Doc. Ing. Svatomír Slavík, CSc.. Fakulta strojní - ČVUT v Praze Ústav letadlové techniky

Transkript

1 Letecké konstrukce a materiály Adresa: Karlovo náměstí 13, , Praha 2 telefon: (+420) Svatomir.Slavik@fs.cvut.cz Doc. Ing. Svatomír Slavík, CSc.. Fakulta strojní - ČVUT v Praze Ústav letadlové techniky

2 Dělení letadel Rozdělení letadel a základní části letounu LETADLO = zařízení schopné létat, částečně řiditelné, určené pro dopravu osob nebo nákladu Základní rozdělení: podle principu překonání zemské tíže Druhotné dělicí znaky:podle způsobu pohonu Specifické dělení: užší charakteristika letadla: - konstrukční provedení - druh pohonné jednotky - provoz a účel -... Letadla AEROSTAT vztlak Archimedův zákon AERODYN Aerodynamický vztlak na nosné ploše lehčí než vzduch AEROSTAT těžší než vzduch V tíha tíha bezmotorový balon - volný - upoutaný motorový vzducholoď s nosnými plochami AERODYN rakety družice vznášedla.. ostatní zařízení na překonání zemské tíže kombinace

3 Aerodyn - letoun Aerodyn nepohyblivé nosné plochy pohyblivé nosné plochy smíšené nosné plochy konvertoplán bezmotorové motorové bezmotorové motorové padák drak kluzák letoun bezmotorový vírník bezmotorový cykloplán větroň motorový vírník autogira Cierva rotující nosné plochy mávající nosné plochy vírník (autogira) ornitoptéra vrtulník (helikoptéra) cykloplán - kolesově rotující plochy cykloplán Letoun = motorové letadlo s pevnými nosnými plochami

4 Základní části letounu LETOUN DRAK POHONNÁ JEDNOTKA VÝSTROJ VÝZBROJ konstrukce: - nosná soustava (křídlo) - trup - ocasní plochy - řízení - podvozek zdrojové soustavy: - hydraulická - pneumatická - elektrická - palivová pohonná jednotka příslušenství drakové systémy: - záchranné: - požární, - nouzové opuštění letounu - kyslíkový - odmrazovací - klimatizace a přetlakování ostatní vybavení kabin přístrojová: - letové přístroje - motorové přístroje - drakové přístroje radiová elektrická

5 Konstrukční části draku letounu DRAK - konstrukce NOSNÁ SOUSTAVA TRUP OCASNÍ PLOCHY ŘÍZENÍ PODVOZEK křídlo pilotní kabina svislé OP hlavní hlavní vztlaková mechanizace - na náběžné hraně - na odtokové hraně (sloty, klapky) přepravní prostor - kabina pro cestující - nákladový prostor - kýlová plocha - směrovka vodorovné OP - stabilizátor vedlejší vedlejší kýlová plocha (Fin) směrové kormidlo (Rudder) kormidla příčného řízení - křidélka - spoilery ostatní pomocné řídící plochy - interceptory - brzdicí klapky náběžná hrana křídla (Wing leading edge) kryt (Cowl) motor (Engine) - výškovka nosník (Spar) klapky (Flaps) trup (Fuselage) stabilizátor (Stabilizer) výškové kormidlo (Elevator) odtoková hrana křídla (Wing trailing edge) křidélko (Aileron) vrtule (Propeller) kryt (Cowl) příďový podvozek (Nose gear) hlavní podvozek (Main landing gear) žebro (Rib) podélné výztuhy (Stringers or Stiffeners) koncový oblouk křídla (Wing tip)

6 Letecké materiály - rozdělení Kovové: Oceli - konstrukční uzly ušlechtilé oceli tř. ČSN 12 (L-VARD), 14 (L-ROL) 15 (L-CM3) 16 (L-ROLN) Slitiny na bázi lehkých kovů - slitiny Al: AL-Cu- Mg, Al-CU Zn-Mg (dural!!!, superdural - žebra nosníky, potahy, ) Al-Si- silumin (odlitky) Al-Li-X slitiny s lithiem (perspektivní, drahé) - slitiny Mg: elektron Slitiny Ti: - pevnostně a hmotnostně mezi ocelí a slitinami Al, tepelná odolnost podíl materiálů v konstrukci letadel Nekovové: Kompozitní materiály Ostatní nekovové materiály (dřevo, plastické hmoty) pevnost - deformace Kombinované: Vrstvené materiály Sendvičové materiály Kovové Nekovové Současnost: - (50-70)% slitin AL - (25-50)% kompozity vyšší pevnost a tuhost!!! Svatomír Slavík Fakulta strojní - ČVUT Praha

7 Kompozitní materiály Kompozity = pojivo (matrice spojovací složka) + výztuž (vlákna různých druhů a uspořádání pevnostní složka) Pojivo: nekovové - polymerní matrice (pryskyřice: epoxidové, polyesterové), uhlík, keramické hmoty kovové - matrice dural, Mg, Ti, slitina Ni-Co,... Výztuž: vysokomodulová vlákna (formy: pramence, tkaniny, sekaná vlákna,) - sklo, uhlík (HS - vysokopevnostní grafitizované HM, MS - vysokotuhostní grafitizované), kevlar, bór, - kombinovaná (uhlík + kevlar, uhlík + sklo) panely y panely y panely y Materiály v konstrukci letounu F-18 kompozity 10,3% hmotnosti Kompozitní materiály v konstrukci dopravního letounu B-767 3% hmotnosti draku - dural - ocel - titan - uhlíkový epoxidový kompozit - ostatní

8 Vrstvené a sendvičové materiály Vrstvené materiály = lepené kompozitní a kovové vrstvy Výhody: vyšší pevnost, odolnost proti ohni, rázovému poškození, zvýšená odolnost proti šíření únavové trhliny, Př. GLARE uhlíkový kompozit + slitiny AL v počtu 2/1 až 6/5 (vnější vždy kov) s tloušťkami od 0,2 až do 0,6 mm úspora hmotnosti 20 30%, použito: Airbus A potah horní části trupu GLARE GLARE A-380 Sendvičové materiály = spodní deska + výplň + horní deska "panelová materiálová konstrukce" Desky: nekovové kompozit, kovové dural, ocel. titan Výplň: kompozitní nebo hliníkové voštiny, polyuretanové pěny,.. Sendvičové konstrukce na B výškovka a směrovka - NH kýlové plochy jádro desky voštinové sendviče KOMPOZITNÍ - mechanizace křídla voština pěna

9 Historický vývoj leteckých materiálů DŘEVO OCELI SLITINY LEHKÝCH KOVŮ Al - duraly: Al -Cu -Mg Mg Ti vysoce legované metalurgicky čisté Al - Zn- Cu - Mg Slitiny Li vysoce legované pevnostní antikorozní metalurgicky čisté únavově odolné KOMPOZITY laminát uhlík bór Kevlar kovové kompozity SENDVIČ překližka + balsa voština pěna

10

11

12