LETADLOVÁ TECHNIKA, KLUZÁKY - MATERIÁLY

Transkript

1 LETADLOVÁ TECHNIKA, KLUZÁKY - MATERIÁLY ČVUT Praha Fakulta dopravní Ústav letecké dopravy Ing. Martin Novák, Ph.D. novakm@fd.cvut.cz

2 Obsah Obecné rozdělení Konstrukce křídla Konstrukce trupu Kabina Stabilizační plochy Primární řízení Sekundární řízení (ovládání) Přistávací zařízení Elektroinstalace Vybavení Materiály a technologie

3 Rozdělení letadel

4 Hlavní části letounu DRAK VÝSTROJ POHONNÁ JEDNOTKA Nosné plochy Trup Ocasní plochy Řízení Přistávací zařízení Umožňuje bezpečnost a pohodlí posádky Radio Přístroje Elektrická výstroj Motor Vrtule Klimatizace a přetlakování kabiny (Motorové lože) Odmrazovací prostředky A další

5 DRAK LETOUNU Nosná soustava Trup Přistávací zařízení Řízení Ocasní plochy

6 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Podle účelu: školní, cvičné výkonnové a vysokovýkonové akrobatické ke zvláštním účelům

7 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Z konstrukčního hlediska podle: uspořádání nosných ploch uspořádání vodorovné ocasní plochy uspořádání svislých ocasních ploch konstrukčního materiálu silového schématu

8 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Z konstrukčního hlediska podle: uspořádání nosných ploch dolnoplošník středoplošník polohornoplošník hornoplošník uspořádání parasol

9 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Z konstrukčního hlediska podle: uspořádání nosných ploch uspořádání vodorovné ocasní plochy klasické kachna bezocasé do V do T uspořádání svislých ocasních ploch konstrukčního materiálu silového schématu

10 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Z konstrukčního hlediska podle: uspořádání nosných ploch uspořádání vodorovné ocasní plochy uspořádání svislých ocasních ploch s jednoduchou svislou ocasní plochou s dvojitými svislými ocasními plochami konstrukčního materiálu silového schématu

11 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Z konstrukčního hlediska podle: uspořádání nosných ploch uspořádání vodorovné ocasní plochy uspořádání svislých ocasních ploch konstrukčního materiálu dřevěné kovové kompozitní smíšené silového schématu

12 Všeobecná část Rozdělení bezmotorových letadel Z konstrukčního hlediska podle: uspořádání nosných ploch uspořádání vodorovné ocasní plochy uspořádání svislých ocasních ploch konstrukčního materiálu silového schématu vyztužené polosamonosné samonosné

13 Všeobecná část síly působící na letadlo hmotové aerodynamické hmotové setrvačné provozní od startovacího zařízení při přistání při manipulaci větroně na zemi nahodilé

14 ZATÍŽENÍ KŘÍDLA Druhy zatížení křídla

15 ZATÍŽENÍ KŘÍDLA Dynamické aeroelastické jevy -Divergence křídla -Reverzování křidélek -Flutter (třepání) - křídlo -Bufeting (třepetání) ocasní plochy

16 g m c c S v g m c S v g m F n Y Y Y Y Y 2 ) ( ZATÍŽENÍ KŘÍDLA Násobek zatížení n -udává kolikrát je vztlak letounu v daném časovém okamžiku větší než jeho váha n = Y/G -při pohybu letounu po zakřivené dráze -od dynamické síly poryvu Y = Fy vztlak. síla m hmotnost letounu G tíhová síla u vertikální poryv

17 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce

18 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce pomocným nosník vpředu 1- hlavní nosník, 2- pomocný nosník, 3- žebra, 4- potah, náběžná lišta, 6- odtoková lišta

19 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce Diagonální vyztužení a s diagonálami b se skříženými lany dvounosníková konstrukce s diagonálním vyztužením

20 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce 1 a 2- nosníky, 3- nosová žebra, 4- střední části žeber, 5- zadní části žeber, 6- potah

21 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce vyztužení tenkého potahu proti vlnění 1- nosník, 2- přední pomocný nosník, 3- přední položebra, 4- zadní položebra, 5- podélné výztuhy (stringery), 6- náběžná lišta, 7- odtoková lišta, 8- potah

22 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce 1- sendvičová deska, 2- žebra

23 Křídlo druhy konstrukcí jednonosníkové s torzní skříní dvounosníkové s diagonálními výztuhami dvounosníkové s torzní skříní poloskořepina a nosníková poloskořepina sendvičová konstrukce výplňová konstrukce 1- nosník, 2- pomocný nosník, 3- přední položebra, 4- zadní položebra, 5- výplňová hmota, 6- potah

24 Křídlo NOSNÍKY a) uspořádání I b) uspořádání C c) skříňové a dřevěný nosník, b kovový nosník; 1- pásnice, 2- stojina, 3- rozpěrka, 4- výkližek Způsob lamelování pásnic nosníku Směr vláken u výkližků Pásnice kovových nosníků a s nanýtovanými úhelníky, b s úhelníky a příložkou (zvláštně namáhaná místa) c- z lemů na stojině (méně namáhaná místa) a vetknutý (samonosný) nosník, b podepřená (vyztužená) konstrukce

25 Křídlo ŽEBRA a) uspořádání C b) skříňové c) uspořádání I Dělení žeber konstrukční, technologické a přední a zadní část, b nosová, střední a zadní část stojinová příhradová skříňová rámová smíšená konstrukce Plechové stojinové žebro 1- stojina, 2- lem, 3- odlehčovací otvory, 4- výztužné signy

26 Křídlo POTAH 1. přejímá zatížení od tlakových změn 2. přenáší kroutící moment přenáší ohybový moment Přišívání plátěného povrchu ke konstrukci 1- žebro, 2- kaloun, 3- plátno, 4- niť, 5- zoubkovaný kaloun Přišívání plátěného povrchu drátem 1- žebro, 2- plátno, 3- vložka, 4- drát 5- kaloun křídlo s diagonální překližkou

27 Křídlo NÁBĚŽNÁ a ODTOKOVÁ LIŠTA, OBLOUK a PŘECHODY

28 Křídlo ZÁVĚSNÁ KOVÁNÍ musí přenášet všechna zatížení musí umožňovat snadnou montáž a demontáž vzájemná vyměnitelnost má být zaručena s minimálními požadavky na přesnost

29 Křídlo ZÁVĚSNÁ KOVÁNÍ Patentní vsouvání čepů Uchycení křídel s opěrnými čepy Závěsy dvousedadlového větroně Jeřáb 1- kování křídel, 2- rozpínací čepy, 3- závěs pro posouvající sílu, 4- rozpěrka pomocného nosníku, 5- závěsy pomocného nosníku Závěsy stabilizátoru s pevným čípkem Závěs s kulovým kloboukem 1- závěs, 2- kulová vložka, 3- kulové pouzdro, 4- pojištění zaseknutím Tříbodové uchycení s vodorovnými čepy Tříbodové uchycení se svislým a vodorovným čepem hlavního nosníku

30 Trup dělení ploché příhradové gondolové klasické (kapkovité) Trup zatížení

31 Trup druhy konstrukcí laťková příhradová přepážková poloskořepinová, nosníková poloskořepina skořepinová a sendvičová

32 Trup druhy konstrukcí laťková příhradová přepážková poloskořepinová, nosníková poloskořepina skořepinová a sendvičová

33 Trup druhy konstrukcí laťková příhradová přepážková poloskořepinová, nosníková poloskořepina skořepinová a sendvičová

34 Trup druhy konstrukcí laťková příhradová přepážková poloskořepinová, nosníková poloskořepina skořepinová a sendvičová

35 Trup druhy konstrukcí laťková příhradová přepážková poloskořepinová, nosníková poloskořepina skořepinová a sendvičová

36 Trup druhy konstrukcí laťková příhradová přepážková poloskořepinová, nosníková poloskořepina skořepinová a sendvičová

37 Trup PŘEPÁŽKY a VÝZTUHY tvarové silové

38 Trup CENTROPLÁN prutovina stojinový nosník trubkový nebo profilový nosník

39 Kabina - pilotní prostor požadavky: co největší zorné pole pohodlí pro členy posádky různého vzrůstu zajištění ventilace kabiny s možností regulace možnost rychlého opuštění v nouzovém případě ochrana posádky při nárazu a převrhnutí zamezení nadměrného vzrůstu odporu a ovlivnění svislých ocasních ploch za kabinou opatření kabiny nouzovým výhledovým okénkem dělení: podle počtu posádky podle umístění sedadel podle ochrany posádky bez pilotní kabiny s otevřenou pilotní kabinou s uzavřenou pilotní kabinou podle umístění v trupu podle polohy pilota podle umístění v trupu vystupující z obrysu trupu kapkové nevystupující z obrysu trupu podle polohy pilota v sedící poloze v pololežící poloze ve zvláštní poloze

40 Kabina - pilotní prostor SEDAČKY a UPÍNACÍ POPRUHY

41 Kabina - pilotní prostor KRYTY KABIN a OCHRANA ŘÍZENÍ snímací odklápěcí odsunovací

42 Řízení letounu A) Inerciální B) Aerodynamické C) Vektorování tahu

43 Řízení Požadavky pevnost tuhost malá hmotnost malé tření malé vůle a mrtvé chody síly přiměřené velikosti zajištění správných výchylek vzájemná nezávislost možnost přizpůsobení různým postavám Dělení primární sekundární

44 Řízení Druhy řízení táhlové lanové drátové bowdenové smíšené

45 Řízení Druhy řízení táhlové lanové drátové bowdenové smíšené

46 Řízení Druhy řízení táhlové lanové drátové bowdenové smíšené

47 Řízení Druhy řízení táhlové lanové drátové bowdenové smíšené

48 Řízení Druhy řízení táhlové lanové drátové bowdenové smíšené

49 Řízení provedení řízení na VOP a SOP

50 Řízení provedení řízení na křídle

51 Řízení

52 Vztlakové klapky Odklápěcí klapka Štěrbinové klapky Fowlerova klapka Zapova klapka

53 Křidélka a ocasní plochy KŘIDÉLKA Výchylky křidélek se dělají diferencované nahoru více než dolů: např. 28 nahoru 14 dolů AERODYNAMICKÉ ODLEHČENÍ rohové osové (posunutí závěsové osy) Frizeho křidélkem odlehčovací ploškou

54 Křidélka a ocasní plochy ODLEHČENÍ VYVÁŽENÍ

55 Křidélka a ocasní plochy HMOTOVÉ VYVÁŽENÍ statické vyvážení hmotových sil dynamické vyvážení setrvačných sil

56 Přistávací zařízení Obecné požadavky musí obsahovat: pružný člen pohlcuje deformační energii a zmenšuje nárazovou sílu tlumič pohlcenou energii přeměňuje na teplo konstrukci přenášející síly při nárazu (přistání) do konstrukce letadla Lyže

57 Přistávací zařízení PODVOZKY S KOLEM pevné zatahovací s pevnou osou s odpruženou osou

58 Přistávací zařízení Pohlcovače energie

59 Elektrická výstroj větroně Zdroje energie olověné baterie NiCd baterie popř. solární panely Co se napájí el. energii některé letové přístroje vyhřívací spirály (snímače tlaku) polohová světla radiostanice osvětlení kabiny (palubní desky)

60 Ostatní možná výstroj větroně kyslíková instalace vodní instalace

61 Materiály pro stavbu letadel KOVOVÉ NEKOVOVÉ Hliník a jeho slitiny Hořčík a jeho slitiny Oceli Titan a jeho slitiny Dřevo a zušlechtěné dřevo Kompozity Plasty Textilní materiály Ostatní materiály

62 Hliníkové slitiny DURAL a SUPERDURAL Slitina AL Cu Mg, ČSN malá hmotnost -dobré mechanické vlastnosti -dobrá obrobitelnost -umožňuje lisování Velké rozšíření v letectví. Na stavbu draku ve formě plechů, úhelníků, trubek, profilů a pásů. Výroba žeber, stojin nosníků, přepážek a výztuh.

63 Hliníkové slitiny DURAL a SUPERDURAL

64 Hliníkové slitiny DURAL a SUPERDURAL

65 Další hliníkové slitiny PANTAL (Al Mg Si) : - dobrá svařitelnost - ve formě plechů na výrobu nádrží SILUMIN (Al Mg Si Mn) : - slitina vhodná na odlévání - špatná odolnost proti korozi nutno použ povrchovou úpravu (např. eloxování)

66 Slitiny hořčíku - ELEKTRON -dobrá odolnost proti korozi -dobře obrobitelný -vznětlivý a dobře hořlavý -použití pro menší součásti s menším namáháním

67 Oceli -vysoká pevnost, dobrá svařitelnost -vhodné pro vysoce namáhané součásti letounu -např. závěsná kování, pružiny, zesílená žebra a trupové přepážky, motorová lože

68 Titan a jeho slitiny -velmi dobré mechanické vlastnosti -odolnost proti vysokým teplotám -dobrá odolnost vůči korozi -drahá surovina -pro namáhané součásti, nebo v konstrukcích dnešních moderních stíhacích letadel a turbínových motorů

69 Dřevo a zušlechtěné dřevo -používá se už od počátku letectví, dnes už jen u ultralehkých letadel -vysoká odolnost proti únavě materiálu -malá odolnost proti přírodním vlivům -klížení jednotlivých vrstev dřeva zlepšení mechanických vlastností PŘEKLIŽKA -smrk, borovice : lišty (na výrobu žeber, přepážek či podélníků) -bříza, buk : do vícevrstvých překližek na vysoce namáhané díly -jasan, jilm : pro výrobu vrtulí

70 Kompozity Kompozit Výztuž Pojivo (matrice) Výztuž : tkaniny tvořené uhlíkovými, skelnými, aramidovými, atd. vlákny Pojivo : nejčastěji epoxidová pryskyřice Výroba dílů postupným kladením tkanin do formy a jejich následným prosycením pryskyřicí + Lehké konstrukce +Vysoké pevnostní charakteristiky +Hladký, aerodynamicky čistý povrch +Možnost tvorby sendvičových konstrukcí + Dlouhá únavová životnost -Špatně se zavádějí osamělé síly -Obtížná (drahá) kontrola kvality

71 Boeing 777 (1995) celková koncepce letounu Kompozitové díly: - celkem 7450 kg uhlíkových, skelných a hybridních kompozitů - CF uhlíkový kompozit - FG skelný kompozit - HY hybridní kompozit

72 Kompozity Pevnostní složky (výztuže) vlákna Skleněná vlákna vyrábí se z křemičitého písku nebo kaolinu Aramidová vlákna vyrábí se ze syntetických polymerů, Kevlar vysoká pevnost, malá hmotnost, ohebnost, v letectví nahradil skleněná vlákna Uhlíková vlákna vyrábí se řízenou oxidací, karbonizací a grafitizací, drahá, velmi pevná až 7000MPa, mec. vlastnosti jsou závislé na vnitřní struktuře grafitu a orientaci vláken Typy používaných tkanin Planina Tkáč Satén Koš Perlinka

73 Kompozity

74 Kompozity

75 Plasty -nutno zajistit podmínky nehořlavosti, nedýmavosti a netoxicity -použití : na průhledné díly kabin menší nenosné (krytky) nebo interiérové díly Textilní materiály - flexibilní materiály na potah Rogala materiály UXO, DAKRON - letecké plátno - pryžové materiály - nátěrové hmoty - lepidla Ostatní materiály

76 A) Nýtování B) Šroubové spoje C) Svařování D) Lepení Spojování dílů v letectví

77 Děkuji za pozornost tel