Fly med faste vinger -Fixed-wing aircraft

Et fly av typen Boeing 737 er et eksempel på et fly med faste vinger
De faste vingene til en delta -formet drage er ikke stive

Et fly med faste vinger er en flyvende maskin som er tyngre enn luft , for eksempel et fly , som er i stand til å fly ved hjelp av vinger som genererer løft forårsaket av flyets forovergående lufthastighet og formen på vingene . Fly med faste vinger skiller seg fra fly med roterende vinger (hvor vingene danner en rotor montert på en spinnende aksel eller "mast"), og ornitoptere (der vingene klaffer på en måte som ligner på en fugl ). Vingene til et fly med faste vinger er ikke nødvendigvis stive; drager,hangglidere , fly med variabel svingvinge og fly som bruker vingemorphing er alle eksempler på fly med faste vinger.

Glidende fly med faste vinger, inkludert frittflygende seilfly av ulike slag og bundne drager , kan bruke luft i bevegelse for å oppnå høyde . Elektriske fly med faste vinger (fly) som får frem skyv fra en motor inkluderer drevne paraglidere , drevne hangglidere og noen kjøretøyer med bakkeeffekt . De fleste fly med faste vinger flys av en pilot om bord på fartøyet, men noen er spesielt designet for å være ubemannede og kontrollert enten eksternt eller autonomt (ved hjelp av datamaskiner ombord).

Historie

Tidlige drager

Drager ble brukt for omtrent 2800 år siden i Kina , hvor materialer som var ideelle for dragebygging var lett tilgjengelige. Noen forfattere mener at bladdrager ble fløyet mye tidligere i det som nå er Sulawesi, basert på deres tolkning av hulemalerier på Muna-øya utenfor Sulawesi . Ved minst 549 e.Kr. ble papirdrager fløyet, ettersom det ble registrert det året en papirdrage ble brukt som en melding for et redningsoppdrag. Gamle og middelalderske kinesiske kilder lister opp annen bruk av drager for å måle avstander, teste vinden, løfte menn, signalisere og kommunisere for militære operasjoner.

Gutter som flyr med drage i 1828 Bayern , av Johann Michael Voltz

Historier om drager ble brakt til Europa av Marco Polo mot slutten av 1200-tallet, og drager ble brakt tilbake av sjømenn fra Japan og Malaysia på 1500- og 1600-tallet. Selv om de opprinnelig ble sett på som bare kuriositeter, ble drager på 1700- og 1800-tallet brukt som kjøretøy for vitenskapelig forskning.

Seilfly og motordrevne modeller

Rundt 400 f.Kr. i Hellas ble Archytas kjent for å ha designet og bygget den første kunstige, selvgående flygeanordningen, en fugleformet modell drevet av en jet av det som sannsynligvis var damp, som sies å ha fløyet rundt 200 m (660 fot) . Denne maskinen kan ha blitt suspendert for sin flytur.

Et av de tidligste påståtte forsøkene med seilfly var av munken Eilmer fra Malmesbury fra 1000-tallet , som endte i fiasko. En beretning fra 1600-tallet sier at dikteren Abbas Ibn Firnas fra 800-tallet gjorde et lignende forsøk, selv om ingen tidligere kilder registrerer denne hendelsen.

Le Bris og hans seilfly, Albatros II, fotografert av Nadar , 1868

I 1799 presenterte Sir George Cayley konseptet med det moderne flyet som en flyvende maskin med faste vinger med separate systemer for løft, fremdrift og kontroll. Cayley bygde og fløy modeller av fly med faste vinger allerede i 1803, og han bygde et vellykket passasjerfly i 1853. I 1856 foretok franskmannen Jean-Marie Le Bris den første motorflyvningen, ved å ha sin glider " L' Albatros artificiel" trukket av en hest på en strand. I 1884 foretok amerikaneren John J. Montgomery kontrollerte flyvninger i et seilfly som en del av en serie seilfly bygget mellom 1883 og 1886. Andre flygere som foretok lignende flyvninger på den tiden var Otto Lilienthal , Percy Pilcher og protesjer til Octave Chanute .

På 1890-tallet forsket Lawrence Hargrave på vingestrukturer og utviklet en boksdrage som løftet vekten til en mann. Boksdragedesignene hans ble bredt adoptert. Selv om han også utviklet en type roterende flymotor, skapte og flyr han ikke et drevet fastvinget fly.

Motordrevet fly

Sir Hiram Maxim bygde et fartøy som veide 3,5 tonn, med et 110 fot (34 meter) vingespenn som ble drevet av to 360 hestekrefter (270 kW) dampmotorer som drev to propeller. I 1894 ble maskinen hans testet med overliggende skinner for å forhindre at den reiste seg. Testen viste at den hadde løft nok til å ta av. Håndverket var ukontrollerbart, noe Maxim, det antas, innså, fordi han senere forlot arbeidet med det.

Wright Flyer III pilotert av Orville Wright over Huffman Prairie, 4. oktober 1905

Wright -brødrenes flyvninger i 1903 med deres Flyer I er anerkjent av Fédération Aéronautique Internationale (FAI), standardinnstillingen og registreringsorganet for luftfart , som "den første vedvarende og kontrollerte tyngre enn luft-drevne flyvningen". I 1905 var Wright Flyer III i stand til fullt kontrollerbar, stabil flyging i betydelige perioder.

Santos-Dumonts selvgående 14-bis på et gammelt postkort

I 1906 designet, bygget og styrte den brasilianske oppfinneren Alberto Santos Dumont et fly som satte den første verdensrekorden anerkjent av Aéro-Club de France ved å fly de 14 bis 220 meter (720 fot) på mindre enn 22 sekunder. Flyet ble sertifisert av FAI.

Bleriot VIII -designet fra 1908 var et tidlig flydesign som hadde den moderne monoplan traktorkonfigurasjonen . Den hadde bevegelige haleflater som kontrollerte både giring og stigning, en form for rullekontroll levert enten ved vingedreining eller av rulleroer og kontrollert av piloten med en joystick og rorstang. Det var en viktig forgjenger for hans senere Bleriot XI Channel -kryssende fly sommeren 1909.

Curtiss NC-4 flybåt etter at den fullførte den første kryssingen av Atlanterhavet i 1919, stående ved siden av et fastvinget fly tyngre enn luft

første verdenskrig

Første verdenskrig fungerte som et testbed for bruk av flyet som våpen. Fly demonstrerte sitt potensial som mobile observasjonsplattformer, og viste seg deretter å være krigsmaskiner som er i stand til å forårsake skader for fienden. Den tidligste kjente luftseieren med et synkronisert maskingeværbevæpnet jagerfly skjedde i 1915, av den tyske Luftstreitkräfte Leutnant Kurt Wintgens . Fighter-ess dukket opp; den største (etter antall flyseire) var Manfred von Richthofen .

Etter første verdenskrig fortsatte flyteknologien å utvikle seg. Alcock og Brown krysset Atlanterhavet non-stop for første gang i 1919. De første kommersielle flyvningene fant sted mellom USA og Canada i 1919.

Mellomkrigstidens luftfart i "gullalderen"

Den såkalte Golden Age of Aviation fant sted mellom de to verdenskrigene, hvor begge oppdaterte tolkninger av tidligere gjennombrudd – som med Hugo Junkers ' banebrytende banebryting av metallfly i 1915 som førte til gigantiske flermotorsfly på opptil 60+ meter vingespennstørrelser på begynnelsen av 1930-tallet, bruk av den stort sett luftkjølte radialmotoren som et praktisk flykraftverk sammen med kraftige V-12 væskekjølte flymotorer, og stadig større tilfeller av langdistanseflyforsøk – som med en Vickers Vimy i 1919 , etterfulgt bare måneder senere av den amerikanske marinens NC-4 transatlantiske flyvning ; kulminerte i mai 1927 med Charles Lindberghs transatlantiske soloflyvning i St. Louis-ånden som ansporet til stadig lengre flyforsøk, og banet vei for fremtidens langdistanseflyvninger til å bli vanlig.

Andre verdenskrig

Fly hadde en tilstedeværelse i alle de store slagene under andre verdenskrig. De var en vesentlig del av periodens militærstrategier, som den tyske blitzkrieg eller de amerikanske og japanske hangarskipkampanjene i Stillehavet.

Militære seilfly ble utviklet og brukt i flere kampanjer, men de ble ikke mye brukt på grunn av den høye havariraten man ofte møter. Focke -Achgelis Fa 330 Bachstelze (Wagtail) rotordrage fra 1942 var kjent for bruken av tyske ubåter.

Før og under krigen utviklet både britiske og tyske designere jetmotorer for å drive fly. Det første jetflyet som fløy, i 1939, var det tyske Heinkel He 178 . I 1943 gikk det første operative jetjagerflyet, Messerschmitt Me 262 , i tjeneste med det tyske Luftwaffe , og senere i krigen ble den britiske Gloster Meteor tatt i bruk, men så aldri action – topphastigheten til fly for den epoken gikk så høyt som 1130 km /t (702 mph), med den uoffisielle rekordflygingen tidlig i juli 1944 av den tyske Me 163B V18 rakettjagerprototypen .

Etterkrigs

I oktober 1947 var Bell X-1 det første flyet som oversteg lydhastigheten.

I 1948–49 fraktet fly forsyninger under Berlin-blokaden . Nye flytyper, som B-52 , ble produsert under den kalde krigen .

Det første jetflyet , de Havilland Comet , ble introdusert i 1952, etterfulgt av den sovjetiske Tupolev Tu-104 i 1956. Boeing 707 , det første mye vellykkede kommersielle jetflyet, var i kommersiell tjeneste i mer enn 50 år, fra 1958 til 2010. Boeing 747 var verdens største passasjerfly fra 1970 til det ble overgått av Airbus A380 i 2005.

Klasser av fly med faste vinger

Fly/fly

Fly parkert på bakken i Afghanistan

Et fly (også kjent som et fly eller ganske enkelt et fly ) er et drevet fly med faste vinger som drives fremover av skyvekraft fra en jetmotor eller propell . Fly kommer i en rekke størrelser, former og vingekonfigurasjoner. Det brede spekteret av bruksområder for fly inkluderer rekreasjon, transport av varer og mennesker, militær og forskning.

Sjøfly

Et sjøfly er et fly med faste vinger som er i stand til å ta av og lande (gå av) på vann. Sjøfly som også kan operere fra tørt land er en underklasse som kalles amfibiefly . Disse flyene ble noen ganger kalt hydrofly . Sjøfly og amfibier er vanligvis delt inn i to kategorier basert på deres teknologiske egenskaper: flytefly og flyvebåter .

  • Et flottørfly ligner i generell design på et landbasert fly, med en generelt umodifisert flykropp fra sammenlignet med landflyversjonen, bortsett fra at hjulene ved bunnen av understellet er erstattet av flottører , noe som gjør at fartøyet kan operere fra vann heller enn fra tørt land.
  • En flygende båt er et sjøfly med et vanntett skrog som danner de nedre (ventrale) områdene av flykroppen og hviler direkte på vannoverflaten. Det skiller seg fra et flytefly ettersom det ikke trenger ekstra flottører for oppdrift, selv om det kan ha små undervingsflåte eller flykroppsmonterte spons for å stabilisere det på vannet. Store sjøfly er vanligvis flybåter, med de fleste klassiske amfibieflydesign som bruker en form for flybåtdesign for flykroppen/skroget.

drevne seilfly

Mange former for seilfly (se nedenfor) kan modifiseres ved å legge til et lite kraftverk. Disse inkluderer:

Bakkeeffekt kjøretøy

Et bakkeeffektfartøy (GEV) er et fartøy som oppnår jevn flukt nær jordoverflaten, ved å bruke bakkeeffekten – en aerodynamisk interaksjon mellom vingene og jordoverflaten. Noen GEV-er er i stand til å fly høyere ut av bakkeeffekten (OGE) når det er nødvendig - disse er klassifisert som motordrevne fly med faste vinger.

Glidefly

Et seilfly (seilfly) blir lansert med vinsj

Et seilfly er et fartøy som er tyngre enn luft som støttes under flukt av luftens dynamiske reaksjon mot løfteflatene, og hvis frie flyt ikke er avhengig av en motor. Et seilfly er et seilfly med faste vinger designet for sveving – evnen til å få høyde i luftstrøm og å fly i lange perioder.

Glidere brukes hovedsakelig til rekreasjon, men har også blitt brukt til andre formål som aerodynamisk forskning, krigføring og gjenoppretting av romfartøy.

En motorglider har en motor for å øke ytelsen, og noen har motorer som er kraftige nok til å ta av, men motoren brukes ikke under normal flyging.

Som tilfellet er med fly, er det et bredt utvalg av glideflytyper som er forskjellige i konstruksjonen av vingene, aerodynamisk effektivitet, plassering av piloten og kontroller. Den kanskje mest kjente typen er lekepapirflyet .

Store seilfly skytes oftest opp med et slepefly eller med en vinsj. Militære seilfly har blitt brukt i krig for å levere angrepstropper, og spesialiserte seilfly har blitt brukt i atmosfærisk og aerodynamisk forskning. Rakettdrevne fly og romfly har også foretatt udrevne landinger.

Seilfly og seilfly som brukes til seilsporten har høy aerodynamisk effektivitet. Det høyeste løft-til-drag-forholdet er 70:1, men 50:1 er mer vanlig. Etter lanseringen oppnås ytterligere energi gjennom dyktig utnyttelse av stigende luft i atmosfæren. Det er oppnådd flyreiser på tusenvis av kilometer med gjennomsnittshastigheter over 200 km/t.

De mest tallrike udrevne flyene er papirfly , en håndlaget type seilfly. Som hangglidere og paraglidere er de fotlanserte og er generelt tregere, mindre og rimeligere enn seilfly. Hangglidere har oftest fleksible vinger gitt form av en ramme, selv om noen har stive vinger. Paraglidere og papirfly har ingen rammer i vingene.

Seilfly og seilfly kan dele en rekke funksjoner til felles med motordrevne fly, inkludert mange av de samme typene flykropper og vingestrukturer. For eksempel var Horten H.IV en haleløs flygende vingeglider, og den deltavingeformede romfergen fløy omtrent som en konvensjonell glider i den lavere atmosfæren. Mange seilfly bruker også lignende kontroller og instrumenter som motordrevne fartøyer.

Typer seilfly

(video) Et seilfly seiler over Gunma , Japan

Hovedapplikasjonen i dag for seilfly er sport og rekreasjon.

Seilfly

Seilfly ble utviklet fra 1920-tallet for rekreasjonsformål. Etter hvert som piloter begynte å forstå hvordan man bruker stigende luft, ble seilfly utviklet med et høyt løft-til-drag-forhold . Disse tillot lengre gli til neste kilde for " løft ", og dermed økte sjansene deres for å fly lange avstander. Dette ga opphav til den populære sporten gliding .

Tidlige seilfly ble hovedsakelig bygget av tre og metall, men de fleste seilfly bruker nå komposittmaterialer som inneholder glass, karbon eller aramidfibre . For å minimere luftmotstanden har disse typene en strømlinjeformet flykropp og lange smale vinger med et høyt sideforhold . Både enkelt- og to-seters glidere er tilgjengelige.

Opprinnelig ble treningen utført med korte "hopp" i primærseilfly som er veldig grunnleggende fly uten cockpit og minimale instrumenter. Siden kort tid etter andre verdenskrig har trening alltid blitt utført i to-seters dual control glidere, men høyytelses to-seter brukes også for å dele arbeidsmengden og gleden ved lange flyturer. Opprinnelig ble skrens brukt til landing, men de fleste lander nå på hjul, ofte uttrekkbare. Noen seilfly, kjent som motorglidere , er designet for udrevet flyvning, men kan bruke stempel- , rotasjons- , jet- eller elektriske motorer . Seilfly klassifiseres av FAI for konkurranser i seilflykonkurranseklasser hovedsakelig på grunnlag av spenn og klaffer.

Ultralett "airchair" Goat 1 glider

En klasse med ultralette seilfly, inkludert noen kjent som mikroliftglidere og noen kjent som "luftstoler", er definert av FAI basert på en maksimal vekt. De er lette nok til å transporteres enkelt, og kan flys uten lisens i enkelte land. Ultralette glidere har ytelse som ligner på hengeglidere , men tilbyr noe ekstra kollisjonssikkerhet da piloten kan festes i et oppreist sete i en deformerbar struktur. Landing skjer vanligvis på ett eller to hjul, noe som skiller disse fartøyene fra hangglidere. Flere kommersielle ultralette glidere har kommet og gått, men den mest aktuelle utviklingen er gjort av individuelle designere og boligbyggere.

Militære seilfly
En 1943 USAAF Waco CG-4 A

Militære seilfly ble brukt under andre verdenskrig for å frakte tropper ( gliderinfanteri ) og tungt utstyr for å bekjempe soner. Seilflyene ble tauet opp i luften og mesteparten av veien til målet av militære transportfly, f.eks. C-47 Dakota , eller av bombefly som hadde blitt henvist til sekundære aktiviteter, f.eks . Short Stirling . Når de ble sluppet fra slepet nær målet, landet de så nær målet som mulig. Fordelen fremfor fallskjermjegere var at tungt utstyr kunne landes og at troppene raskt ble samlet i stedet for å bli spredt over en fallsone. Seilflyene ble behandlet som engangs, noe som førte til konstruksjon fra vanlige og rimelige materialer som tre, selv om noen få ble hentet og gjenbrukt. Innen Korea-krigen var transportfly også blitt større og mer effektive, slik at selv lette stridsvogner kunne slippes med fallskjerm, noe som førte til at seilfly falt i unåde.

Forskning seilfly

Selv etter utviklingen av drevne fly, fortsatte seilfly å bli brukt til luftfartsforskning . NASA Paresev Rogallo fleksible vingen ble opprinnelig utviklet for å undersøke alternative metoder for å gjenopprette romfartøyer. Selv om denne applikasjonen ble forlatt, inspirerte publisitet hobbyister til å tilpasse den fleksible vingeflaten for moderne hangglidere.

Innledende forskning på mange typer fastvingede fartøyer, inkludert flygende vinger og løftekropper, ble også utført ved bruk av udrevne prototyper.

Hangglider
Hanggliding

En hangglider er et seilfly der piloten er innesluttet i en sele hengt opp fra flyrammen , og utøver kontroll ved å skifte kroppsvekt i motsetning til en kontrollramme. De fleste moderne hangglidere er laget av en aluminiumslegering eller komposittinnrammet stoffvinge. Piloter har evnen til å sveve i timevis, få tusenvis av høydemeter i termiske oppstrømninger, utføre kunstflyvning og gli langrenn i hundrevis av kilometer.

Paraglider

En paraglider er et lett, frittflygende, fotlansert seilfly uten stiv primærstruktur. Piloten sitter i en sele hengt opp under en hul stoffvinge hvis form dannes av opphengslinjene, trykket fra luft som kommer inn i ventilene foran på vingen og de aerodynamiske kreftene til luften som strømmer over utsiden. Paragliding er oftest en rekreasjonsaktivitet.

Ubemannede seilfly

Et papirfly er et lekefly (vanligvis et seilfly) laget av papir eller papp.

Modellgliderfly er modeller av fly som bruker lette materialer som polystyren og balsatre . Designene spenner fra enkle seilfly til nøyaktige skalamodeller , hvorav noen kan være veldig store.

Glidebomber er bomber med aerodynamiske overflater for å tillate en glidende flybane i stedet for en ballistisk. Dette gjør det mulig for det bærende flyet å angripe et tungt forsvart mål på avstand.

Drage

En drage på flukt

En drage er et fly bundet til et fast punkt slik at vinden blåser over vingene. Løft genereres når luft strømmer over kitens vinge, produserer lavt trykk over vingen og høyt trykk under den, og avleder luftstrømmen nedover. Denne avbøyningen genererer også horisontalt luftmotstand i vindens retning. Den resulterende kraftvektoren fra løfte- og dragkraftkomponentene motvirkes av spenningen til en eller flere taulinjer eller tjorer festet til vingen.

Drager flys for det meste for rekreasjonsformål, men har mange andre bruksområder. Tidlige pionerer som Wright Brothers og JW Dunne fløy noen ganger et fly som en drage for å utvikle det og bekrefte dets flyegenskaper, før de la til en motor og flykontroller og fløy det som et fly.

Bruker

Kinesisk dragedrage mer enn hundre fot lang som fløy i dragefestivalen i Berkeley, California i 2000
Militære applikasjoner

Drager har blitt brukt til signalisering, for levering av ammunisjon og til observasjon , ved å løfte en observatør over kampfeltet, og ved å bruke flyfotografering av drager .

Vitenskap og meteorologi

Drager har blitt brukt til vitenskapelige formål, som Benjamin Franklins berømte eksperiment som beviser at lyn er elektrisitet . Drager var forløperne til de tradisjonelle flyene , og var medvirkende til utviklingen av tidlige flygende fartøyer. Alexander Graham Bell eksperimenterte med veldig store mannløftende drager , det samme gjorde Wright-brødrene og Lawrence Hargrave . Drager hadde en historisk rolle i å løfte vitenskapelige instrumenter for å måle atmosfæriske forhold for værvarsling .

Radioantenner og lysfyr

Drager kan brukes til å bære radioantenner. Denne metoden ble brukt til mottaksstasjonen for den første transatlantiske overføringen av Marconi . Fangeballonger kan være mer praktisk for slike eksperimenter, fordi dragebårne antenner krever mye vind, noe som kanskje ikke alltid er mulig med tungt utstyr og jordleder.

Drager kan brukes til å bære lyseffekter som lysstaver eller batteridrevne lys.

Dragegrep
En quad-line traction kite, ofte brukt som en strømkilde for kitesurfing

Drager kan brukes til å trekke mennesker og kjøretøy nedover vinden. Effektive drager av folietypen som kraftdrager kan også brukes til å seile i motvind under de samme prinsippene som brukes av andre seilfartøyer, forutsatt at sidekrefter på bakken eller i vannet omdirigeres som med kjølene, senterbordene, hjulene og isblader av tradisjonelle seilbåter. I løpet av de siste to tiårene har flere kiteseilsporter blitt populære, som kitebuggying, kitelandboarding, kitebåt og kitesurfing. Snøkiting har også blitt populært.

Drageseiling åpner for flere muligheter som ikke er tilgjengelige i tradisjonell seiling:

  • Vindhastighetene er større i større høyder
  • Drager kan manøvreres dynamisk, noe som dramatisk øker den tilgjengelige kraften
  • Det er ikke behov for mekaniske strukturer for å motstå bøyekrefter; kjøretøy eller skrog kan være veldig lette eller helt unnlates
Kraftproduksjon

Konseptuelle forsknings- og utviklingsprosjekter gjennomføres av over hundre deltakere for å undersøke bruken av drager for å utnytte vindstrømmer i stor høyde for elektrisitetsproduksjon.

Kulturelle bruksområder

Dragefestivaler er en populær form for underholdning over hele verden. De inkluderer lokale arrangementer, tradisjonelle festivaler og store internasjonale festivaler.

Design

Delta (trekantet) drage
Tog av tilkoblede drager

Typer

Kjennetegn

Flyskrog

De strukturelle delene av et fastvinget fly kalles flyrammen. Delene som finnes kan variere i henhold til flyets type og formål. Tidlige typer var vanligvis laget av tre med stoffvingeoverflater. Da motorer ble tilgjengelige for en drevet flytur for rundt hundre år siden, var festene deres laget av metall. Etter hvert som hastigheten økte ble flere og flere deler metall inntil ved slutten av andre verdenskrig var det vanlig med fly av metall. I moderne tid har det blitt gjort økende bruk av komposittmaterialer .

Typiske strukturelle deler inkluderer:

  • En eller flere store horisontale vinger , ofte med form av et vingetverrsnitt . Vingen avleder luft nedover når flyet beveger seg fremover, og genererer løftekraft for å støtte det under flukt. Vingen gir også stabilitet i rulle for å stoppe flyet fra å rulle til venstre eller høyre i jevn flyvning.
An-225 Mriya , det største flyet i verden, som kan bære en nyttelast på 250 tonn, har to vertikale stabilisatorer
  • En flykropp , en lang, tynn kropp, vanligvis med koniske eller avrundede ender for å gjøre formen aerodynamisk jevn. Flykroppen føyer seg sammen med de andre delene av flyrammen og inneholder vanligvis viktige ting som pilot, nyttelast og flysystemer.
  • En vertikal stabilisator eller finne er en vertikal vingelignende overflate montert på baksiden av planet og vanligvis stikker ut over det. Finnen stabiliserer flyets giring (sving til venstre eller høyre) og monterer roret som kontrollerer rotasjonen langs den aksen.
  • En horisontal stabilisator , vanligvis montert ved halen nær den vertikale stabilisatoren. Den horisontale stabilisatoren brukes til å stabilisere flyets stigning (tilt opp eller ned) og monterer heisene som gir stigningskontroll.
  • Landingsutstyr , et sett med hjul, skisser eller flottører som støtter flyet mens det er på overflaten. På sjøfly støtter bunnen av flykroppen eller flottørene (pontonger) den mens den er på vannet. På noen fly trekkes landingsutstyret tilbake under flyturen for å redusere luftmotstanden.

Vinger

Vingene til et fly med faste vinger er statiske plan som strekker seg til hver side av flyet. Når flyet reiser fremover, strømmer luft over vingene som er formet for å skape løft.

Vingestruktur

Drager og noen lette glidere og fly har fleksible vingeflater som er strukket over en ramme og gjort stive av løftekreftene som utøves av luftstrømmen over dem. Større fly har stive vingeflater som gir ekstra styrke.

Enten fleksible eller stive, de fleste vinger har en sterk ramme for å gi dem sin form og for å overføre løft fra vingeoverflaten til resten av flyet. De viktigste strukturelle elementene er en eller flere bjelker som går fra rot til spiss, og mange ribber som går fra forkant (fremre) til bakkant.

Tidlige flymotorer hadde liten kraft og lav vekt var veldig viktig. Også tidlige aerofoil-seksjoner var veldig tynne og kunne ikke ha sterk ramme installert innenfor. Så frem til 1930-tallet var de fleste vingene for lette til å ha nok styrke, og eksterne avstivningsstag og ledninger ble lagt til. Da den tilgjengelige motorkraften økte i løpet av 1920- og 1930-årene, kunne vingene gjøres tunge og sterke nok til at avstivning ikke lenger var nødvendig. Denne typen uavstivede vinge kalles en utkragende vinge.

Vingekonfigurasjon

Fanget Morane-Saulnier L wire-avstivet parasoll monoplan

Antallet og formen på vingene varierer mye på forskjellige typer. Et gitt vingeplan kan være fullspennende eller delt av en sentral flykropp i babord (venstre) og styrbord (høyre) vinger. Noen ganger, enda flere, har vinger blitt brukt, og det trevingede triplanet oppnådde en viss berømmelse i første verdenskrig. Det firevingede fireflyet og andre flerkantede design har hatt liten suksess.

Et monoplan , som stammer fra prefikset, mono betyr en som betyr at den har et enkelt vingeplan, et biplan har to stablet over hverandre, en tandemvinge har to plassert etter hverandre. Da den tilgjengelige motorkraften økte i løpet av 1920- og 1930-årene og avstivning ikke lenger var nødvendig, ble det uavstivede eller utkragende monoplanet den vanligste formen for motordrevet type.

Vingeplanformen er formen sett ovenfra. For å være aerodynamisk effektiv bør en vinge være rett med et langt spenn fra side til side, men ha en kort korde (høyt sideforhold ). Men for å være strukturelt effektiv, og dermed lett, må en vinge ha et kort spenn, men fortsatt nok areal til å gi løft (lavt sideforhold).

Ved transoniske hastigheter, nær lydhastigheten , hjelper det å sveipe vingen bakover eller forover for å redusere motstanden fra supersoniske sjokkbølger når de begynner å dannes. Den feide vingen er bare en rett vinge sveipet bakover eller forover.

To Dassault Mirage G -prototyper, en med vingene feid (øverst)

Deltavingen er en trekantform som kan brukes av en rekke årsaker. Som en fleksibel Rogallo-vinge tillater den en stabil form under aerodynamiske krefter, og brukes derfor ofte til drager og andre ultralette fartøyer. Som en supersonisk vinge kombinerer den høy styrke med lavt luftmotstand og brukes derfor ofte til raske jetfly.

En vinge med variabel geometri kan endres i flukt til en annen form. Vingen med variabel sveip forvandler seg mellom en effektiv rett konfigurasjon for start og landing , til en svepet konfigurasjon med lavt drag for høyhastighetsflyging. Andre former for variabel planform har blitt fløyet, men ingen har gått utover forskningsstadiet.

Flykropp

En flykropp er en lang, tynn kropp, vanligvis med koniske eller avrundede ender for å gjøre formen aerodynamisk jevn. De fleste fastvingede fly har en enkelt flykropp, ofte referert til som bare "kroppen". Andre kan ha to eller flere flykropper, eller flykroppen kan være utstyrt med bommer på hver side av halen for å tillate at den ytterste bakdelen av flykroppen kan utnyttes.

Flykroppen kan inneholde et flybesetning , passasjerer, last eller nyttelast , drivstoff og motor(er). Pilotløse fly (droner) har vanligvis ikke en pilot eller noe annet flybesetning eller passasjerer om bord. Glidere har vanligvis ikke drivstoff eller motorer, selv om noen varianter som motorglidere og rakettglidere har dem for midlertidig eller valgfri bruk.

Piloter av bemannede fly med faste vinger kontrollerer dem vanligvis fra innsiden av en cockpit , vanligvis plassert foran eller på toppen av flykroppen, utstyrt med kontroller og vanligvis vinduer og instrumenter. Fly har ofte to eller flere piloter, med en i overordnet kommando ("piloten") og en eller flere "co-piloter". På større fly sitter en navigator vanligvis også i cockpiten. Noen militære eller spesialiserte fly kan også ha andre flybesetningsmedlemmer i cockpiten.

I små fly sitter passasjerene vanligvis bak piloten(e) i samme kabin, selv om det av og til kan være et passasjersete ved siden av eller til og med foran piloten. Større passasjerfly har egen passasjerkabin eller av og til kabiner som er fysisk adskilt fra cockpiten.

Vinger vs kropper

Flyvende vinge

Den USA-produserte B-2 Spirit , et strategisk bombefly som er i stand til interkontinentale oppdrag, har en flygende vingekonfigurasjon

En flygende vinge er et haleløst fly som ikke har noen bestemt flykropp , med det meste av mannskapet, nyttelasten og utstyret plassert inne i hovedvingestrukturen.

Den flyvende vingekonfigurasjonen ble studert omfattende på 1930- og 1940-tallet, spesielt av Jack Northrop og Cheston L. Eshelman i USA, og Alexander Lippisch og Horten-brødrene i Tyskland. Etter krigen var en rekke eksperimentelle design basert på flyving-konseptet. En viss generell interesse fortsatte til begynnelsen av 1950-tallet, men design ga ikke nødvendigvis store fordeler i rekkevidde og ga en rekke tekniske problemer, noe som førte til bruken av "konvensjonelle" løsninger som Convair B-36 og B-52 Stratofortress . På grunn av det praktiske behovet for en dyp vinge, er flyving-konseptet mest praktisk for design i sakte-til-middels hastighetsområdet, og det har vært kontinuerlig interesse for å bruke det som en taktisk luftløfterdesign .

Interessen for flygende vinger ble fornyet på 1980-tallet på grunn av deres potensielt lave radarrefleksjonstverrsnitt . Stealth-teknologi er avhengig av former som bare reflekterer radarbølger i bestemte retninger, og dermed gjør flyet vanskelig å oppdage med mindre radarmottakeren er i en bestemt posisjon i forhold til flyet – en posisjon som endres kontinuerlig når flyet beveger seg. Denne tilnærmingen førte til slutt til Northrop B-2 Spirit stealth bombefly. I dette tilfellet er ikke de aerodynamiske fordelene med den flygende vingen de primære behovene. Moderne datastyrte fly-by-wire- systemer gjorde imidlertid at mange av de aerodynamiske ulempene ved den flygende vingen ble minimert, noe som ga en effektiv og stabil langdistansebombefly.

Blandet vingekropp

Datagenerert modell av Boeing X-48

Blended wing body-fly har en flat og aerofoilformet kropp, som produserer det meste av løftet for å holde seg selv oppe, og distinkte og separate vingestrukturer, selv om vingene er jevnt blandet inn i kroppen.

Fly med blandede vingekropper inkluderer designfunksjoner fra både en futuristisk flykropps- og flyvingedesign. De påståtte fordelene med den blandede vingekroppstilnærmingen er effektive høyløftende vinger og en bred bæreflateformet kropp. Dette gjør det mulig for hele fartøyet å bidra til løfteproduksjon med et resultat av potensielt økt drivstofføkonomi.

Løftende kropp

Martin Aircraft Company X-24 ble bygget som en del av et eksperimentelt amerikansk militærprogram fra 1963–1975

En løftekropp er en konfigurasjon der kroppen selv produserer løft . I motsetning til en flygende vinge , som er en vinge med minimal eller ingen konvensjonell flykropp , kan en løftekropp betraktes som en flykropp med liten eller ingen konvensjonell vinge. Mens en flygende vinge forsøker å maksimere cruiseeffektiviteten ved subsoniske hastigheter ved å eliminere ikke-løftende overflater, minimerer løftekropper generelt luftmotstanden og strukturen til en vinge for subsonisk, supersonisk og hypersonisk flyging, eller romfartøyets gjeninntreden . Alle disse flyregimene utgjør utfordringer for riktig flystabilitet.

Løftekropper var et stort forskningsområde på 1960- og 1970-tallet som et middel til å bygge et lite og lett bemannet romfartøy. USA bygde en rekke kjente rakettfly med løftekropp for å teste konseptet, samt flere rakettavfyrte re-entry-kjøretøyer som ble testet over Stillehavet. Interessen avtok etter hvert som det amerikanske flyvåpenet mistet interessen for det bemannede oppdraget, og den store utviklingen ble avsluttet under designprosessen for romfergen da det ble klart at de svært formede flykroppene gjorde det vanskelig å montere drivstofftankasje.

Empennage og forplan

Den klassiske aerofoil-seksjonsvingen er ustabil under flukt og vanskelig å kontrollere. Fleksible vingetyper er ofte avhengige av en ankerline eller vekten til en pilot som henger under for å opprettholde riktig holdning. Noen frittflygende typer bruker en tilpasset aerofoil som er stabil, eller andre geniale mekanismer inkludert, sist, elektronisk kunstig stabilitet.

Men for å oppnå trim, stabilitet og kontroll har de fleste fastvingede typer en empennage som består av en finne og ror som virker horisontalt og et haleplan og elevator som virker vertikalt. Dette er så vanlig at det er kjent som det konvensjonelle oppsettet. Noen ganger kan det være to eller flere finner, fordelt langs haleplanet.

Canards på Saab Viggen

Noen typer har et horisontalt " canard "-forplan foran hovedvingen, i stedet for bak. Dette forflyet kan bidra til trim, stabilitet eller kontroll av flyet, eller til flere av disse.

Flykontroller

Dragekontroll

Drager styres av ledninger som går ned til bakken. Vanligvis fungerer hver wire som en tjor til delen av dragen den er festet til.

Frittflygende flykontroller

Seilfly og fly har mer komplekse kontrollsystemer, spesielt hvis de er pilotert.

Typisk lette fly ( Cessna 150 M) cockpit med kontrollåk

Hovedkontrollene lar piloten styre flyet i luften. Vanligvis er disse:

  • Åket eller joysticken kontrollerer rotasjonen av flyet rundt stignings- og rulleaksene . Et åk ligner et ratt, og en kontrollspak er en joystick. Piloten kan sette flyet ned ved å skyve på åket eller stokken, og slå flyet opp ved å trekke i det. Rulling av flyet oppnås ved å vri åket i retning av ønsket rull, eller ved å vippe kontrollspaken i den retningen.
  • Rorpedaler styrer rotasjonen av planet om giringsaksen . Det er to pedaler som svinger slik at når den ene trykkes fremover, beveger den andre seg bakover, og omvendt. Piloten trykker på høyre rorpedal for å få flyet til å gi seg til høyre, og trykker på venstre pedal for å få det til å gi seg til venstre. Roret brukes hovedsakelig for å balansere flyet i svinger, eller for å kompensere for vind eller andre effekter som har en tendens til å snu flyet om giraksen.
  • På motordrevne typer, en motorstoppkontroll ("fuel cutoff", for eksempel) og vanligvis en gass- eller skyvehendel og andre kontroller, for eksempel en drivstoffblandingskontroll (for å kompensere for lufttetthetsendringer med høydeendringer).

Andre vanlige kontroller inkluderer:

  • Klaffspaker , som brukes til å kontrollere avbøyningsposisjonen til klaffene på vingene.
  • Spoilerspaker , som brukes til å kontrollere posisjonen til spoilere på vingene, og til å armere deres automatiske utplassering i fly designet for å utplassere dem ved landing. Spoilerne reduserer løft for landing.
  • Trimkontroller , som vanligvis har form av knotter eller hjul og brukes til å justere stigning, rulle eller giring. Disse er ofte koblet til små aerofoiler på bakkanten av kontrollflatene kalt "trimtabs". Trim brukes til å redusere mengden trykk på kontrollkreftene som trengs for å opprettholde en jevn kurs.
  • På hjultyper brukes bremser for å bremse og stoppe flyet på bakken, og noen ganger for svinger på bakken.

Et fartøy kan ha to pilotseter med doble kontroller, slik at to piloter kan byttes. Denne brukes ofte til trening eller til lengre flyreiser.

Kontrollsystemet kan tillate hel eller delvis automatisering av flyging, for eksempel en autopilot , en vingenivåer eller et flystyringssystem . Et ubemannet fly har ingen pilot, men styres eksternt eller via midler som gyroskop eller andre former for autonom kontroll.

Cockpit instrumentering

På bemannede fastvingede fly gir instrumenter informasjon til pilotene, inkludert flyging , motorer , navigasjon , kommunikasjon og andre flysystemer som kan installeres.

De seks grunnleggende flyinstrumentene.
Øverste rad (venstre til høyre): lufthastighetsindikator, holdningsindikator, høydemåler.
Nederste rad (venstre til høyre): svingkoordinator, kursindikator, vertikal hastighetsindikator.

De seks grunnleggende instrumentene, noen ganger referert til som "six pack", er som følger:

  1. Flyhastighetsindikatoren (ASI) viser hastigheten flyet beveger seg med gjennom luften rundt.
  2. Holdningsindikatoren ( AI ) , noen ganger kalt den kunstige horisonten , indikerer den nøyaktige orienteringen til flyet rundt dets stignings- og rulleakser .
  3. Høydemåleren angir høyden eller høyden til flyet over gjennomsnittlig havnivå (AMSL).
  4. Den vertikale hastighetsindikatoren (VSI) , eller variometer , viser hastigheten flyet klatrer eller synker med .
  5. Kursindikatoren (HI) , noen ganger kalt retningsgyroen (DG) , viser den magnetiske kompassretningen som flykroppen peker mot. Den faktiske retningen flyet flyr mot påvirkes av vindforholdene.
  6. Svingkoordinatoren (TC) , eller sving- og bankindikator , hjelper piloten med å kontrollere flyet i en koordinert holdning mens han svinger.

Andre cockpitinstrumenter kan omfatte:

Se også

Referanser

Notater

  • I 1903, da Wright-brødrene brukte ordet, betydde "aeroplane" (et britisk engelsk begrep som også kan bety flyamerikansk engelsk ) vinge, ikke hele flyet. Se teksten til deres patent. Patent 821 393 - Wright-brødrenes patent for "Flying Machine"

Sitater

Bibliografi

  • Blatner, David. The Flying Book: Alt du noen gang har lurt på om å fly på fly . ISBN  0-8027-7691-4

Eksterne linker

( Wayback Machine- kopi)