Luftfartøy - Aircraft

Et fly er et kjøretøy eller en maskin som er i stand til å fly ved å få støtte fra luften . Den motvirker tyngdekraften ved å bruke enten statisk løft eller ved å bruke den dynamiske løftingen til en luftfoil , eller i noen få tilfeller nedadgående skyvekraft fra jetmotorer . Vanlige eksempler på fly inkluderer fly , helikoptre , luftskip (inkludert luftskip ), seilfly , paramotorer og luftballonger .

Den menneskelige aktiviteten som omgir fly kalles luftfart . Vitenskapen om luftfart, inkludert design og bygging av fly, kalles luftfart . Bemannede fly flys av en pilot ombord , men ubemannede luftfartøyer kan være fjernstyrt eller selvstyrt av datamaskiner ombord . Fly kan klassifiseres etter forskjellige kriterier, som heistype, fremdrift av fly , bruk og andre.

Historie

Flyvende modellfartøy og historier om bemannet flyvning går mange århundrer tilbake; den første bemannede oppstigningen – og sikker nedstigning – i moderne tid skjedde imidlertid med større varmluftsballonger utviklet på 1700-tallet. Hver av de to verdenskrigene førte til store tekniske fremskritt. Følgelig kan historien til fly deles inn i fem epoker:

• Flypionerer , fra de tidligste eksperimentene til 1914.
• Første verdenskrig , 1914 til 1918.
• Luftfart mellom verdenskrigene , 1918 til 1939.
• Andre verdenskrig , 1939 til 1945.
• Etterkrigstiden , også kalt Jet Age , 1945 til i dag.

Metoder for løft

Lettere enn luft – aerostater

Aerostater bruker oppdrift til å flyte i luften på omtrent samme måte som skip flyter på vannet. De er preget av en eller flere store celler eller baldakiner, fylt med en gass med relativt lav tetthet som helium , hydrogen eller varm luft , som er mindre tett enn luften rundt. Når vekten av dette legges til vekten av flystrukturen, summerer det seg til samme vekt som luften som fartøyet fortrenger.

Små varmluftsballonger, kalt himmellanterner , ble først oppfunnet i det gamle Kina før det 3. århundre f.Kr. og ble først og fremst brukt i kulturelle feiringer, og var bare den andre typen fly som fløy, den første var drager , som først ble oppfunnet i det gamle Kina for over to tusen år siden. (Se Han-dynastiet )

En ballong var opprinnelig en hvilken som helst aerostat, mens begrepet luftskip ble brukt om store, drevne flydesign - vanligvis fastvinge. I 1919 ble Frederick Handley Page rapportert å referere til "luftens skip", med mindre passasjertyper som "luftyachter." På 1930-tallet ble store interkontinentale flybåter også noen ganger referert til som "luftens skip" eller "flygende skip". - selv om ingen ennå var bygget. Fremkomsten av drevne ballonger, kalt styrbare ballonger, og senere av stive skrog som tillater en stor økning i størrelse, begynte å endre måten disse ordene ble brukt på. Enorme drevne aerostater, preget av et stivt ytre rammeverk og separat aerodynamisk hud rundt gassposene, ble produsert, Zeppelinerne var de største og mest kjente. Det var fortsatt ingen fly med faste vinger eller ikke-stive ballonger store nok til å kalles luftskip, så «luftskip» ble synonymt med disse flyene. Så førte flere ulykker, som Hindenburg-katastrofen i 1937, til at disse luftskipene gikk bort. I dag er en "ballong" en udrevet aerostat og et "luftskip" er en drevet en.

En drevet, styrbart aerostat kalles et luftskip . Noen ganger brukes dette begrepet bare på ikke-stive ballonger, og noen ganger blir styrbar ballong sett på som definisjonen av et luftskip (som da kan være stivt eller ikke-stivt). Ikke-stive dirigibles er preget av en moderat aerodynamisk gassbag med stabiliserende finner bak. Disse ble snart kjent som luftskepper . Under andre verdenskrig ble denne formen utbredt brukt for tjorede ballonger ; i vindfullt vær reduserer dette både belastningen på tjoret og stabiliserer ballongen. Kallenavnet blimp ble adoptert sammen med formen. I moderne tid kalles et hvilket som helst lite dirigible eller luftskip et luftskip, selv om et luftskip kan være uten strøm så vel som drevet.

Tyngre enn luft – aerodynes

Fly som er tyngre enn luft, for eksempel fly , må finne en måte å presse luft eller gass nedover slik at det oppstår en reaksjon (i henhold til Newtons bevegelseslover) for å presse flyet oppover. Denne dynamiske bevegelsen gjennom luften er opphavet til begrepet. Det er to måter å produsere dynamisk upthrust - aerodynamisk løft og drevet løft i form av motorkraft.

Aerodynamisk løft som involverer vinger er det vanligste, med fastvingede fly som holdes i luften ved fremadgående bevegelse av vinger, og rotorfly av spinnende vingeformede rotorer, noen ganger kalt roterende vinger. En vinge er en flat, horisontal overflate, vanligvis formet i tverrsnitt som en aerofoil . For å fly må luft strømme over vingen og generere løft . En fleksibel vinge er en vinge laget av stoff eller tynt arkmateriale, ofte strukket over en stiv ramme. En drage er bundet til bakken og er avhengig av vindens hastighet over vingene, som kan være fleksibel eller stiv, fast eller roterende.

Med drevet løft retter flyet motorkraften vertikalt nedover. V/STOL- fly, som Harrier Jump Jet og Lockheed Martin F-35B, tar av og lander vertikalt ved hjelp av drevet løft og overføres til aerodynamisk løft i jevn flyvning.

En ren rakett blir vanligvis ikke sett på som en aerodyne fordi den ikke er avhengig av luften for å løfte den (og kan til og med fly ut i verdensrommet); Imidlertid har mange aerodynamiske løftekjøretøyer blitt drevet eller assistert av rakettmotorer. Rakettdrevne missiler som oppnår aerodynamisk løft i svært høy hastighet på grunn av luftstrøm over kroppen er et marginalt tilfelle.

Fastvinge

Forløperen til det fastvingede flyet er dragen . Mens et fly med faste vinger er avhengig av hastigheten fremover for å skape luftstrøm over vingene, er en drage bundet til bakken og er avhengig av at vinden blåser over vingene for å gi løft. Drager var den første typen fly som fløy og ble oppfunnet i Kina rundt 500 f.Kr. Mye aerodynamisk forskning ble gjort med drager før testfly, vindtunneler og datamodelleringsprogrammer ble tilgjengelige.

Det første fartøyet som var tyngre enn luften som var i stand til kontrollert friflyging, var seilfly . Et seilfly designet av George Cayley gjennomførte den første ekte bemannede, kontrollerte flyturen i 1853.

Det praktiske, drevne, fastvingede flyet ( flyet eller flyet) ble oppfunnet av Wilbur og Orville Wright . Foruten fremdriftsmetoden , er fly med faste vinger generelt preget av sin vingekonfigurasjon . De viktigste vingekarakteristikkene er:

• Antall vinger - monoplan , biplan , etc.
• Vingestøtte — Avstivet eller utkragende, stiv eller fleksibel.
• Vingeplanform – inkludert sideforhold , sveipevinkel og eventuelle variasjoner langs spennet (inkludert den viktige klassen deltavinger ).
• Plassering av den horisontale stabilisatoren, hvis noen.
• Dihedral vinkel  - positiv, null eller negativ (anhedral).

Et fly med variabel geometri kan endre vingekonfigurasjonen under flyging.

En flygende vinge har ingen flykropp, selv om den kan ha små blemmer eller belger. Det motsatte av dette er en løftekropp , som ikke har vinger, selv om den kan ha små stabiliserings- og kontrollflater.

Kjøretøy med vinge-i-bakken-effekt regnes vanligvis ikke som fly. De "flyr" effektivt nær overflaten av bakken eller vannet, som konvensjonelle fly under start. Et eksempel er den russiske ekranoplan med kallenavnet "Det kaspiske havmonsteret ". Menneskedrevne fly er også avhengige av bakkeeffekt for å forbli luftbårne med minimal pilotkraft, men dette er bare fordi de er så underkraftige - faktisk er flyrammen i stand til å fly høyere.

Rotorfartøy

Rotorfly, eller roterende vingefly, bruker en roterende rotor med aerofoil-seksjonsblader (en roterende vinge ) for å gi løft. Typer inkluderer helikoptre , autogyroer og forskjellige hybrider som gyrodyner og sammensatte rotorfartøyer.

Helikoptre har en rotor dreid av en motordrevet aksel. Rotoren skyver luft nedover for å skape løft. Ved å vippe rotoren fremover, vippes den nedadgående strømmen bakover, noe som gir skyvekraft for foroverflyvning. Noen helikoptre har mer enn én rotor og noen få har rotorer dreid av gassstråler på tuppene.

Autogyros har udrevne rotorer, med et eget kraftverk for å gi skyvekraft. Rotoren vippes bakover. Når autogyroen beveger seg fremover, blåser luft oppover over rotoren og får den til å snurre. Denne spinningen øker hastigheten på luftstrømmen over rotoren, for å gi løft. Rotordrager er udrevne autogyroer, som slepes for å gi dem fart fremover eller festet til et statisk anker i sterk vind for kited flight.

Cyclogyros roterer vingene om en horisontal akse.

Sammensatte rotorfly har vinger som gir noe eller hele løftet i foroverflyvning. De er i dag klassifisert som motordrevne heistyper og ikke som rotorfly. Tiltrotorfly (som Bell Boeing V-22 Osprey ), tiltwing- , tail- sitter- og coleopter- fly har sine rotorer/ propeller horisontale for vertikal flyging og vertikale for foroverflyvning.

Andre metoder for løft

• En løftekropp er en flykropp formet for å produsere løft. Hvis det er noen vinger, er de for små til å gi betydelig løft og brukes kun for stabilitet og kontroll. Løftekropper er ikke effektive: de lider av høy luftmotstand, og må også reise med høy hastighet for å generere nok løft til å fly. Mange av forskningsprototypene, som Martin Marietta X-24 , som førte opp til romfergen , var løftekropper, selv om romfergen ikke er det, og noen supersoniske missiler oppnår løft fra luftstrømmen over et rørformet legeme.
• Elektriske løftetyper er avhengige av motoravledet løft for vertikal start og landing ( VTOL ). De fleste typer går over til fastvingeløft for horisontal flyging. Klasser av drevne heistyper inkluderer VTOL- jetfly (som Harrier Jump Jet ) og tiltrotorer , slik som Bell Boeing V-22 Osprey , blant andre. Noen få eksperimentelle design er helt avhengige av motorkraft for å gi løft gjennom hele flyturen, inkludert personlige sveveplattformer for vifteløft og jetpacker. VTOL- forskningsdesign inkluderer Rolls-Royce Thrust Measuring Rig .
• Den Flettner flyet bruker en roterende sylinder i stedet for en fast vinge, skaffe heis fra Magnus-effekten .
• De ornikopteret innhenter skyvekraft ved å slå med vingene.

Størrelse og hastighet ekstreme

Størrelse

De minste flyene er leker/rekreasjonsartikler og nanofly .

Det største flyet etter dimensjoner og volum (per 2016) er den 302 fot (92 m) lange British Airlander 10 , en hybrid luftskip, med helikopter og fastvingede funksjoner, og angivelig i stand til hastigheter opp til 90 mph (140 km/t) h; 78 kn), og en luftbåren utholdenhet på to uker med en nyttelast på opptil 22 050 lb (10 000 kg).

Det største flyet etter vekt og største vanlige fastvingede fly som noen gang er bygget, fra og med 2016, er Antonov An-225 Mriya . Den ukrainskbygde seksmotorers russiske transporten på 1980-tallet er 84 m (276 fot) lang, med et 88 m (289 fot) vingespenn. Den har verdens nyttelastrekord etter å ha transportert 428 834 lb (194 516 kg) med varer, og har nylig fløyet 100 t (220 000 lb) last kommersielt. Med en maksimal lastet vekt på 550–700 t (1.210.000–1.540.000 lb), er det også det tyngste flyet som er bygget til dags dato. Den kan cruise i 500 mph (800 km/t; 430 kn).

De største militærflyene er det ukrainske Antonov An-124 Ruslan (verdens nest største fly, også brukt som sivil transport), og amerikanske Lockheed C-5 Galaxy transport, som veier, lastet, over 380 t (840 000 lb). 8-motors, stempel/propell Hughes H-4 Hercules "Spruce Goose" - en amerikansk treflyvebåttransport fra andre verdenskrig med et større vingespenn (94m/260ft) enn noe nåværende fly og en halehøyde lik den høyeste (Airbus) A380-800 på 24,1 m/78 fot) — fløy bare ett kort hopp på slutten av 1940-tallet og fløy aldri ut av bakkeeffekten .

De største sivile flyene, bortsett fra de ovenfor nevnte An-225 og An-124, er Airbus Beluga- godstransportderivatet av Airbus A300- jetflyet, Boeing Dreamlifter- godstransportderivatet av Boeing 747- jetflyet/transporten (747-en). -200B var, ved opprettelsen på 1960-tallet, det tyngste flyet som noen gang er bygget, med en maksimal vekt på over 400 t (880 000 lb)), og dobbeltdekkeren Airbus A380 "super-jumbo" jetfly (verdens største passasjer) passasjerfly).

Hastigheter

Den raskeste registrerte drevet luftfartøy uren og raskeste registrerte luftfartøy uren av en luftpustende drevne luftfartøy var av NASA X-43 A Pegasus , en scramjet -drevet, hypersoniske , løftelegemet eksperimentell forskning luftfartøy, ved Mach 9,6, nøyaktig 3,292.8 m / s (11.854 km/t; 6.400,7 kn; 7.366 mph). X-43A satte det nye merket, og brøt sin egen verdensrekord på Mach 6.3, nøyaktig 2.160,9 m/s (7.779 km/t; 4.200,5 kn; 4.834 mph), satt i mars 2004, på sin tredje og siste flytur på 16. november 2004.

Før X-43A var den raskeste registrerte drevne flyflyvningen (og fortsatt rekorden for det raskeste bemannede, drevne flyet / raskeste bemannede, ikke-romfartøyer) av det nordamerikanske X-15A-2 , rakettdrevet fly kl. Mach 6,72, eller 2 304,96 m/s (8 297,9 km/t; 4 480,48 kn; 5 156,0 mph), 3. oktober 1967. På en flytur nådde den en høyde på 354 300 fot (108 000 m).

De raskeste kjente produksjonsflyene (annet enn raketter og missiler) for tiden eller tidligere i drift (fra 2016) er:

• Det raskeste fastvingede flyet, og raskeste seilflyet, er Space Shuttle , en rakett-gliderhybrid, som har kommet inn i atmosfæren igjen som et fastvinget glider med mer enn Mach 25, lik 8.575 m/s (30.870 km) /t; 16.668 kn; 19.180 mph).
• Det raskeste militærflyet som noen gang er bygget: Lockheed SR-71 Blackbird , et amerikansk rekognoseringsjetfly med fast vinger, kjent for å fly forbi Mach 3.3, tilsvarende 1.131,9 m/s (4.075 km/t; 2.200,2 kn; 2.532 mph). Den 28. juli 1976 satte en SR-71 rekorden for det raskeste og høyest flyvende operative flyet med en absolutt hastighetsrekord på 2.193 mph (3.529 km/t; 1.906 kn; 980 m/s) og en absolutt høyderekord på 85.068 fot (25 929 m). Ved sin pensjonering i januar 1990 var det det raskeste luftpustende flyet / raskeste jetflyet i verden, en rekord som fortsatt står i august 2016.

Merk: Noen kilder refererer til den ovennevnte X-15 som det "raskeste militærflyet" fordi det delvis var et prosjekt fra US Navy and Air Force; X-15 ble imidlertid ikke brukt i ikke-eksperimentelle faktiske militære operasjoner.

• De raskeste nåværende militærflyene er de sovjetiske/russiske Mikoyan-Gurevich MiG-25  - i stand til Mach 3.2, lik 1.097,6 m/s (3.951 km/t; 2.133.6 kn; 2.455 mph), på bekostning av motorskade, eller Mach 2,83, lik 970,69 m/s (3 494,5 km/t; 1 886,87 kn; 2 171,4 mph), normalt - og den russiske Mikoyan MiG-31 E (også i stand til Mach 2,83 normalt). Begge er jager-avskjæringsjetfly, i aktive operasjoner fra og med 2016.
• Det raskeste sivile flyet som noen gang er bygget, og det raskeste passasjerflyet som noen gang er bygget: det kort opererte Tupolev Tu-144 supersoniske jetflyet (Mach 2,35, 1600 mph, 2587 km/t), som ble antatt å cruise rundt Mach 2,2. Tu-144 (offisielt operert fra 1968 til 1978, og endte etter to krasj med den lille flåten) ble overlevd av sin rival, Concorde (Mach 2.23), et fransk/britisk supersonisk passasjerfly, kjent for å cruise med Mach 2.02 (1.450 mph). , 2333 kmt i marsjhøyde), opererte fra 1976 til den lille Concorde-flåten ble satt på bakken permanent i 2003, etter en krasj på begynnelsen av 2000-tallet.
• Det raskeste sivile flyet som flyr for tiden: Cessna Citation X , et amerikansk forretningsjetfly, i stand til Mach 0,935, eller 320,705 m/s (1 154,54 km/t; 623,401 kn; 717,40 mph). Dens rival, det amerikanske forretningsjetflyet Gulfstream G650 , kan nå Mach 0,925, eller 317,275 m/s (1 142,19 km/t; 616,733 kn; 709,72 mph)
• Det raskeste flyselskapet som flyr for øyeblikket er Boeing 747 , oppgitt som i stand til å cruise over Mach 0,885, 303,555 m/s (1 092,80 km/t; 590,064 kn; 679,03 mph). Tidligere den raskeste ble den urolige, kortvarig russisk (Sovjetunionen) Tupolev Tu-144 SST (Mach 2,35, som tilsvarer 806,05 m / s (2,901.8 km / t, 1,566.84 kn, 1,803.1 km / h)) og den fransk / britiske Concorde , med en maksimal hastighet på Mach 2,23 eller 686 m/s (2.470 km/t; 1.333 kn; 1.530 mph) og en normal marsjfart på Mach 2 eller 320.705 m/s (1.154.54 km/t; 623.401 mph) . Før dem fløy Convair 990 Coronado jetfly fra 1960-tallet i over 600 mph (970 km/t; 520 kn; 270 m/s).

Fremdrift

Udrevne fly

Seilfly er tyngre enn luft-fly som ikke bruker fremdrift når de først er i luften. Avgang kan være ved å skyte forover og nedover fra et høyt sted, eller ved å trekke opp i luften på en slepeline, enten med en bakkebasert vinsj eller kjøretøy, eller med et drevet "slepefly". For at et seilfly skal opprettholde lufthastigheten og løftet fremover, må den synke i forhold til luften (men ikke nødvendigvis i forhold til bakken). Mange seilfly kan "sveve", dvs. få høyde fra oppstrømminger som termiske strømmer. Det første praktiske, kontrollerbare eksemplet ble designet og bygget av den britiske vitenskapsmannen og pioneren George Cayley , som mange anerkjenner som den første luftfartsingeniøren. Vanlige eksempler på seilfly er seilfly , hangglidere og paraglidere .

Ballonger driver med vinden, men normalt kan piloten kontrollere høyden, enten ved å varme opp luften eller ved å slippe ballast, noe som gir en viss retningskontroll (siden vindretningen endres med høyden). En vingeformet hybridballong kan gli retningsbestemt når den stiger eller faller; men en kuleformet ballong har ikke slik retningskontroll.

Drager er fly som er bundet til bakken eller en annen gjenstand (fast eller mobil) som opprettholder spenningen i tjoret eller dragelinjen ; de er avhengige av virtuell eller ekte vind som blåser over og under dem for å generere løft og drag. Kytoons er ballong-kite-hybrider som er formet og bundet for å oppnå kiting-avbøyninger, og kan være lettere enn luft, nøytralt flytende eller tyngre enn luft.

drevne fly

Motordrevne fly har en eller flere innebygde kilder til mekanisk kraft, typisk flymotorer, selv om gummi og arbeidskraft også har blitt brukt. De fleste flymotorer er enten lette stempelmotorer eller gassturbiner . Motordrivstoff lagres i tanker, vanligvis i vingene, men større fly har også ekstra drivstofftanker i flykroppen .

Propellfly

Propellfly bruker en eller flere propeller (luftskruer) for å skape skyvekraft i foroverretning. Propellen er vanligvis montert foran kraftkilden i traktorkonfigurasjon, men kan monteres bak i skyvekonfigurasjon . Variasjoner av propelloppsett inkluderer kontraroterende propeller og kanalvifter .

Mange typer kraftverk har blitt brukt til å drive propeller. Tidlige luftskip brukte mannekraft eller dampmaskiner . Den mer praktiske forbrenningsstempelmotoren ble brukt til praktisk talt alle fastvingede fly frem til andre verdenskrig og brukes fortsatt i mange mindre fly. Noen typer bruker turbinmotorer for å drive en propell i form av en turboprop eller propfan . Menneskedrevet flukt er oppnådd, men har ikke blitt et praktisk transportmiddel. Ubemannede fly og modeller har også brukt strømkilder som elektriske motorer og gummibånd.

Jetfly

Jetfly bruk airbreathing jetmotorer , som tar inn luft, forbrenne drivstoff med den i et forbrenningskammer , og akselerere eksos bakover for å tilveiebringe skyvekraft.

Ulike jetmotorkonfigurasjoner inkluderer turbojet og turbofan , noen ganger med tillegg av en etterbrenner . De uten roterende turbomaskineri inkluderer pulsjet og ramjet . Disse mekanisk enkle motorene produserer ingen skyvekraft når de er stasjonære, så flyet må skytes opp til flygende hastighet ved hjelp av en katapult, som V-1 flyvende bombe , eller en rakett, for eksempel. Andre motortyper inkluderer motorjet og tosyklus Pratt & Whitney J58 .

Sammenlignet med motorer som bruker propeller, kan jetmotorer gi mye høyere skyvekraft, høyere hastigheter og, over ca. 40 000 fot (12 000 m), større effektivitet. De er også mye mer drivstoffeffektive enn raketter . Som en konsekvens bruker nesten alle store, høyhastighets eller høye fly jetmotorer.

Rotorfartøy

Noen rotorfartøyer, for eksempel helikoptre , har en drevet roterende vinge eller rotor , der rotorskiven kan vinkles litt fremover slik at en del av løftet er rettet fremover. Rotoren kan, som en propell, drives av en rekke metoder som en stempelmotor eller turbin. Eksperimenter har også brukt jetdyser ved rotorbladspissene .

Andre typer drevne fly

• Rakettdrevne fly har av og til blitt eksperimentert med, ogjagerflyet Messerschmitt Me 163 Komet så til og med handling i andre verdenskrig. Siden den gang har de vært begrenset til forskningsfly, for eksempel den nordamerikanske X-15 , som reiste opp i verdensrommet hvor luftpustende motorer ikke kan fungere (raketter bærer sin egen oksidant). Raketter har oftere blitt brukt som et supplement til hovedkraftverket, typisk for rakettassistert avgang fra tungt lastede fly, men også for å gi høyhastighets dashkapasitet i enkelte hybridkonstruksjoner som Saunders-Roe SR.53 .
• De ornikopteret innhenter skyvekraft ved å slå med vingene. Den har funnet praktisk bruk i en modellhauk som brukes til å fryse byttedyr til stillhet slik at de kan fanges, og i lekefugler.

Design og konstruksjon

Fly er designet i henhold til mange faktorer som kunde- og produsentbehov, sikkerhetsprotokoller og fysiske og økonomiske begrensninger. For mange typer fly er designprosessen regulert av nasjonale luftdyktighetsmyndigheter.

Nøkkeldelene til et fly er generelt delt inn i tre kategorier:

• Den struktur som omfatter de største lastbærende elementer og tilhørende utstyr.
• Den fremdriftssystemet (hvis det er spenning) omfatter kraftkilden og tilhørende utstyr, slik som beskrevet ovenfor.
• De flyelektronikk omfatter kontroll, navigasjons- og kommunikasjonssystemer, vanligvis elektriske av natur.

Struktur

Tilnærmingen til strukturell design varierer mye mellom ulike typer fly. Noen, for eksempel paraglidere, består kun av fleksible materialer som virker i spenning og er avhengige av aerodynamisk trykk for å holde formen. En ballong er på samme måte avhengig av internt gasstrykk, men kan ha en stiv kurv eller gondol slengt under seg for å bære nyttelasten. Tidlige fly, inkludert luftskip , brukte ofte fleksibelt, dopet flystoffbelegg for å gi et rimelig jevnt aeroshell strukket over en stiv ramme. Senere fly brukte semi- monocoque- teknikker, der huden på flyet er stiv nok til å dele mye av flybelastningen. I en ekte monocoque-design er det ingen indre struktur igjen. Med den nylige vektleggingen av bærekraft har hamp fått litt oppmerksomhet, med et mye mindre karbonfotavtrykk og 10 ganger sterkere enn stål, kan hamp bli standarden for produksjon i fremtiden.

De viktigste strukturelle delene av et fly avhenger av hvilken type det er.

Aerostater

Lettere-end-air-typer kjennetegnes av en eller flere gassbags, typisk med en støttestruktur av fleksible kabler eller et stivt rammeverk kalt skroget. Andre elementer som motorer eller en gondol kan også festes til bærekonstruksjonen.

Aerodynes

Typer som er tyngre enn luft er preget av en eller flere vinger og en sentral flykropp . Flykroppen har vanligvis også en hale eller empennage for stabilitet og kontroll, og et understell for start og landing. Motorer kan være plassert på flykroppen eller vingene. På et fastvinget fly er vingene stivt festet til flykroppen, mens på et rotorfly er vingene festet til en roterende vertikal aksel. Mindre design bruker noen ganger fleksible materialer for deler av eller hele strukturen, holdt på plass enten av en stiv ramme eller av lufttrykk. De faste delene av strukturen utgjør flyrammen .

Avionikk

Avionikken omfatter flyets flykontrollsystemer og relatert utstyr, inkludert cockpitinstrumentering , navigasjon, radar , overvåking og kommunikasjonssystemer .

Flyegenskaper

Flykonvolutt

Flyomgivelsen til et fly refererer til dets godkjente designegenskaper når det gjelder lufthastighet , lastfaktor og høyde. Begrepet kan også referere til andre vurderinger av flyytelse som manøvrerbarhet. Når et fly blir misbrukt, for eksempel ved å dykke det i for høy hastighet, sies det å bli fløyet utenfor konvolutten , noe som anses som dumdristig siden det har blitt tatt utover designgrensene som er fastsatt av produsenten. Å gå utover konvolutten kan ha et kjent utfall som flagre eller inntreden i et spinn som ikke kan gjenopprettes (mulige årsaker til grensen).

Område

Rekkevidden er avstanden et fly kan fly mellom start og landing , begrenset av tiden det kan forbli i luften.

For et drevet fly bestemmes tidsgrensen av drivstoffbelastningen og forbrukshastigheten.

For et fly uten motor er den maksimale flytiden begrenset av faktorer som værforhold og pilotens utholdenhet. Mange flytyper er begrenset til dagslys, mens ballonger er begrenset av tilførselen av løftegass. Rekkevidden kan sees på som gjennomsnittlig bakkehastighet multiplisert med maksimal tid i luften.

Den Airbus A350-900ULR er nå den lengste rekkevidde passasjerfly.

Flydynamikk

Flydynamikk er vitenskapen om luftfarkostorientering og kontroll i tre dimensjoner. De tre kritiske fly dynamikk parametrene er rotasjonsvinkler rundt om tre akser som passerer igjennom bilens tyngdepunkt , kjent som bek , rull , og giring .

• Rull er en rotasjon om lengdeaksen (tilsvarer rulling eller krengning av et skip) som gir en opp-ned-bevegelse av vingespissene målt ved rulling eller krengningsvinkel.
• Pitch er en rotasjon om den horisontale sideaksen som gir en opp-ned-bevegelse av flyets nese målt ved angrepsvinkelen .
• Yaw er en rotasjon om den vertikale aksen som gir en side-til-side-bevegelse av nesen kjent som sideslip.

Flydynamikk er opptatt av stabilitet og kontroll av et flys rotasjon om hver av disse aksene.

Stabilitet

Et fly som er ustabilt har en tendens til å avvike fra den tiltenkte flyveien og er derfor vanskelig å fly. Et veldig stabilt fly har en tendens til å holde seg på flyveien og er vanskelig å manøvrere. Derfor er det viktig for enhver design å oppnå ønsket grad av stabilitet. Siden den utbredte bruken av digitale datamaskiner, er det stadig mer vanlig at design er iboende ustabile og er avhengige av datastyrte kontrollsystemer for å gi kunstig stabilitet.

En fast vinge er vanligvis ustabil i stigning, rulling og giring. Stignings- og girstabilitet for konvensjonelle design med faste vinger krever horisontale og vertikale stabilisatorer , som fungerer på samme måte som fjærene på en pil. Disse stabiliserende overflatene tillater likevekt av aerodynamiske krefter og stabiliserer flydynamikken til pitch og yaw. De er vanligvis montert på halepartiet ( empennage ), selv om i canard- oppsettet erstatter den bakre hovedfløyen canard-forplanet som pitchstabilisator. Tandemvinge og haleløse fly er avhengige av den samme generelle regelen for å oppnå stabilitet, den akteroverflaten er den stabiliserende.

En roterende vinge er vanligvis ustabil i giring, og krever en vertikal stabilisator.

En ballong er vanligvis veldig stabil i stigning og rulling på grunn av måten nyttelasten slenges under løftesenteret.

Styre

Flykontrollflater gjør det mulig for piloten å kontrollere et flys flystilling og er vanligvis en del av vingen eller montert på, eller integrert med, den tilhørende stabiliserende overflaten. Utviklingen deres var et kritisk fremskritt i flyhistorien, som til det tidspunktet hadde vært ukontrollerbare under flukt.

Luftfartsingeniører utvikler kontrollsystemer for et kjøretøys orientering (holdning) rundt massesenteret . Kontrollsystemene inkluderer aktuatorer, som utøver krefter i forskjellige retninger, og genererer rotasjonskrefter eller momenter rundt flyets aerodynamiske sentrum , og dermed roterer flyet i stigning, rulling eller giring. For eksempel er et pitching-moment en vertikal kraft som påføres i en avstand forover eller akterover fra flyets aerodynamiske senter, som får flyet til å vippe opp eller ned. Kontrollsystemer brukes også noen ganger for å øke eller redusere luftmotstanden, for eksempel for å bremse flyet til en sikker hastighet for landing.

De to viktigste aerodynamiske kreftene som virker på et hvilket som helst fly er løft som støtter det i luften og drag mot bevegelsen. Kontrollflater eller andre teknikker kan også brukes for å påvirke disse kreftene direkte, uten å indusere noen rotasjon.

Virkninger av flybruk

Aircraft tillater lang avstand, høy hastighet reise og kan være en mer drivstoffeffektive transportform i enkelte tilfeller. Fly har imidlertid miljø- og klimaeffekter utover hensynet til drivstoffeffektivitet. De er også relativt støyende sammenlignet med andre former for reise, og fly i høye høyder genererer konturer , noe eksperimentelt bevis tyder på kan endre værmønstrene .

Brukes for fly

Fly produseres i flere ulike typer optimalisert for ulike bruksområder; militære fly , som ikke bare inkluderer kamptyper, men mange typer støttende fly, og sivile fly , som inkluderer alle ikke-militære typer, eksperimentelle og modell.

Militær

Et militært fly er ethvert fly som opereres av en juridisk eller opprørsk væpnet tjeneste av enhver type. Militære fly kan være enten kamp eller ikke-kamp:

• Kampfly er fly designet for å ødelegge fiendtlig utstyr ved å bruke sin egen bevæpning. Kampfly deler seg bredt inn i jagerfly og bombefly , med flere typer i mellom, for eksempel jagerbombefly og angrepsfly , inkludert angrepshelikoptre .
• Ikke-kampfly er ikke designet for kamp som deres primære funksjon, men kan bære våpen for selvforsvar. Ikke-kamproller inkluderer søk og redning, rekognosering, observasjon, transport, trening og luftfylling . Disse flyene er ofte varianter av sivile fly.

De fleste militære fly er drevet tyngre enn luft. Andre typer, som seilfly og ballonger, har også blitt brukt som militærfly; for eksempel ble ballonger brukt til observasjon under den amerikanske borgerkrigen og første verdenskrig , og militære seilfly ble brukt under andre verdenskrig for å lande tropper.

Sivil

Sivile fly deler seg inn i kommersielle og generelle typer, men det er noen overlappinger.

Kommersielle fly inkluderer typer designet for rute- og charterfly, som frakter passasjerer, post og annen last . De større typene som fører passasjerer er passasjerflyene, hvorav de største er bredkroppsfly . Noen av de mindre typene brukes også innen generell luftfart , og noen av de større brukes som VIP-fly .

Generell luftfart er et samleobjekt som dekker andre typer privat (hvor piloten ikke får betalt for tid eller utgifter) og kommersiell bruk, og involverer et bredt spekter av flytyper som forretningsjetfly (bizjets) , trenere , hjemmebygde , seilfly , krigsfugler og luftballonger for å nevne noen. De aller fleste fly i dag er generelle luftfartstyper.

Eksperimentell

Et eksperimentelt fly er et som ikke er fullstendig bevist under flyging, eller som har et spesielt luftdyktighetssertifikat , kalt et eksperimentelt sertifikat på amerikansk språkbruk. Dette innebærer ofte at flyet tester nye romfartsteknologier, selv om begrepet også refererer til amatørbygde og kit-byggede fly, hvorav mange er basert på utprøvde design.

Modell

Et modellfly er en liten ubemannet type laget for å fly for moro skyld, for statisk visning, for aerodynamisk forskning eller for andre formål. En skalamodell er en kopi av noe større design.

Se også

Lister

• Tidlig flygende maskiner
• Flyhøyderekord
• Liste over fly
• Liste over sivile fly
• Liste over jagerfly
• Liste over individuelle fly
• Liste over store fly
• Liste over luftfart, romfart og luftfartsbegreper

Emner

• Flykapring
• Spotting av fly
• Luft trafikk kontroll
• flyplassen
• Flyvende bil
• Personlig luftbil
• drevet fallskjerm
• Romfartøy
• Romfly

Referanser

• Gunston, Bill (1987). Jane's Aerospace Dictionary 1987 . London, England: Jane's Publishing Company Limited. ISBN 978-0-7106-0365-4.

Eksterne linker

Historie

• Utviklingen av moderne fly (NASA)
• Virtuelt museum
• Smithsonian Air and Space Museum  — Online samling med et spesielt fokus på historien til fly og romfartøy
• Amazing Early Flying Machines Arkivert 13. desember 2009 på Wayback Machine slideshow av Life magazine

Informasjon

• Airliners.net
• Aviation Dictionary Gratis luftfartsord, fraser og sjargonger
• New Scientist's Aviation-side