1

Cechy konstrukcyjne samolotów (budowa ogólna)

2

Cechy samolotów

wysoki koszt zakupu jednostki (kilkadziesi

ą

t do kilkuset mln USD)

długi okres u

ż

ytkowania (do 30 lat)

wysoka produktywno

ść

(godzinowa: 800-1000 km/h i roczna:14-16 godz./dob

ę

))

niski koszt jednostkowy produkowanej usługi (np. PLN/paskm)

wysoka niezawodno

ść

i bezpiecze

ń

stwo

niska pracochłonno

ść

obsługi i wykonywanej pracy przewozowej

wysokie standardy i wymagania obsługi technicznej i ruchowej

du

ż

e zapotrzebowanie na energi

ę

(ok. 15 000 kJ/ tkm)

(do pokonania opory ruchu + siła grawitacji)

niskie zagro

ż

enia

ś

rodowiskowe w stosunku do

ś

rodków transportu

innych gał

ę

zi ???????????

3

Jak i z czego zbudowane s

ą

samoloty?

Konstrukcja samolotu pasa

ż

erskiego.

♦

Kadłub

♦

Układy sterowania lotem

♦

Podwozie

♦

Układ nap

ę

dowy

Współczesne samoloty pasa

ż

erskie posiadaj

ą

struktury półskorupowe

(zło

ż

one z wr

ę

g, podłu

ż

nic i pokrycia), konstruowane według koncepcji fail

safe (dosł. bezpieczne uszkodzenie). Oznacza to,

ż

e widoczne uszkodzenie,

np. p

ę

kni

ę

cie pokrycia, nie powoduje natychmiastowego zniszczenia

struktury. Dopuszczalne jest powstanie uszkodze

ń

w trakcie okresu

u

ż

ytkowania samolotu pod warunkiem,

ż

e zostan

ą

one wykryte i usuni

ę

te

podczas specjalnie w tym celu wykonywanego przegl

ą

du (uszkodzone

elementy podlegaj

ą

wówczas wymianie).

Kadłub

Kadłub samolotu pasa

ż

erskiego jest cienko

ś

cienn

ą

rur

ą

o przekroju

kołowym lub owalnym. Wi

ę

ksz

ą

cz

ęść

jego wn

ę

trza zajmuje kabina

pasa

ż

erska, za

ś

pod ni

ą

znajduje si

ę

przestrze

ń

wykorzystywana do

umieszczania urz

ą

dze

ń

i instalacji pokładowych i przedziałów baga

ż

owych.

4

Skrzydło

Typowe skrzydło samolotu komunikacyjnego ma konstrukcje

półskorupow

ą

, przewa

ż

nie wielod

ź

wigarow

ą

. W jego wn

ę

trzu najcz

ęś

ciej

znajduj

ą

si

ę

integralne zbiorniki paliwa.

Poniewa

ż

wielko

ść

siły no

ś

nej powstaj

ą

cej na skrzydle jest wprost

proporcjonalna do kwadratu pr

ę

dko

ś

ci lotu, najwa

ż

niejszym zadaniem jest

niedopuszczenie do jej utraty, zwłaszcza w trakcie lotu z mał

ą

pr

ę

dko

ś

ci

ą

(np. podczas startu czy l

ą

dowania).

W tym celu stosuje si

ę

szereg rozwi

ą

za

ń

kompensuj

ą

cych spadek siły

no

ś

nej na skutek zmniejszenia pr

ę

dko

ś

ci.

Jest to tzw. mechanizacja płata w skład której wchodz

ą

klapy skrzydłowe i sloty.

Od lat 80-tych coraz cz

ęś

ciej stosuje si

ę

urz

ą

dzenia rozpraszaj

ą

ce wiry

brzegowe (poniewa

ż

ci

ś

nienie na górnej powierzchni skrzydła jest mniejsze

ni

ż

na dolnej, w pobli

ż

u ko

ń

cówki skrzydła powstaje wir, który jest powodem

powstawania tzw. oporu indukowanego; istniej

ą

ró

ż

ne metody zmniejszania

tego oporu: odpowiednie ukształtowanie ko

ń

cówki skrzydła lub zwi

ę

kszenie

wydłu

ż

enia płata).

Po licznych badaniach aerodynamicznych dominuj

ą

cym rozwi

ą

zaniem

stały si

ę

winglety, czyli niewielkie elementy, zbli

ż

one kształtem do

stateczników, montowane na ko

ń

cówkach skrzydeł.

5

Budowa skrzydła

[Wikipedia, 15-12-2008, pl.wikipedia.org/wiki/Plik:PlaneWing.png]

PL

EN

1. Wingleta

2. Lotki małych pr

ę

dko

ś

ci

3. Lotki du

ż

ych pr

ę

dko

ś

ci

4. Siłowniki klap

5. Klapa noskowa Krügera

6. Skrzela (sloty)

7. Klapy wewn

ę

trzne trójszczelinowe

8. Klapy zewn

ę

trzne trójszczelinowe

9. Spojler

10. Hamulce aerodynamiczne

1. Winglet

2. Low Speed Aileron

3. High Speed Aileron

4. Flap track fairing

5. Krüger flaps

6. Slats

7. Three slotted inner flaps

8. Three slotted outer flaps

9. Spoilers

10. Spoilers-Air brakes

6

Układy sterowania lotem

Personel lataj

ą

cy eksploatowanych obecnie samolotów komunikacyjnych

składa si

ę

z co najmniej dwóch osób (w najnowocze

ś

niejszych maszynach

s

ą

to dwaj piloci).

Starsze typy samolotów posiadały nieco liczniejsz

ą

obsad

ę

, któr

ą

oprócz

pilotów stanowili: nawigator, radiooperator i in

ż

ynierowie pokładowi -

mechanicy.

W celu zapewnienia obydwu pilotom jednakowych mo

ż

liwo

ś

ci sterowania

samolotem, sterownice (czyli wolanty i pedały steru kierunku) s

ą

zdwojone,

a d

ź

wignie steruj

ą

ce klapami skrzydłowymi i prac

ą

silników znajduj

ą

si

ę

pomi

ę

dzy stanowiskami pilotów.

W celu podniesienia bezpiecze

ń

stwa,

przepisy budowy samolotów komunikacyjnych wymagaj

ą

, aby

ka

ż

dy układ sterowania (ster wysoko

ś

ci, ster kierunku, lotki)

był zdublowany.

W razie niesprawno

ś

ci jednego z układów, drugi ma zapewni

ć

takie same

mo

ż

liwo

ś

ci sterowania samolotem.

Stateczniki i stery zawieszone na ko

ń

cu kadłuba samolotu maj

ą

dwa

zadania: zapewnienie stabilnego lotu samolotu i umo

ż

liwienie pilotowi zmiany

kierunku lotu. Działanie usterzenia poziomego i steru wysoko

ś

ci (nie

gł

ę

boko

ś

ci, bo taki ster wyst

ę

puje tylko na okr

ę

tach podwodnych)

przypomina znan

ą

z dzieci

ń

stwa hu

ś

tawk

ę

i zachodz

ą

c

ą

w czasie hu

ś

tania

równowag

ę

momentów.

W samolocie du

ż

a siła no

ś

na wytwarzana przez skrzydło jest przyło

ż

ona

przed

ś

rodkiem ci

ęż

ko

ś

ci i powoduje zadzieranie nosa samolotu do góry, aby

temu przeciwdziała

ć

montuje si

ę

usterzenie, które analogicznie jak skrzydło

wytwarza sił

ę

no

ś

n

ą

o mniejszej warto

ś

ci, ale działaj

ą

c

ą

na dłu

ż

szym

ramieniu.

7

W wyniku oddziaływania tych dwóch sił samolot mo

ż

e kontynuowa

ć

stabilny lot. Je

ś

li pilot wychylaj

ą

c dr

ąż

ek sterowy lub wolant zmieni sił

ę

no

ś

n

ą

wytwarzan

ą

na usterzeniu, spowoduje opuszczenie lub podniesienie nosa

samolotu, a co za tym idzie wywoła odpowiednio zmniejszenie lub

zwi

ę

kszenie wysoko

ś

ci lotu. Podobnie ma si

ę

sytuacja ze zmian

ą

kierunku

lotu.

####################################

8

Konfiguracja zespołów nap

ę

dowych

Pocz

ą

tkowo w du

ż

ych samolotach komunikacyjnych konstruktorzy d

ąż

yli

do ukrycia silników - zwłaszcza odrzutowych - we wn

ę

trzu skrzydła (np.

Caravelle).

Jednak rosn

ą

ca wraz ze wzrostem siły ci

ą

gu

ś

rednica zewn

ę

trzna silników

powodowała, i

ż

konfiguracja taka utrudniała dost

ę

p do silników, co bardzo

komplikowało wymian

ę

uszkodzonych silników lub zast

ą

pienie ich nowymi

jednostkami nap

ę

dowymi.

Do

ść

szybko zacz

ę

to podwiesza

ć

silniki odrzutowe pod skrzydłami.

W samolotach wymagaj

ą

cych czterech silników próbowano je grupowa

ć

po dwa w odpowiednich gondolach podskrzydłowych.

Jednak okazało si

ę

,

ż

e ze wzgl

ę

dów aerodynamicznych korzystniejsze

jest umieszczanie ka

ż

dego silnika osobno, na specjalnych pylonach.

Kolejnym rozwi

ą

zaniem stosowanym w lotnictwie komunikacyjnym było

usytuowanie silników w gondolach umieszczonych po bokach tylnej cz

ęś

ci

kadłuba (w układzie 2 lub 4 np. tu-134 lub Ił-62 lub w układzie 3 np. Jak-40,

Tu-154).

Takie rozwi

ą

zanie podniosło znakomicie komfort podró

ż

owania, poniewa

ż

usytuowanie silników z tyłu kadłuba odsun

ę

ło główne

ź

ródło hałasu, jakimi s

ą

turbiny i dysza wylotowa, poza kabin

ę

pasa

ż

ersk

ą

. Dodatkowo, wloty od

silników znajduj

ą

si

ę

wówczas znacznie wy

ż

ej ni

ż

w przypadku podwieszenia

ich pod skrzydłami, co znacznie ogranicza mo

ż

liwo

ść

zassania z ziemi ciał

obcych (np. kamieni).

Ponadto, w przypadku awarii jednego z silników, asymetria ci

ą

gu jest

znacznie mniejsza poniewa

ż

silniki znajduj

ą

si

ę

bli

ż

ej osi podłu

ż

nej samolotu.

Wad

ą

takiego układu jest kłopot z wywa

ż

eniem pustego samolotu.

9

Z czasem opracowano nowe, znacznie cichsze silniki, które zapewniły

niski poziom hałasu w kabinie, nawet w przypadku umieszczenia ich pod

skrzydłami. Obecnie jest to rozwi

ą

zanie stosowane w prawie wszystkich

du

ż

ych samolotach pasa

ż

erskich (np. B-737, B-767).

Do jego głównych wad nale

ż

y zaliczy

ć

niewielka odległo

ść

wlotu silnika

od powierzchni lotniska.

Zalety: nisko umieszczone silniki ułatwiaj

ą

ich obsług

ę

.

Dodatkowo, w przypadku l

ą

dowania z wci

ą

gni

ę

tym podwoziem, gondole

silników przejmuj

ą

pierwszy impet uderzenia i chroni

ą

kadłub z pasa

ż

erami.

Kolejn

ą

zalet

ą

jest zmniejszenie obci

ąż

e

ń

płata powstaj

ą

cych na wskutek

oddziaływania siły no

ś

nej.

W konstrukcji odrzutowców komunikacji regionalnej nadal z

powodzeniem stosuje si

ę

układy z dwoma silnikami z tyłu kadłuba

(np. ERJ-145).

W samolotach z nap

ę

dem turbo

ś

migłowym silniki zabudowuje si

ę

przed

kraw

ę

dzi

ą

natarcia skrzydła. Usytuowanie silnika musi zapewni

ć

odpowiedni

prze

ś

wit pomi

ę

dzy tarcz

ą

wiruj

ą

cego

ś

migła i podło

ż

em (np. An-24, Ił-18,

ATR-42, ATR-72).

10

Rozmieszczenie silnikow przy samolocie

Dwa silniki na skrzydłach (jeden silnik na jednym skrzydle)

Cztery silniki na skrzydłach z dala od siebie (po dwa na jednym skrzydle)

Dwa silniki na ogonie

Trzy silniki na ogonie

Szes

ć

silników przy skrzydle (własciwie ten samolot nie jest pasa

ż

erski ale sa

pono

ć

plany, by go na taki przerobi

ć

)

11

Cztery silniki na ogonie (Oczywiscie ten samolot juz nie lata w barwach LOT-u)

Podwozie

We współczesnych samolotach komunikacyjnych stosuje si

ę

podwozie

wci

ą

gane, najcz

ęś

ciej przy pomocy siłowników hydraulicznych (w celu

zwi

ę

kszenia bezpiecze

ń

stwa układy zasilaj

ą

ce siłowniki s

ą

na ogół

zdwojone). W przypadku uszkodzenia (braku zasilania) instalacji

hydraulicznej podwozie wysuwa si

ę

pod wpływem siły ci

ęż

ko

ś

ci lub sił

aerodynamicznych.

Dominuj

ą

cym układem jest podwozie trójpodporowe z goleni

ą

przedni

ą

.

W samolotach z nap

ę

dem odrzutowym, zbudowanych w układzie dolnopłata

wózki podwozia chowane s

ą

w kadłubie; golenie podwozia głównego

mieszcz

ą

si

ę

w skrzydłach.

Maszyny o du

ż

ej i

ś

redniej masie najcz

ęś

ciej posiadaj

ą

podwozie główne

z wózkami czterokołowymi.

12

Samoloty, których masa jest bardzo du

ż

a posiadaj

ą

bardziej rozbudowane

podwozie (np. A-340, B-747).

W samolotach turbo

ś

migłowych, skonstruowanych w układzie dolnopłata,

jak i górnopłata, optymalne jest chowanie podwozia głównego do wn

ę

trza

gondoli silnikowych, jednak w przypadku górnopłata wymusza to

zastosowanie goleni o du

ż

ej długo

ś

ci (np. An-24).

Nowsze samoloty turbo

ś

migłowe zbudowane w układzie górnopłata

posiadaj

ą

podwozie zamontowane w dolnej cz

ęś

ci kadłuba (np. ATR-42,

ATR-72). Wadami takiego rozwi

ą

zania s

ą

: mniejszy rozstaw podwozia oraz

konieczno

ść

stosowania specjalnych owiewek, które pogarszaj

ą

nieco

aerodynamik

ę

samolotu. Jednak podwozie chowane w kadłubie

charakteryzuje si

ę

mniejsz

ą

mas

ą

, co zdecydowało o popularno

ś

ci tego

rozwi

ą

zania.

W celu skrócenia dobiegu samolotu koła podwozia s

ą

hamowane.

Zwykle stosuje si

ę

hamulce jedno lub wielotarczowe, których tarcze

najcz

ęś

ciej wykonane s

ą

ze stali; w ostatnich latach pojawiły si

ę

równie

ż

hamulce wykonane z kompozytu w

ę

glowego.