня молодой киевский авиаконструктор Игорь Сикорский впервые поднял свой самолёт в воздух, а ещё через три дня состоялся полёт самолёта инженера Якова Гаккеля необычной для того времени схемы биплан с фюзеляжем (бимоноплан).

4. Интересные факты

• В 1901 году два профессора одного из университетов США «доказали», что летательный аппарат тяжелее воздуха принципиально никогда не сумеет оторваться от земли, что это подобно «перпетуум мобиле». Сенат США запретил Пентагону финансировать разработки, но через три года самолёт братьев Райт взлетел, что дало дорогу авиационным разработкам.
• Гиперзвуковой самолет X-43A является самым быстрым самолётом в мире. Аппарат X-43A недавно установил новый рекорд скорости - 11230 км/час, тем самым превысив скорость звука в 9,6 раза. Для сравнения: реактивные истребители летают со скоростью звука или превышающей ее всего в два раза.

Литература

• История конструкций самолётов в СССР - Вадим Борисович Шавров. История конструкций самолётов в СССР 1938-1950 гг // М. Машиностроение, 1994. ISBN 5-217-00477-0.
• "ТЕРНИСТЫЙ ПУТЬ В НИКУДА. Записки авиаконструктора." Л.Л.Селяков

Классификация самолетов
в зависимости от выполняемых ими функций

Военные самолеты участвуют в нанесении воздушных ударов по различным военным объектам, живой силе и технике, а также коммуникациям противника . Воздушные удары наносятся как в тылу противной стороны, так и в прифронтовой зоне. Кроме этого, военные самолеты служат для защиты своей живой силы и объектов от ударов с воздуха, а также для перевозки войск и техники, грузов и десанта. Иногда военные самолеты применяются в разведке и для связи «со своими». Военные самолеты, в свою очередь, делятся по назначению на несколько типов – бомбардировщики, истребители, истребители-бомбардировщики, самолеты-разведчики, военно-транспортные и вспомогательные самолеты.

Бомбардировщики наносят бомбовые удары по самым главным объектам противника, а также по узлам коммуникаций и местам, где наблюдается наибольшее количество живой силы и техники. В основном действие бомбардировщика происходит в тылу. Истребители служат для того, чтобы отбивать воздушные удары авиации противника. Они подразделяются на истребителей сопровождения (защита своих бомбардировщиков от авиаударов), фронтовых истребителей (защита своих войск над полем боя и недалеко от линии фронта), истребителей-перехватчиков (перехват и разрушение бомбардировщиков соперника). Истребители-бомбардировщики снабжены бомбами, ракетами и пушками. Они участвуют в нанесении ударов в передовой зоне и ближнем тылу, уничтожают воздушную армию противника.

Военно-транспортные самолеты применяются, когда необходимо перевести грузы, технику и войска. Самолеты-разведчики ведут разведку в тылу противоположной стороны, а вспомогательные самолеты осуществляют связные, корректировочные, санитарные и другие функции.

В отличие от военных, гражданские самолеты работают в области перевозки грузов, почты, пассажиров, а также применяются в некоторых отраслях народного хозяйства. Они могут быть разделены на несколько видов, также в зависимости от назначения. Пассажирские самолеты используются для перемещения пассажиров, различного багажа, а также почты . Они бывают магистральные, а также местных линий. Сайт отмечает, что разделение зависит от количества пассажиров, дальности воздушных перевозок, а также от размера взлетно-посадочных полос. Магистральные подразделяются на ближние, средние и дальние, и осуществляют перевозки на расстоянии от одной до одиннадцати тысяч километров. Самолеты местных линий включают в себя тяжелые, средние и легкие, и могут перевозить от пятидесяти пяти (максимум) до восьми (минимум) человек.

Гражданские самолеты также бывают грузовыми, они используются для перевозки грузов различного объема и тяжести. Самолеты специальные применяются в сельскохозяйственной, санитарной и полярной авиации. Кроме того, встречаются самолеты, принимающие участие в геологической разведке, для обеспечения сохранности лесов (от пожаров, например), и даже для аэрофотосъемок. Для подготовки пилотов существуют специальные учебные самолеты – они бывают первоначального обучения и переходные. В самолетах первоначального обучения существует всего два места, они достаточно легки в освоении и технике, используются для летчиков, первый раз севших «за штурвал». Переходные самолеты служат для того, чтобы обучить уже опытных пилотов полетам на серийных самолетах, уже используемых на различных авиалиниях.

Кроме назначения, существует также определение самолетов по схеме. Учитывается взаимное расположение, типы, формы, количество отдельных частей самолета. Например, самолеты различаются по количеству крыльев и их расположению, по тифу фюзеляжа, шасси и двигателей, а также по расположению оперения. Также встречаются смешанные схемы, одной из которых является лодка-амфибия. Расположение, тип и количество двигателей сильно влияет на схему и определяется в основном назначением самолета, о котором рассказывалось выше.

Классификация самолетов может быть дана по различным признакам - по назначению, по аэродинамической схеме, по типу двигателей, по летно-техническим параметрам и т.п.

(аэродинамическая схема самолета, схема крыла, схема оперения, схема шасси, схема фюзеляжа, силовая установка).

Качества самолета и его эффективность определяются целым рядом характеристик и параметров,

наиболее важные из которых следующие:

взлетная масса,

масса целевой нагрузки,

максимальная скорость,

крейсерская скорость,

потолок,

дальность полета,

скороподъемность,

маневренность,

взлетно-посадочные характеристики,

надежность и безопасность эксплуатации,

ресурс.

Конструкция самолета должна отвечать многим требованиям, выработанным на основе многолетнего опыта

проектирования, производства и эксплуатации самолетов. Основным требованием всегда будет требование

обеспечения высокой эффективности самолета при

определенных затратах на его разработку, создание и эксплуатацию. Выполнение этого требования обеспечивается

высоким уровнем аэродинамического совершенства и

совершенства силовой установки, авиационного и радиоэлектронного оборудования самолета, достаточной

прочностью и жесткостью конструкции, высокой надежностью,

живучестью и безопасностью полета при заданном ресурсе самолета, его хорошими эксплуатационными качествами, а также высоким уровнем технологичности конструкции. Все эти требования должны выполняться при наименьшей массе конструкции и самолета в целом. Последнее требование является важнейшим для любого самолета, т.к. перетяжеление конструкции всегда приводит к увеличению

общей массы самолета и к снижению его эффективности.

карта маршрутов самолета Ил-96-300.

карта маршрутов самолета Ту-204

При изучении разделов комплекса можно дополнительно использовать источники:

Житомирский Г. И. Конструкция самолетов - М.: Машиностроение, 1995. - 416 с.

Гребеньков О.А. Конструкция самолетов. - М.: Машиностроение, 1984. - 238 с.

Егер С.М., Мишин В.Ф., Лисейцев Н.К. Конструкция самолетов. - М.: Машиностроение, 1983. - 616 с.

Шульженко М.Н. Конструкция самолетов - М.: Машиностроение, 1971. - 416 с. и др.

Летные геометрические и весовые характеристики, общая компоновка, применяемое оборудование, а также конструкция отдельных частей во многом определяются назначением самолета. По назначению все самолеты можно разделить на две большие группы: 1) гражданские и 2) военные.

Гражданские самолеты
Гражданские самолеты служат для перевозки пассажиров, грузов, почты и для обслуживания различных отраслей народного хозяйства. Они, в свою очередь, могут быть разделены на следующие основные типы.

1. Пассажирские самолеты, предназначенные для перевозки пассажиров, багажа и почты. В зависимости от дальности полета, количества перевозимых пассажиров, размеров и типа взлетно-посадочных полос эти самолеты делятся на магистральные и самолеты местных линии.

Магистральные самолеты в зависимости от дальности полета делятся на:
а) ближние с дальностью полета 1000…2000 км;
б) средние с дальностью полета 3000…4000 км;
в) дальние с дальностью полета 5000…11 000 км.

Самолеты местных линий подразделяются на:
а) тяжелые с числом пассажиров 50…55;
б) средние с числом пассажиров 24…30;
в) легкие с числом пассажиров 8…20.

2. Грузовые самолеты, основным назначением которых является перевозка различных грузов.

3. Самолеты специального назначения, применяемые в различных областях народного хозяйства. Это самолеты полярной, сельскохозяйственной, санитарной авиации, самолеты для геологической воздушной разведки, для охраны лесов от пожаров, для аэрофотосъемок и др.

4. Учебные самолеты, служащие для подготовки пилотов. Они подразделяются на самолеты первоначального обучения и переходные. Самолеты первоначального обучения — это двухместные самолеты, достаточно простые в освоении и технике пилотирования. Переходные самолеты служат, для обучения пилотов полетам на находящихся в эксплуатации серийных самолетах.

Военные самолеты служат для нанесения ударов с воздуха по военным объектам, коммуникациям, живой силе и технике противника в его тылу и в прифронтовой полосе, для защиты своих объектов.и войск от авиации противника, для высадки десантов, транспортировки войск, техники и грузов, для разведки, связи и л.

В зависимости от конкретного назначения военные самолеты можно разделить на следующие типы.
1. Бомбардировщики, назначением которых является нанесение бомбовых ударов по важнейшим объектам, узлам коммуникаций, местам сосредоточения техники и живой силы противника в его тылу.

2. Истребители, которые служат для борьбы с авиацией противника. Они, в свою очередь, могут быть разделены на несколько видов:
а) истребители сопровождения, предназначенные для защиты от авиации противника своих бомбардировщиков, выполняющих боевую задачу;
б) фронтовые истребители, обеспечивающие защиту своих войск от
авиации противника над полем боя и в прифронтовой полосе;
в) истребители противовоздушной- истребители перехватчики, назначением которых является перехват и уничтожение бомбардировщиков противника.

3. Истребители-бомбардировщики, снабженные бомбами, ракетным и пушечным вооружением и служащие для нанесения ударов по объектам в районе передовых позиций и в ближнем тылу противника и для уничтожения его авиации.

4. Военно-транспортные самолеты, используемые для высадки десантов, транспортировки войск, техники и различных, грузов.

5. Самолеты-разведчики, предназначенные для ведения воздушной разведки в тылу противника и над театром военных действий.

6. Вспомогательные самолеты, куда относятся самолеты-корректировщики, самолеты связи, санитарные и т.п.

Основные части самолета и их назначение
Основными частями самолета являются крыло, фюзеляж, оперение, шасси и силовая установка.

Крыло — несущая поверхность самолета, предназначенная для создания аэродинамической подъемной силы.

Фюзеляж — основная часть конструкции самолета, служащая для соединения в одно целое всех его частей, а также для размещения экипажа, пассажиров, оборудования и грузов.

Оперение — несущие поверхности, предназначенные для обеспечения продольной и путевой устойчивости и управляемости.

Шасси — система опор самолета, служащая для взлета, посадки, передвижения и стоянки на земле, палубе корабля или на воде.

Силовая установка, основным элементам которой является двигатель, служит для создания тяги.

Кроме этих основных частей самолет имеет большое количество различного оборудования. На нем устанавливаются системы основного управления (управления рулевыми поверхностями: элеронами, рулями высоты и направления), вспомогательного управления (управление механизацией, уборкой и выпуском шасси, створками люков, агрегатами оборудования и т.п.), гидро и пневмо оборудование, электро оборудование, высотное, защитное оборудование и др.

Классификация самолетов по схеме
Классификация самолетов по схеме производится с учетом взаимного расположения, формы, количества и типа отдельных составляющих самолет агрегатов. Схема самолета определяется следующими признаками:

1) количеством и расположением крыльев;
2) типом фюзеляжа;
3) расположением оперения
4) типом шасси;
5) типом, количеством и расположением двигателей.

Полностью охарактеризовать схему самолета можно лишь на основании всех этих пяти признаков. Классификация же лишь по одному или нескольким из них не может дать полного представления о схеме.

По количеству крыльев все самолеты делятся на бипланы и монопланы, а последние в зависимости от взаимного расположения крыла и фюзеляжа — на низко планы, среднепланы и высоко планы. По типу фюзеляжа самолеты делятся на одно фюзеляжные и двух балочные. В зависимости от условий взлета и посадки самолёты могут Иметь шасси колесное, лыжное, поплавковое. У гидросамолетов фюзеляж может выполнять функции и лодки. Встречаются смешанные схемы: колесно-лыжное шасси, лодка-амфибия.

В качестве основных двигателей на современных самолетах применяются поршневые и газотурбинные двигатели. Наибольшее распространение в настоящее время получили газотурбинные двигатели, которые, в свою очередь, делятся на турбовинтовые, турбореактивные, турбореактивные с форсажем и турбореактивные двухконтурные. Выбор типа двигателей, их количества и расположения определяется в значительной степени назначением самолета и оказывает существенное влияние на его схему.