8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

1/12

Compunerea aerodinamic a avionului

Forma exterioar a avionului, dimensiunile, motorizarea, organizarea

structural a componentelor sale i influen eaz direct performan ele. Avionul

este un aparat complex alctuit n mod normal din patru subsisteme:

1. structura de rezisten

2. sistemul de propulsie

3. echipamentele de bord i aparatele de comand a zborului

4. instala iile i mecanizarea aeronavei

n general, un avion este alctuit din urmtoarele pr i principale: aripa cu

dispozitivele sale de sustenta ie, fuselajul, ampenajele orizontal i vertical cu

pr ile lor mobile, trenul de aterizare i sistemul de propulsie. Pr ile mobile

ale avionului sunt:eleroanele, profundorul, direc ia , flapsurile, vole ii , frna

aerodinamic i compensatoarele aerodinamice.

Aparatura de bord este alctuit din: sisteme pentru controlul zborului, sisteme

pentru controlul func ionrii motoarelor, sisteme de naviga ie aerian,

aparatur radio/radioloca ie.

La avioanele militare se adaug armamentul de bord, instala iile de

bombardament i dirijare a rachetelor, blindajul de protec ie, acro ajele i

aparatura adecvat misiunilor de lupt.

Ac ionarea comenzilor avionului se realizeaz prin intermediul instala iilor

hidraulice i pneumatice. Esen iale pentru zborul avionului sunt i instala iile de

alimentare cu combustibil i ulei, instala iile electrice, de antigivraj

(dezghe are), sanitar, de izola ie termic i fonic, climatizare i comenzile

agregatelor aeronavei, echipamentul de dirijare.

Comanda sistemului de propulsie i a comenzilor pr ilor sale mobile asigur

manevrarea aeronavei.

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

2/12

Comanda trac iunii se realizeaz prin maneta de gaze care ac ioneaz

sistemul de propulsie. Comenzile pr ilor mobile sunt asigurate prin man ,paloniere, flapsuri, frne, etc. De exemplu, ac ionarea man ei nainte i

napoi implic bracarea profundoarelor n sus i n jos, fapt care duce la o

mi care a avionului n sus sau n jos. Mi carea man ei spre stnga sau dreapta

ac ioneaz eleroanele de pe aripi, ducnd la o mi care de ruliu (rota ie) n jurul

axei longitudinale. Clcarea palonierelor (pedalelor) spre stnga sau dreapta

ac ioneaz direc ia avionului n lateral. Ceea ce trebuie re inut ns, este c

manevrarea aeronavei se face prin ac ionarea combinat a diferitelor comenzi.

Compunerea unui avion civil

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

3/12

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

4/12

F-16:arip n sgeat F-111:arip n sgeat cu geometrie variabil

F-22:arip trapezoidal Concorde:arip delta gotic

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

5/12

Elementele constructive ale unei aripi de avion obi nuite sunt: lonjeroanele, lisele,nervurile,panourile de nveli i alte piese componente, de rigidizare folosite pentru transmiterea eforturile ntre arip i fuselaj sau ntre tronsoanele aripii.

Aripile cu cel pu in dou lonjeroane mpreun cu nveli ul formeaz chesonul de

rezisten , care are sarcina de a prelua eforturile aerodinamice i mecanice la care este

supus aripa.

Cheson de rezisten

Lonjeroanele sunt elemente de rigidizare a ezate de-a lungul aripii, care preiau cea

mai mare parte din for ele i momentele ce ac ioneaz asupra acesteia. Au aspectul unei

grinzi consolidate alctuite din tlpi (profile corniere) i inim (platband), mbinate ntre ele

cu nituri. Sunt realizate de regul din materiale rezistente la ncovoiere i rsucire:

duraluminiu, titan, o eluri speciale.

Nervurile sunt elemente de rigidizare transversal a aripii, montate de obicei

perpendicular pe bordul de atac al aripii. Nervurile au rolul de a pstra forma aripii i de a transmite solicitrile aerodinamice la lonjeroane i lise. Pot fi nervuri simple sau nervuri de

for , acestea din urm avnd rolul suplimentar de a prelua for ele concentrate datorate

diverselor echipamente i instala ii acro ate de aripi.

Lisele sunt elemente de rigidizare montate n lungul aripii cu rolul de a prelua

solicitrile axiale datorate ncovoierii aripii. Ele trebuie s fie rezistente la ntindere i

compresiune i mresc rezisten a nveli ului la deforma ie. Sunt ob inute tehnologic prin

extrudare sau ndoire i sunt alctuite din duraluminiu, aliaje pe baz de titan sau o el

inoxidabil.

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

6/12

nveli ul aripii are rolul de a men ine forma sa i este realizat din tabl de duraluminiu sau aliaje pe baz de titan, magneziu etc. nveli ul este solicitat la eforturi de ncovoiere i

rsucire. Ele este prins de celelalte elemente prin nituri. Dac distan a dintre lise este mic

se folose te pentru rigidizarea nveli ului tabl ondulat. mbinarea tablei ondulate cu

nveli ul se poate face prin metoda suduri, nu prin nituire. Dac aripa are grosime mic,

nveli ul se poate realiza prin panouri monolit. Construc ia unei astfel de aripi se realizeaz

prin mbinarea panourilor dintr-o singur bucat. La aripile cu grosime foarte mic, spa iul

interior nu mai cuprinde elemente de rigidizare, ci este umplut cu structur de tip fagure sau

cu alt material compozit, rezultnd o structur compact, cu rezisten mecanic mare.

Componentele principale ale chesonului de rezisten

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

7/12

2.FuselajulFuselajul este partea aeronavei n care este plasat cabina pilo ilor, cabina

pasagerilor, ncrctura de transport i cea mai mare parte a echipamentelor i instala iilor

de bord. El reprezint corpul central de care se leag aripa, ampenajele i trenul de

aterizare. Fuselajul trebuie s aib o rezisten la naintare minim. De aceea forma sa

trebuie s fie aerodinamic, s aib ct mai pu ine proeminen e, suprafa a "splat" de

curentul de aer s fie bine finisat i cu ct mai pu ine ondula ii.

Fuselajele tip coc sunt cele mai folosite n prezent n construc ia aerospa ial, ele s-au

impus definitiv odat cu apari ia motoarelor turboreactoare. Elementele principale ale

fuselajelor de tip coc sunt:structura longitudinal format din lonjeroane i lise, structura

transversal format din cadre, i nveli ul rezistent .

Se folosesc n prezent la aeronave dou tipuri de fuselaje tip coc:

semimonococ cu structur format din lonjeroane puternice i dintr-o re ea rar de lise i nveli sub ire semicoc, structura constnd dintr-o re ea deas de lise, lonjeroane false (lise rigidizate) i nveli sub ire.

Fuselajele tip coc sunt rigidizate cu ajutorul unor pere i i podele care formeaz mpreun

cu restul structurii diverse compartimente folosite pentru amplasarea echipamentelor i instala iilor de bord, pentru depozitarea ncrcturii de transport.

Structura fuselajului

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

8/12

3.Ampenajele

Ampenajele sunt elemente care reprezint pentru aeronav organele de echilibru,

stabilitate i comand. Dup modul cum sunt construite depinde n mare msur capacitatea

de manevr a aeronavei. Se compun de regul din ampenajul orizontal format din stabilizator

(partea fix) i profundor (partea mobil) i ampenajul vertical format din deriv(partea fix) i

direc ie (partea mobil). La aeronavele supersonice se instaleaz cteodat dou ampenaje

verticale, iar stabilizatorul are numai parte mobil, fiind realizat dintr-o singur bucat. n

configura ia clasic stabilizatorul este plasat n spatele aripii, dar la avioanele de vntoare

moderne poate apare n fa a sa, rezultnd a a-zisa configura ie "canard" (de exemplu la Eurofighter Typhoon).

Structura unui ampenaj orizontal

La alte avioane moderne ambele ampenaje pot lipsi, aripa prelund n totalitate rolurile

de stabilizare i comand (de exemplu la B-2) prin folosirea suprafe elor de comand numite elevoane.

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

9/12

Construc ia ampenajelor respect n general schemele de construc ie ale aripii.

4.Sistemul de propulsie

n general sistemele de propulsie ale unei aeronave se compun din:

motor/motoare

elice (sau ventilator, dup caz)

sistem de rcire

sistem de admisie

sistem de ungere

sistem de evacuare

demaror (starter)

comenzi ale motoarelor

Rolul sistemului de propulsie este de a asigura trac iunea avionului. n prezent exist o

mare diversitate de motoare de avia ie cu combustibil chimic, iar n continuare voi face o

scurt clasificare dup modul n care se realizeaz trac iunea:

motoare cu piston (cu elice)motoare aeroreactoare

motorul turboreactor

motorul statoreactor

cu ardere subsonic - ramjet

cu ardere supersonic - scramjet

motorul pulsoreactor

motorul motoreactor

motoare cu trac iune combinat

motorul turbopropulsor

motorul turboreactor cu dublu-flux (turboventilator)

motorul cu piston cu evacuare reactiv

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

10/12

motoare rachet

motoare rachet cu combustibil lichid

motoare rachet cu combustibil solid

Pulsoreactor

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

11/12

Statoreactor cu ardere supersonica (scramjet)

n continuare sunt prezentate dou dintre cele mai utilizate motoare n prezent:

motorul simplu reactor(MTR) i motorul reactor cu dublu flux (MTRDF).

Motorul turboreactor este motorul care echipeaz n prezent aeronavele care zboar la

altitudini mari i viteze peste 0,6 Mach. Principiul su de func ionare este urmtorul: aerul

care intr prin dispozitivul de admisie este comprimat de ctre compresor, intr n camera de

ardere unde formeaz mpreun cu combustibilul injectat amestecul de gaze de ardere i are

loc arderea propriu-zis. Gazele arse trec apoi prin turbin, unde are loc destinderea lor

par ial prin rota ie, apoi trec prin ajutajul de reac ie i ies din sistem cu o energie cinetic

mult mai mare dect cea de intrare, asigurnd astfel componenta de trac iune a avionului.

Eventual, la avioanele supersonice putem ntlni sistemul de postcombustie. Acesta se afl

ncorporat n sistemul de evacuare i are rol de a injecta o nou doz de combustibil n

amestecul de gaze arse provenit din camera de ardere. Noul amestec mai arde o dat,

rezultnd o cre tere considerabil a trac iunii.

Motoarele turboreactoare cu dublu flux - denumite generic turboventilatoare - sunt de

fapt turboreactoare modificate. Ele se caracterizeaz prin existen a a dou fluxuri de curgere

paralele: unul secundar, de aer, antrenat de un ventilator montat pe acela i ax cu

compresorul de joas presiune a turbinei, care mbrac fluxul de aer primar (interior) format

din gaze de ardere. Trac iunea MTR-DF este suma trac iunilor rezultate de cele dou

fluxuri. Nu trebuie uitat c ventilatorul are rol de propulsie, func ionnd ca o elice. Un sistem

MTR-DF este prezentat n desenele alturate.

Trebuie men ionat faptul c motoarele turboreactoare cu dublu flux sunt cele mai rspndite

tipuri de motoare de avia ie, echipnd cea mai mare parte din avioanele civile si o bun

parte din avioanele militare.

Exemple de motoare MTR

General Electric J79 (echipeaz aeronavele F-4 Phantom i B-1 bomber)

Rolls-Royce Viper (echipeaz I.A.R. 93, I.A.R. 99 Soim, Aermacchi MB.326)

8/2/2019 Compunerea aerodinamic a avionului

12/12

Exemple de motoare MTR-DF

n domeniul civil:

Rolls-Royce Trent 500-900 (pentru aproape toate tipurile de Boeing i Airbus civile).

n domeniul militar:

General Electric F110 (F14, F15, F16)

Rolls-Royce EJ200 (Eurofighter Typhoon)