Как са самолетите
Как работят самолетите
От предходните страници на тази книга се видя, че самолетът сега е и по всяка вероятност ще остане най-важният от инструментите, използвани за придвижване във въздуха.
Беше посочено и най-общо как е направено. Сега нека се запознаем с това по-подробно и да разберем от какви основни части се състои обикновеният самолет, какво и как служат. Самолетът обикновено се състои от следните части:
1. Носеща повърхност или крила.
2. Витлова група.
3. Тялото на апарата или, както се нарича, фюзелажа.
4. Контроли.
5. Колела, поплавъци или ски, т.е. всичко това устройство, на което самолетът стои и може да се търкаля свободно върху подходяща за това повърхност. Всичко това понякога се нарича френската дума за шаси.
Плановете или повърхността на самолет, който съставлява основната му част, от която носи името си, обикновено се правят по следния начин. Скелетът е здрави пръти, предимно две, към които са прикрепени сравнително тънки дъски на разстояние около половин аршин една от друга. Резите, наречени лонжерони, преминават през цялото крило напречно на неговото движение. Тънките дъски, наречени ребра или ребра, са прикрепени към гредите по такъв начин, че да са точно в посоката на движение на крилото във въздуха по време на полет. Ребрата не се правят прави, а повече или по-малко извити, в зависимост от формата, която искате да придадете на крилото. Предните и задните ръбове на крилото са направени сравнително леки, тъй като не трябва да понасят много усилия. Така цялото крило образува цяла рамка-решетка, която вече е покрита с платно.
Платът е прикован или пришит към ребрата и прилепва плътно към тях, благодарение на което всичкокрилото запазва необходимата форма. Правилността на тази форма или, както се казва, профилът на крилото, е много важен за полета. Често имаше случаи, когато самолетът стана много по-лош, понякога напълно спря да лети, защото крилото донякъде загуби формата си, усука се и т.н. Следователно сърцевината на крилото, въпреки цялата си лекота, трябва да бъде направена по такъв начин, че да не може да се огъне; за това често се използва дърво, залепено от няколко слоя, ребрата са направени от дъски, поставени на ръба и т.н. Освен това е много важно да се предпази платното на крилата от разтягане. За целта се импрегнира след покриване със специални лакове, които му позволяват да остане добре опънат много дълго време, въпреки дъжд, жега и др.
Самолетите понякога се правят с една повърхност, т.е. едно крило е прикрепено към тялото отдясно и отляво. Много често има устройства с две повърхности, разположени една над друга. Понякога дори до 3 повърхности се поставят една над друга. Първият от споменатите видове се нарича моноплан, вторият - биплан, третият - триплан. Самолети с голям брой повърхности не се строят. Едно крило работи най-добре, когато няма друго крило в близост до него. Следователно едно крило на моноплан работи най-добре. Но в конструкцията две по-малки крила, едно над друго и свързани с подпори и жици, излизат много по-лесно и по-удобно от едно голямо крило, така че този тип самолет сега е най-често срещаният.
Ясно е, че колкото по-голям и по-тежък е самолетът, толкова по-големи трябва да са крилата, които го поддържат във въздуха. За всеки квадратен метър повърхност обикновено има от 30 до 45 килограма повдигаща сила, тоест за всеки квадратен аршин - от един до един и половина фунта.
Витлогрупа
Това е името на целия механизъм, който привежда в движение самолета, тоест двигателят с всичките му принадлежности и витлото. В момента се използват само бензинови двигатели. В зависимост от вида и предназначението авиационните двигатели се произвеждат с най-разнообразна мощност - от 10 до 700 конски сили. сили, с тегло от 2? до 6 lbf. В името на простотата и лекотата в почти всички самолети витлото е монтирано директно върху оста на двигателя. Предаването на мощност от двигателя към оста на витлото с помощта на зъбни колела, вериги и т.н., понякога се използва от различни строители, но не се получават добри резултати.
Въпреки всичките си добри качества, бензиновият двигател има и много недостатъци. Силният шум, който издаваше в двигателите на самолетите, не можеше да бъде унищожен. Освен това по плавност на работа и липса на удари той много отстъпва на парната машина и особено на турбината. Ето защо много изобретатели са заети с разработването на нови видове двигатели. Този въпрос обаче е толкова сложен и нов, че в продължение на много години, а по-скоро десетилетия, вероятно ще е необходимо да се лети с бензинови двигатели.
Перката - тази необходима част от всеки самолет - е една от най-разработените и завършени. Витлата, които сега се изграждат, работят добре като цяло, т.е., почти без загуби, те дават, поради работата на двигателя, силата, която дърпа апарата напред. В наши дни винтовете се правят почти изключително от дърво, залепени заедно на няколко слоя. Дървените винтове са достатъчно здрави, но понякога от времето и влагата те се изкривяват малко и в този случай стават неизползваеми. Ето защо мнозина сега се опитват да създадат винт от някаква маса или да го направят кух метал.
Корпус на превозното средство - фюзелаж
Това е името на продълговата средна част на самолета. В него се намиратместа за пилот и пътници. Двигателят обикновено се намира в предната част. Кормилата са прикрепени към задния край. Корпусът на апарата обикновено се изработва от дървени пръти, минаващи по дължината, свързани с напречни и опънати стоманени телове. Отвън тялото е покрито с плат и лакирано като крила. Той трябва да е много здраво свързан с крилата, а в самолета добър баланс и управляемост се получава, когато малка част от тялото с мотора остане пред крилата.
Контроли
За управление на самолета се използват следните части:
Вертикалното кормило или кормилото се използва за завъртане на апарата надясно и наляво; работи точно както кормилото на лодка. Той е свързан чрез кабели към специални педали; пилотът го завърта, а съответно и целия апарат, като натиска по-силно с единия или другия крак.
Хоризонталното кормило или елеватор служи за накланяне на самолета с предната му част надолу или обратното, тоест за спускане на целия самолет или за издигане нагоре. В ръцете на пилота обикновено има колело върху подвижна рамка. Като отблъсква това колело от себе си, той кара колата да се спуска. Придърпвайки го към себе си, той постига обратното, т.е. апаратът започва да заема височина. Кормилото и асансьорът са разположени в края на фюзелажа. В допълнение към тях в краищата на крилата се правят така наречените крила за странична устойчивост или елерони. Те служат за накланяне на целия самолет надясно или наляво, а още по-често за изравняване, ако се наклони по някаква причина. Те действат по такъв начин, че когато дясното крило се спуска надолу, лявото се качва и обратно. Те се задвижват от пилота чрез завъртане на колелото, което беше споменато по-горе.
Шаси или количкасамолет
Както знаете, крилата на самолета не могат да вдигнат кола във въздуха, освен ако тя се движи спрямо въздуха с висока скорост. Следователно всеки самолет трябва да се движи с висока скорост още преди да напусне земята. Същото важи и при връщането на земята. В последната секунда от полета апаратът все още ще има доста висока скорост, в противен случай крилата не биха могли да го задържат и следователно той ще докосне земята, като се движи напред все още доста бързо. Следователно самолетът трябва да има устройство, което му позволява да се търкаля свободно, преди началото на полета и след завършването му, върху повърхността, за която е пригодена количката му.
В момента се използват три вида колички: за излитане от земята, от снега и от водата. Най-често срещаната е земята. Състои се главно от две, четири, а понякога и повече колела върху стоманени спици с доста дебели гуми, напомпани с въздух като автомобили. Оста на колелата е прикрепена към долната рамка на апарата, най-вече с помощта на специални гумени ленти. Това се прави, за да се смекчат още повече ударите, които възникват при излитане на неравен терен или особено при грубо спускане към земята.
Рамката, към която са прикрепени тези гуми, обикновено се състои от здрави дървени блокове или стоманени тръби, поддържащи самолета, най-вече под местата, където са разположени двигателят, резервоарът за газ и седалката на пилота. За излитане от сняг колелата обикновено се свалят от осите си и на тяхно място се поставят ски, по-широки или по-малко, в зависимост от това дали трябва да излитате от твърд или рохкав сняг. Устройството за излитане от водата се състои от поплавъци, тоест кухи, предимно дървени кутии с такъв размер, че лесно да поддържат целиясамолет. Обикновено се правят две основни плувки под крилата и трета малка зад края на опашката. Превозните средства, които излитат от водата, се наричат хидроплани. В допълнение към поплавъците, описани по-горе, има друг тип хидроплан, наречен летяща лодка. В последния корпусът е направен много по-нисък от крилата и по своята форма донякъде прилича на лодка с плоско дъно. Той е направен непроницаем за вода и поддържа целия апарат върху водата. Тази лодка обикновено побира пилота и пътниците. Моторът трябва да бъде поставен много по-високо, за да отдалечи винта малко от водата, тъй като той се чупи лесно, ако се закачи за гребена на вълна. Всички хидроплани не издържат особено добре на вълни и в открито море излитането и спускането при лошо време може да бъде трудно и опасно. Едно устройство за излитане от водата, т.е. плувки или лодка, винаги е по-тежко от колелата или ските и те оказват по-вредно съпротивление от последните. Следователно, при същия двигател и товар, качеството на въздуха на хидроплан обикновено е малко по-лошо от самолет на колела или ски.
Най-характерната черта на самолета в сравнение с други машини, като парния локомотив, е неговата лекота. Наричайки тези апарати леки, понякога тежащи няколкостотин фунта, трябва да вземем предвид тяхното сравнително тегло. Самолет с двигател 300 лоша. сили тежи горе-долу колкото кола от 20-30 лош. сили. Сравнявайки малкото тегло на апарата с огромната мощност на двигателя, лесно е да се разбере, че за силите, които частите на самолета носят, те трябва да тежат изключително малко. Отне много работа и усилия, за да се разработят начини, които направиха възможно да ги направим толкова лесни. Като цяло тази лекота се постига, като се опитвате да направите всяка част от апарата точно със същата здравина катонеобходимо, без никакви излишъци. Но за да е възможно това, първо трябва да се определи с каква точно сила се опъва всяка тел в полет, каква сила изпитва всяка греда, стелаж и пр. Всичко това се постига със сериозни математически изчисления. И след това, чрез изчисления и експерименти, те определят каква дебелина трябва да има всеки отделен проводник, болт, прът и т.н., така че всички те да имат необходимата граница на безопасност. Този израз означава следното. Да приемем, че някаква тел е опъната по време на полет, сякаш към нея е прикрепена тежест от 5 пуда. За да не се скъса тази жица от случайно повишено натоварване, от някакъв малък дефект в ръждата и т.н., за да е като цяло надеждна, е необходимо да я поставите с такава дебелина, че да може да се счупи само с товар не 5, а 25 паунда. По този начин всяка тел, прът, болт трябва да бъдат избрани така, че да могат да се счупят или да се счупят само със сила 5 пъти по-голяма от тази, която изпитват по време на полет. При такива условия се казва, че самолетът има коефициент на безопасност 5[47]. На пръв поглед изглежда, че по отношение на якостта изчисляването на самолет трябва да се извърши по същия начин, както изчисляването на всяка друга машина или сграда, тъй като всички те трябва да имат определена граница на безопасност. В действителност това не е съвсем вярно. Ако при изчисляването на някоя машина или сграда инженерът не е сигурен, че е дал правилната дебелина на някоя греда, желязна лента и т.н., особено във вторичните части, той просто взема тази част един и половина до два пъти по-дебела, стига да не е по-слаба от необходимото. И ако тази част се окаже по-силна от необходимото, няма значение. В самолета е различно. Всяка негова част, включително и най-малките, не трябва да бъде по-слаба или по-силна от необходимото, т.к.ако се направи по-здрав, той ще бъде по-тежък, а допълнителното тегло на самолета влошава качеството му. Следователно изчисляването и определянето на необходимата дебелина на всяка част трябва да се извърши с изключителна точност. Веднъж трябваше да построя специална машина и да направя много експерименти върху нея, за да разбера дали дървените ребра на самолет в процес на изграждане могат да бъдат направени с 1/32 от инча[48] по-тънки от първоначално предложеното. проф. G. A. Botezat много добре определя тези особености на бизнеса за изграждане на самолети, като посочва, че в този случай, за разлика от много други, инженерът не може да направи компенсация за своето невежество и че самолетът, според изискваната от него точност на изчисление и изпълнение, е най-сложната, но и най-красивата от съвременните машини.