Из чего делают самолеты (металл)

Не дороже иномарки

С каждым годом доступность легкомоторных самолётов неуклонно увеличивается. Многие модели на данный момент стоят также как новый семейный седан или ещё дешевле. Если верить некоторым прогнозам, в будущем их использование может стать повсеместным, они могут в большой степени заменить автомобили, что могло бы пойти всем на пользу, ведь вероятность образования пробок в небе практически нулевая.

По прогнозам многих экспертов, через 10-15 лет доля легкомоторных самолётов в общем реестре авиации достигнет значения в 45%. Полагаясь на имеющуюся статистику и прогнозы аналитиков, смело можно предположить, что именно за этим видом транспорта на данный момент стоит будущее.

Маркировка авиационных сплавов

В международных стандартах первая цифра маркировки авиационного алюминия обозначает основные легирующие элементы сплава:

1000 – чистый алюминий.
2000 – дюралюмины, сплавы легированные медью. В определенный период – самый распространенный аэрокосмический сплав. В связи с высокой чувствительностью к коррозийному растрескиванию все чаще заменяются сплавами серии 7000.
3000 – легирующий элемент – марганец.
4000 – легирующий элемент – кремний. Сплавы известны также как силумины.
5000 – легирующий элемент – магний.
6000 – самые пластичные сплавы. Легирующие элементы – магний и кремний. Могут подвергаться термозакалке для повышения прочности, но по этому параметру уступают сериям 2000 и 7000.
7000 – термически закаленные сплавы, самый прочный авиационный алюминий. Основные легирующие элементы – цинк и магний.

Вторая цифра маркировки — порядковый номер модификации алюминиевого сплава после исходного – цифра «0». Две заключительные цифры – номер самого сплава, информация о его чистоте по примесям. В случае если сплав опытный, к маркировке добавляется пятый знак «Х».

На сегодняшний день, самые распространенные марки авиационного алюминия: 1100, 2014, 2020, 3003, 2024, 2219, 2025, 5052, 5056. Отличительными особенностями этих сплавов являются: легкость, пластичность, хорошая прочность, стойкость к трению, коррозии и высоким нагрузкам. В авиастроении наиболее широко используемые сплавы — авиационный алюминий 6061 и 7075.

Плюсы конструкции из трубок

Важным преимуществом конструкции из трубок является их пластичность и сопротивляемость нагрузкам сил вращения при маневрах самолета. Стоит учесть и разницу температур между окружающим летательный аппарат воздухом и пространством, в котором находится экипаж. Полые трубки обеспечивают кабине и грузовым отсекам термоизоляцию за счет содержащегося внутри воздуха. Он же предохраняет экипаж от излишнего звукового давления.

Очевидны преимущества такой конструкции и при возникновении трещин, от усталости металла или под внешним влиянием. При варианте цельного корпуса любое повреждение металла приведет к развитию коррозийных процессов и разрастанию эрозии вплоть до фатального повреждения. Трубка же локализует процесс на себя. То есть разрушен будет незначительный участок фюзеляжа, что не скажется на характеристиках самолета в целом.

Поделки с детьми: самолёт из пластилина

Не секрет, что каждый ребенок любит заниматься ручным творчеством: рисовать, конструировать, лепить. Именно такие занятия позволяют малышу самовыразиться, проявить фантазию. Особый восторг у деток вызывают самолеты и прочий транспорт, вылепленный из пластилина. Лепить такие поделки – одно удовольствие! К тому же, впоследствии их можно использовать в игре.

Разнообразие материалов для лепки

Обыкновенный пластилин отечественного производства.Этот пластилин отлично подойдет для изготовления поделок ребятами уже школьного возраста, а вот для совсем маленьких творцов подготовка к работе будет затруднительной. Этот пластилин твердый, и подготовить (размять и разогреть) его к работе малышу самостоятельно будет трудновато. И хоть поделки из него и получаются прочными, но тусклый цвет, который характерен для этого вида пластилина, делает работу непримечательной.
Импортный пластилинотличается мягкостью и насыщенностью цветов. Он не пачкает во время работы рук, легко очищается с одежды. Недостатком является лишь то, что поделки из него не слишком прочные, быстро теряют форму, детали плохо соединяются между собой.
Восковой пластилинхорошо склеивается, мягкий в работе. Цвета яркие, не оставляют загрязнений. Кусочки пластилина хранить лучше всего в индивидуальной упаковке, так как они легко слипаются между собой.

Как создать шедевр своими руками?

Инструкция по изготовлению самолетов из пластилина

Предлагаем вашему вниманию несколько вариантов пошаговых мастер-классов лепки самолетов с детьми. Предложенные варианты смогут заинтересовать не только маленьких любителей творчества, но будут интересны даже подросткам.

Самолетик для самых маленьких

С детьми младшего возраста лучше всего лепить поделки из воскового мягкого пластилина. Малышу надо показывать, как делать каждую деталь самолета.

При этом выполнение деталей не должно вызывать у ребенка особых трудностей, так как моторика у деток еще не слишком развита, и лепка мелких деталей может вызвать определенные трудности.

Поэтому предлагаем воспользоваться пошаговой инструкцией с фото:

Военный самолет

Принцип лепки военного самолета аналогичен вышеописанному. Но есть некоторые тонкости именно в подготовке пластилина «военной» гаммы:

Чтобы добиться нужной расцветки, требуется скатать цилиндрики сине-зеленого и жгуты желтого цветов.
Далее жгутом обвиваем цилиндрик и разминаем заготовки для того, чтобы получить имитацию военной раскраски.
Маленькие красные шарики расплющиваем и с помощью канцелярского ножа вырезаем звездочки.
Вылепливаем из пластилина зеленого цвета винт, из белого – кабину.

Основные авиазаводы России

Чтобы увидеть, где в России делают самолеты, нужно открыть карту. География расположения авиазаводов на территории России представлена весьма разнообразно, от западных границ до Дальнего Востока.

Иркутский авиационный завод

В Южном административном округе, в Ростове –на-Дону и в Таганроге производят вертолеты Ми-26, Ми-28, Ми-35, самолеты-амфибии Бе-200. В Московской области – МиГ-29, Ил-103. В Центральной части России, в Воронежской и Смоленской областях — Ил-96-300, Ан-148, Ил-96-400, Ил-112, Як-18Т, СМ-92Т. На Волге расположены заводы по производству Ан-140,Ту-204, Ил-76, Ан-140, МиГ-29, МиГ-31, МиГ-35. В Республике Татарстан делают Ту-214, Ансат, Ми-17, Ми-38. В Сибири — Су-34, Су-30, Як-130, МС-21, Як-152, Су-25УБ, Су-25УБМ , Ми-8АМТ, Ми-171, Ми-171А2, Ми-8АМТШ. В республике Башкортостан – Ка-226, Ка-27, Ка-31, Ка-32. На Дальнем Востоке расположено производство Сухой Суперджет-100, Су-27, Су-30, Су-33, Су-35, Т-50 (ПАК ФА) и вертолетов Ка-52, Ка-62.

Почему при взлёте или посадке самолёта необходимо открывать иллюминаторы?

Окна лайнеров имеют шторки, которые при желании можно закрыть. Обычно авиапассажиры опускают их, когда не хотят любоваться видом из иллюминатора, или чтобы солнечный свет не мешал спокойно поспать. Правда, во время взлёта и посадки шторки оставляют открытыми в целях безопасности. Ведь именно в такие моменты чаще всего возникают аварии. Открытые иллюминаторы помогают стюардессам видеть, что происходит за бортом. При возникновении поломки, задымлении двигателя бортпроводники тут же доложат ситуацию пилотам.

Да и самому пассажиру в случае возникновения аварийной ситуации нужно будет быстро сориентироваться и понять, что делать. Для этого предварительно перед посадкой шторки открывают, а свет в салоне гасят. Глаза авиапассажиров должны привыкнуть к естественному освещению. Ведь ночью вид из окна не такой, как в ярко освещённом салоне. Какое-то время человек не будет ничего видеть, но спустя пару секунд его глаза адаптируются к темноте и он сможет наблюдать за тем, что происходит внутри и за бортом самолёта.

Область применения

Авиационный алюминий является очень востребованным металлическим сплавом сегодня. Его высокие показатели продаж в первую очередь связаны с механическими характеристиками, среди которых определяющую роль играют легкость и прочность. Ведь данные параметры кроме авиастроения очень востребованы и в производстве предметов народного потребления, и в судостроении, и в атомной промышленности, и в автомобилестроении, и т.д. Например, особенным спросом пользуются сплавы марок 2014 и 2024, которые отличаются умеренным содержанием меди. Из них изготавливают наиболее ответственные элементы конструкции летательных аппаратов, военной техники и большегрузного транспорта.

Следует понимать, что авиационный алюминий обладает важными особенностями при соединении (сварке или пайке), которое осуществляется только в среде инертных газов, выполняющей защитную функцию. К таким газам относятся, как правило, гелий, аргон и их смеси. Так как гелий обладает самой высокой теплопроводностью, то именно он обеспечивает наиболее приемлемые показатели сварочной среды

Это очень важно при соединении элементов конструкции, которые состоят из массивных и толстостенных фрагментов. Ведь в данном случае следует обеспечить полный газоотвод и минимизировать вероятность образования пористой структуры сварного шва

Классификация по конструктивным признакам

В зависимости от количества крыльев различают моноплан (одно крыло), биплан (два крыла) и полутораплан (одно крыло короче, чем другое).

В свою очередь монопланы делят на низкопланы, среднепланы и высокопланы. В основу этой классификации лежит расположение крыльев возле фюзеляжа.

Если говорить об оперении, то можно выделить классическую схему (оперение сзади крыльев), тип “утка” (оперение перед крылом) и “бесхвостка” (оперение — на крыле).

По типу шасси воздушные судна бывают сухопутными, гидросамолеты и амфибии (те гидросамолеты, на которые установили колесные шасси).

Есть разные виды самолетов и по видам фюзеляжа. Различают узкофюзеляжные и широкофюзеляжные самолеты. Последние — это, в основном, двухпалубные пассажирские лайнеры. Наверху находятся места пассажиров, а внизу — багажные отсеки.

Вот что из себя представляет классификация самолетов по конструктивным признакам.

https://youtube.com/watch?v=arubWOnDMuo%26t%3D218s

Шаг 5. Где набраться ума?

«Я никогда ничего не клепал, не варил, не красил, и вообще я не золотых рук мастер», — неопытный строитель может возразить. В состоянии ли я вообще построить что-нибудь настолько сложное, как самолёт?

В действительности, это не так уж и трудно. Самолёты домашней постройки – это обычные механические устройства. Механические узлы управления, простая и доступная для понимания электрика, почти нет гидравлики – всё можно изучить и собрать самому. Стандартный авиационный двигатель, например, состоит из четырех шлангов, трех кабелей и двух проводов. Ну, а если знаний недостаточно, можно всегда почерпнуть недостающие пробелы за учебниками и мануалами.

Техника самолётостроения простая и очевидная. Клепка может быть освоена за один день, сварочное дело потребует больше по времени, зато весело и почти даром. В повседневной жизни очень много вещей изготавливается из дерева, техника и инструменты обработки древесины доведены до совершенства, причем всё можно освоить через Интернет и Youtube.

Если при изучении новой информации вам лучше всего подходит структурированная подача материала, то можете взять уроки мастерства в самолётостроении. Подобные мероприятия проводят производители кит наборов и некоторые частные строители.

Шаг 1. Выбор модели самолёта

Пожалуй, цель проекта, является основным фактором, влияющим на успех всего мероприятия, прежде чем строительству будет дан старт.

Начало проекта самолета можно поставить в один ряд по важности с предложением руки и сердца, заключения важной сделки и даже выбором домашнего животного. Как и во всех предыдущих случаях, здесь надо продумать все тонкости, прежде чем принять окончательное решение

Большинство недошедших до финиша перегорают из-за пустяков. Изящество самолета Falco, воздушная акробатика на Pitts 12 и озорной полёт на Гластаре: всё может подогреть интерес будущего строителя на принятие решения исходя только из внешнего вида. Простота этого решения может быть обманчива. Суть правильного решения не во внешних атрибутах, а в цели строительства.

Для правильного решение требуется полностью честный и искренний самоанализа. Конечно, многие мечтают летать как Виктор Чмаль или Светлана Капанина, но так или это? У каждого человека своя индивидуальность и свой почерк пилотирования, и невозможно жить чужим опытом. Можно построить самолёт для воздушного туризма и длительных кросс-кантри полётов, но потом обнаружить, что вам ближе загородный пикник на зеленой лужайке с друзьями за 60 километров от аэроклуба

Важно разрешить все свои сомнения и искренне продумать мечту о «домашнем самолете». Ведь главное – улучшить свою жизнь и больше заниматься тем, что тебе действительно нравится

После того, как вы определитесь со своей мечтой, выбрать самолет не составит труда. После выбора модели самолета наступит время для проведения экспертизы. Беглый взгляд на 15 летний выпуск журнала Моделист – Конструктор окажет немного отрезвляющее влияние – возможно потому большая часть предложенных там моделей самолетов уже вышла из моды. Мир домашних кокпитостроителей имеет свою нишу на рынке, но даже при сильной мотивации заниматься бизнесом на такой территории окажется непростым занятием с экономической стороны, ведь рынок очень индивидуализирован, а тенденции сменяют друг друга, как мода на купальники. Прежде чем начать строить, следует провести подготовительную работу: подробно проанализировать конструкцию самолета, обзвонить людей, которые уже занимались этим проектом и просмотреть список несчастных случаев. Начать работу над устаревшим проектом, в котором детали и узлы трудно достать в принципе, дорогое и затратное мероприятие.

Развитие и достижения

Cessna 400

Это воздушное судно было спроектировано в ходе выполнения специальной программы НАСА. Целью программы было улучшение и развитие малой авиации. Получившийся авиалайнер стал одним из самых быстрых самолётов в этой классификации. Скорость его крейсерского хода составляет 318 км/ч, в его салоне 4 посадочных места, а максимальная протяжённость полёта – 2000 километров.

Beechcraft Bonanza G36

По лётно-техническим характеристикам этот самолёт аналогичен предыдущему воздушному судну. Он также развивает скорость в 318 км/ч, вмещает 4 человек и преодолевает расстояние в 2000 километров. Его главное конкурентное преимущество – высокая степень надёжности. Она достигается за счёт того, что его конструкция – простая и крепкая.

Cirrus SR22

Этот самолёт дороже предыдущих. Многие называют его мерседесом в сфере малой авиации. Перелёты на этом воздушном судне отличаются особой безопасностью, так как в его хвостовой части хранится парашют, который, в случае аварии, спасёт как сам авиалайнер, так и его пассажиров, находящихся внутри. Также салон выполнен в дорогой коже. Бизнесмены часто предпочитают именно это судно. Однако по техническим характеристикам оно несколько уступает Beechcraft и Cessna: максимальная скорость – 296 км/ч, а протяжённость полёта – 1700 километров.

Обшивка фюзеляжа[править | править код]

Выбирается в зависимости от действующей нагрузки. Верхняя зона обшивки воспринимает растягивающие усилия всей площадью обшивки и стрингеров, а нижняя зона — сжимающие нагрузки только частью обшивки, присоединённой к стрингерам. В герметичном фюзеляже толщина обшивки выбирается с учётом внутреннего избыточного давления. Для повышения живучести конструкции фюзеляжа на обшивке часто применяются ленты-стопперы, для остановки распространения трещин.

Соединение элементов каркаса и обшивкиправить | править код

Сотовая обшивка, самолёт

МиГ-23

Возможно три способа соединения обшивки с каркасом:

обшивка крепится только к стрингерам,
обшивка крепится и к стрингерам, и к шпангоутам,
обшивка крепится только к шпангоутам.

В первом случае образуются только продольные заклёпочные швы, а поперечные швы отсутствуют, что улучшает аэродинамику фюзеляжа. Незакреплённая на шпангоутах обшивка теряет устойчивость при меньших нагрузках, что приводит к увеличению массы конструкции. Чтобы избежать этого часто обшивку связывают со шпангоутом дополнительной накладкой — компенсатором. Третий способ крепления используется только в обшивочных (бесстрингерных) фюзеляжах.

Сотовидная обшивка крепится к шпангоутам. Она состоит из двух металлических панелей и сердцевины. Сотовая конструкция — шестиугольного вида материал, сделанный из метала. В сердцевине находится клей, что позволяет не использовать заклёпки. Такая конструкция имеет высокое сопротивление деформации и способна передавать напряжение по всей своей поверхности.

Фюзеляж самолёта

Основной частью самолета является фюзеляж. На нем закрепляются остальные конструктивные элементы: крылья, хвост с оперением, шасси, а внутри размещается кабина управления, технические коммуникации, пассажиры, грузы и экипаж воздушного судна. Корпус самолёта собирается из продольных и поперечных силовых элементов, с последующей обшивкой металлом (в легкомоторных версиях – фанерой или пластиком).

Требования при проектировании фюзеляжа самолёта предъявляется к весу конструкции и максимальным характеристикам прочности. Добиться этого позволяет использование следующих принципов:

Корпус фюзеляжа самолёта выполняется в форме, снижающей лобовое сопротивление воздушным массам и способствующей возникновению подъемной силы

Объем, габариты самолёта должны быть пропорционально взвешены;
При проектировании предусматривают максимально плотную компоновку обшивки и силовых элементов корпуса для увеличения полезного объема фюзеляжа;
Сосредотачивают внимание на простоте и надежности крепления крыловых сегментов, взлётно-посадочного оборудования, силовой установки;
Места крепления грузов, размещения пассажиров, расходных материалов должны обеспечивать надёжное крепление и баланс самолёта при различных условиях эксплуатации;

Фюзеляж пассажирского самолёта

Место размещения экипажа должно предоставлять условия комфортного управления самолётом, доступ к основным приборам навигации и управления при экстремальных ситуациях;
В период обслуживания самолёта предусмотрена возможность беспрепятственно провести диагностику и ремонт вышедших из строя узлов и агрегатов.

Прочность корпуса самолёта обязана обеспечивать противодействие нагрузкам при различных полётных условиях, в том числе:

нагрузки в местах крепления основных элементов (крылья, хвост, шасси) в режимах взлёта и приземления;
в полётный период выдерживать аэродинамическую нагрузку, с учётом инерционных сил веса самолёта, работы агрегатов, функционирования оборудования;
перепады давления в герметически ограниченных отделах самолёта, постоянно возникающие при лётных перегрузках.

К основным типам конструкции корпуса самолёта относят плоский, одно,- и двухэтажный, широкий и узкий фюзеляж. Положительно зарекомендовали себя и используются фюзеляжи балочного типа, включающие варианты компоновки, которые носят название:

Обшивочные – конструкция исключает продольно расположенные сегменты, усиление происходит за счёт шпангоутов;
Лонжеронные – элемент имеет значительные габариты, и непосредственная нагрузка ложится именно на него;
Стрингерные – имеют оригинальную форму, площадь и сечение меньше, чем в лонжеронном варианте.

Важно! Равномерное распределение нагрузки на все части самолёта осуществляется за счёт внутреннего каркаса фюзеляжа, который представлен соединением различных силовых элементов по всей длине конструкции.

Из чего делают самолеты

Рубрика: Самолеты Опубликовано 23 августа

Вы когда-нибудь задавались вопросом – из чего делают самолеты? Если да, но не смогли найти ответ, то сегодня мы вам поможем его найти. В этой статье мы поговорим о том, из чего и как делают самолеты. Если вам всегда было интересно это узнать, то читайте далее в полной версии статьи.

Среднее время производства самолета – 150 дней. Именно так долго собирают один самолет. Ни в какое сравнение со скоростью сборки автомобилей это не идет. Катера и лодки в зависимости от размера и материалов собирают тоже намного быстрее. Самолеты – это второй по медленности создания агрегат для передвижения, дольше чем самолеты собирают только ракеты и спутники. Если вы интересуетесь как собирают лодки и катера, то посмотрите на фотографии этих плавсредств. Алюминиевые лодки и катера вы сможете найти на сайте компании СПЭВ. Эта компания динамично развивается и в данный момент специализируется на производстве различных плавательных средств, таких как яхты и катера. Но вернемся к самолетам.

Отечественная компания Сухой, планирует усовершенствовать свои линии сборки, и достигнуть рекордных сроков – до 55 дней на 1 самолет. Самолеты собирают как автоматами и роботами, так и человеческими руками. Этапы в целом можно разделить на три: подготовка, сборка и тестирование. Подготавливать самолет начинают еще на бумаге. Когда есть точный инженерный план, начинается производство отдельных деталей. Их делают из металла, и различных сплавов. Задача конструкторского бюро использовать как можно более легкие материалы, при этом как можно более прочные.

Когда отдельные детали произведены, начинается сборка. Тяжелые детали собирают автоматами. Затем тонкую работу производят ручным трудом. Еще до начала сборки, авиакомпании, которые заказали самолет, сообщают о требованиях отделки салона, количестве мест, наличии бизнес-класса и другие требования. Когда самолет собран, начинается его тест. Самолет обязательно тестируют в различных аэродинамических трубах, иметируют нагрузки. После этих процедур, каждый самолет получат сертификат. Без сертификатов ни одна авиакомпания в мире не может использовать самолет для перевозки пассажиров.

Роль меди в составе авиационного алюминия

Присутствие меди в составе авиационного сплава способствует его упрочнению, но в то же время плохо влияет на его коррозионную стойкость. Выпадая по границам зерен, в процессе закалки, медь делает сплав подверженным точечной коррозии, коррозии под напряжением и межзеренной коррозии. Зоны богатые медью более гальванически катодные, чем алюминиевая матрица вокруг, а потому более уязвимы для коррозии, происходящей по гальваническому механизму. Увеличение содержания меди в массе сплава до 12% повышает прочностные свойства за счет дисперсного упрочнения в процессе старения. При содержании меди в составе свыше 12% сплав делается хрупким.

Проект сверхтяжелого гидросамолета Бе-2500

Год: 1990

Модель Бе-2500 в музее ОКБ

Колоссальный гидросамолёт начали планировать ещё в восьмидесятых годах. Шутка ли: общая масса проекта должна была составить 2,5 тысячи тонн.

Столько же весят 14 Boeing 747-400, 6 Ан-124-100 «Руслан», одна самоходная баржа, содержимое стандартного овощехранилища или вся выловленная за год на Камчатке горбуша!

Один из вариантов Бе-2500 в варианте экраноплана

Аппарат должен был двигаться как в самолётном (на высоте до 10 тысяч километров), так и в экранном режиме (в метре над поверхностью воды), обеспечивая перевозку грузов до одной ТЫСЯЧИ тонн на расстояние в 16 тысяч километров со скоростью до 770 километров в час.

Или в 400, если полёт осуществляется на малой высоте за счет экранного эффекта. Немного? В 4 раза быстрее судна на воздушной подушке, в 8 раз — самых быстрых яхт.

Старый рендер Бе-2500. Компоновка удивляет

Для взлета проект потребовал бы 16 километров взлетно-посадочной полосы. Или ровной акватории с волнением до 3-4 баллов.

Взлетел от морского порта, привёз груз на сухопутный аэродром на другом континенте. Неплохая задумка, правда? Останавливает проект отсутствие финансирования правительства, которое то есть, то нет.

И, конечно, двигатели: проект ТРДД НК-116 с диаметром вентилятора 5 метров прорабатывался в 1994 году в Самаре, но дело не дошло даже до опытного образца.

Системы бортового оборудования

Все, что обеспечивает жизнь машины в воздухе и правильность ее поведения в полете — управляемость, безопасность, надлежащие условия для пассажиров и экипажа, исправное выполнение специальных функций, для которых, собственно, машина и создавалась, — называют системами бортового оборудования.

Часть бортовой системы электроснабжения самолета: преобразователь тока

В 1970-х годах, когда на воздушные суда начали все шире проникать электронные устройства, для этих систем появился термин «авионика», совместивший в себе понятия «авиация» и «электроника». Оборудование летательных аппаратов подразделяют на собственно авиационное, радиоэлектронное и авиационное вооружение (для военных машин).

К авиационному оборудованию относится, прежде всего, электрика, в том числе системы энергоснабжения, светотехническое оборудование, системы управления силовыми установками (двигателями машины), системы кондиционирования, автоматические противопожарные средства, противообледенительные системы.

Система энергоснабжения обеспечивает электроэнергией все системы и аппараты машины, питаемые от электричества. В нее входят в первую очередь авиационные генераторы, отличающиеся от аналогичных наземных устройств меньшими размерами и весом.

Часть бортовой системы электроснабжения самолета: генератор постоянного тока

Затем — преобразователи тока, изменяющие его род и характеристики при подаче к электрическим аппаратам. Аварийными источниками питания, которые применяются при выходе из строя основных, служат аккумуляторные батареи.

Наконец, сами электрические провода и коробки для их разветвления, а также разного рода реле, включающие и выключающие в нужный момент то или иное электрическое устройство.

Светотехническое оборудование самолета подразделяется на внешнее и внутреннее. Первое устанавливается на крыле, фюзеляже, хвостовом оперении. Оно служит для предотвращения столкновения с другими машинами, освещения взлетно-посадочной полосы, подсветки опознавательных знаков на борту и прочее. На консолях крыла, носу и хвосте находятся аэронавигационные огни, обозначающие габарит машины в темноте.

Части бортовой системы электроснабжения самолета: а — реле; б — распределительная коробка

Внутреннее освещение применяется в самом самолете — в кабине пилотов, пассажирских отсеках. Оно же используется для подсветки приборных досок.

К приборному оборудованию самолета относятся устройства, осуществляющие измерения условий полета: атмосферное давление за бортом и высоту машины над землей, скорость полета и число Маха (то есть отношение скорости самолета к скорости звука), скорость ветра за бортом, температуру воздуха и прочее. Все приборы, контролирующие эти показатели, называют аэрометрическими.

Фара для освещения взлетной полосы, применявшаяся в советских летательных аппаратах. На снимке — в убранном положении

Отдельная приборная система следит за работой силовых установок: проверяет температуру и давление в рабочих камерах двигателей, предупреждает о сбоях в управляющих системах. Специальные пилотажно-навигационные приборы сверяют движение машины с заданным курсом.

К авиационному оборудованию относят и средства объективного контроля, следящие как за оборудованием машины, так и за поведением ее экипажа, причем делающие это независимо от него. Такие средства, называемые черными ящиками, нужны для выяснения причин аварий. В эту же группу входят и всем известные автопилоты — средства, позволяющие вести машину по заданному курсу в автоматическом режиме. Система предупреждения о столкновении «обозревает» пространство вокруг машины, передает сигналы встречным воздушным судам, сообщает о появлении других машин своему пилоту.

Бортовой аэронавигационный огонь самолета

Материалы, из которых делают самолет

К основным материалам, из которых делаются самолеты, относятся различные металлы, их сплавы и композиционные материалы. Рассмотрим подробнее принципы работы с этими материалами.

Алюминий

Большая часть конструкции самолета изготавливается из алюминия и его сплавов. Он идеально для этого подходит, прежде всего, из-за своего небольшого веса, а также из-за широких возможностей менять свои свойства в сочетании с различными добавками.

Так, для изготовления планеров, подвергающимся небольшим аэродинамическим нагревам, используется дуралюмин, представляющий собой высокопрочный алюминиевый сплав с примесью меди, марганца и магния. Для температурно нагружаемых оболочек планера и силовых элементов скелета самолета используются сплавы алюминия повышенной жаропрочности, с добавлением магния. Такие сплавы также используются для изготовления отдельных элементов конструкции двигателя, работающих в умеренном тепловом режиме (лопатки, крыльчатки, диски компрессора первого контура).

Алюминиевые сплавы с добавлением кремния применяют для литья сложных по форме деталей, с небольшой нагруженностью. Эти сплавы обладают хорошей текучестью и заполняемостью в нагретом состоянии. Из них изготавливают: кронштейны, рычаги, фланцы. Их также используют для изготовления некоторых деталей двигателя: корпуса компрессоров, картеры, различные патрубки и др.

Титан

Из титана изготавливаются корпуса сверхзвуковых самолетов, передние края крыльев и стабилизаторов. Титановые сплавы широко применяются в конструкциях шасси, узлах крепления закрылков, в силовых элементах. В реактивных двигателях из титана изготавливаются детали, подвергающиеся высокотемпературным нагрузкам: лопатки компрессоров и диски компрессоров второго контура, кожухи камер сгорания, сопла реактивных двигателей.

Сталь

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Она довольно широко используется при изготовлении самолетов. В авиации в основном применяется конструкционная сталь с содержанием от 0,05 до 0,55% углерода. Из стали изготавливают отдельные элементы силового набора конструкции, детали шасси, болты, заклепки. Жаропрочная сталь идет на изготовление обшивок самолетов, развивающих большие скорости.

Композиционные материалы

Широкое применение при производстве самолетов нашли композиционные материалы (композиты), представляющие собой основу и распределенные в ней армирующие материалы. В качестве армирующих материалов используются органические волокна, а в качестве основы — различные металлические сплавы.

При рассмотрении материалов, из которых делаются самолеты нельзя забывать и о таких важных материалах, как резина и пластмассы. Резина применяется при изготовлении колес шасси, трубопроводов, шлангов, прокладок, уплотнителей, амортизаторов. Различные по своим свойствам пластмассы применяются для изготовления силовых элементов конструкции самолета, остекления кабины пилота, декоративной отделки пассажирского салона, в качестве электро- и теплоизоляции. Химически стойкие пластмассы используются для изготовления топливных баков.

Пожалуй, мы рассмотрели все основные наиболее используемые для производства самолетов материалы. То, из какого металла делают самолеты, во многом отражается и на их летных возможностях. Так, легкие алюминиевые сплавы используются для производства планеров дозвуковых самолетов, титан и сталь – для достижения сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростей.

Для всех авиационных материалов важной характеристикой является их технологичность, то есть способность их изготовления серийно, а не только в одном экземпляре. Самолеты производятся большими партиями, все их детали изготавливаются многократно

В ходе повторяющегося процесса изготовления они не должны терять своих основных свойств.

Для этого разрабатываются специальные технологические процессы, которые представляют собой последовательные изменения свойств материала на различных этапах его производства, вплоть до его получения с заданными свойствами. Все основные технологические процессы по изготовлению материалов для самолетов стандартизированы, что гарантирует их производство с одинаковыми свойствами. Изготовление авиационных материалов, основных конструктивных частей самолета и его окончательная сборка производятся на авиастроительных заводах.

Определение. Исторический экскурс

Началом истории авиационных алюминиевых сплавов считается 1909 год. Немецкий инженер-металлург Альфред Вильм опытным путем установил, если сплав алюминия с незначительным добавлением меди, марганца и магния после закалки при температуре 500 °C и резкого охлаждения выдержать при температуре 20-25 градусов в течение 4-5 суток, он поэтапно становится тверже и прочнее, не теряя при этом пластичности. Процедура получила название «старение» или «возмужание». В процессе такой закалки атомы меди заполняют множество мельчайших зон на границах зерен. Диаметр атома меди меньше, чем у алюминия, потому появляется напряжение сжатия, вследствие чего повышается прочность материала.

Впервые сплав был освоен на немецких заводах Dürener Metallwerken и получил торговую марку Dural, откуда и произошло название «дуралюмин». Впоследствии, американские металловеды Р. Арчер и В. Джафрис усовершенствовали состав, изменив процентное соотношение, в основном магния. Новый сплав получил название 2024, который в различных модификациях широко применяется и сейчас, а все семейство сплавов — «Авиаль». Название «авиационный алюминий» этот сплав получил практически сразу после открытия, поскольку полностью заменил дерево и метал в конструкциях летательных аппаратов.

Гермоотсеки

В гермокабинах при полёте на больших высотах поддерживается избыточное давление до 40—60 кПа. Наиболее рациональной формой гермоотсека, обеспечивающей его минимальную массу, является сфера или немного уступающая ей по выгодности — цилиндр со сферическими днищами. Шпангоут в стыке цилиндра со сферическим сегментом за счёт перелома обшивки испытывает достаточно большие сжимающие нагрузки и должен быть усилен. Обшивка в таких отсеках при нагружении избыточным давлением полностью избавлена от изгибных деформаций и работает только на растяжение.

Однако, по компоновочным соображениям иногда приходится отступать от этих рациональных форм, что неизбежно приводит к увеличению массы конструкции. Плоские и близкие к ним панели для обеспечения необходимой изгибной жесткости при восприятии избыточного давления должны иметь достаточно мощное подкрепление в виде продольных и поперечных рёбер (балок) или изготавливаться в виде трёхслойных конструкций.

В конструкциях герметичных отсеков должна быть обеспечена надёжная герметизация по всем заклёпочным и болтовым швам. Герметизация швов обеспечивается прокладыванием между соединяемыми элементами специальных лент, пропитанных герметиком, промазыванием швов невысыхающей замазкой, покрытием швов жидким герметиком с последующей горячей сушкой. В местах стыка листов обшивки используются многорядные заклёпочные швы с малым шагом .

С помощью специальных гермоузлов обеспечивается уплотнение выводов проводки управления, трубопроводов, электрожгутов и т. п.

Особое внимание уделяется герметизации фонарей, люков, дверей, окон, что обеспечивается специальными уплотнительными устройствами в виде резиновых лент, жгутов, прокладок, надувных трубок

Из какого материала делают самолеты