Keel ya ndege iko wapi? Keel ya ndege: muundo

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Hata mtu ambaye hajawahi kuona bahari labda anajua neno la kuagana: "Futi saba chini ya keel." Na hakuna maswali hapa. Keel ya meli ni sehemu muhimu zaidi ya kimuundo ambayo sehemu nyingi za meli yake zimeunganishwa. Lakini je, kuna mtu yeyote anayejua sehemu ya keel ya ndege hiyo iko na inafanya kazi kwa matumizi gani?

Hii ni nini?

Hiki ndicho "chombo" cha uthabiti, kinachokuruhusu kuweka ndege kwenye mkondo fulani. Tofauti na meli, keel ya ndege ni sehemu muhimu ya fin ya mkia wima. Chini ya fuselage, hakuna keel kwa ndege! Lakini kuna hila moja. Ukweli ni kwamba sehemu hii imeunganishwa sana na vipengele vya nguvu vya fuselage, na kwa hiyo bado kuna kitu kinachofanana katika masharti ya bahari na hewa. Kwa hivyo keel ya ndege iko wapi? Kwa urahisi, hii ni sehemu ya wima ya mkia.

Imewekwa bila kutikisika, imewekwa katika sehemu tatu, sawia na mstari wa katikati wa ndege. Kwa kuonekana, maelezo haya yana sura ya trapezoid bora. Kama sheria, keel ya ndege ina spars, mbavu na ngozi. Mpango huu ni classic, kidogo iliyopitatangu kuonekana kwa ndege ya kwanza. Spar ya mbele huwekwa kwa oblique (kama sheria).

Miundo

Mara nyingi, keel huwa moja, lakini katika baadhi ya matukio huundwa mara mbili na hata mara tatu (kwenye virutubishi vya boli). Katika kesi ya mwisho, hii inahitajika ili kuhakikisha utulivu wa mwelekeo wa juu wa mashine nzito. Kwa njia, ndege zote zimegawanywa katika aina tatu kulingana na eneo la keel:

• Imeundwa katika muundo wa kawaida. Hiyo, kwa mfano, ni keel ya ndege ya A321.
• "Bata", yaani, ndege ambayo mkia mlalo wa keel upo mbele ya mbawa.
• "Wasio na mkia". Kutoka kwa keel, mkia wima pekee ndio unabaki, ailerons za mlalo hazipo kabisa.

Bila shaka, aina hizi mbili za mwisho ni tabia zaidi ya "jumuiya" ya ndege za kijeshi, kwa kuwa uwekaji kama huo wa keel ni muhimu ili kuifanya ndege kuwa na uweza wa juu zaidi.

Katika baadhi ya matukio, miundo changamano zaidi hutumiwa. Kwa mfano, crests under-keel (wao pia ni ventral keels). Zinatumika kwenye ndege zenye nguvu nyingi sana ambapo kudumisha uthabiti kamili wakati wa kukimbia ni muhimu. Kwa hivyo, chini ya keel ya ndege (hapa ndipo, tayari tumegundua) kuna utitiri wa ziada na mkubwa. Hali ya kawaida zaidi ni wakati manyoya ya mkia mlalo kwa ujumla yanapaswa kuhamishwa hadi juu kabisa ya keel. Hii hutokea ikiwa injini zimewekwa nyuma ya ndege. Mchoro kama huo unaweza kuonekana, kwa mfano, ndanindege ya ndani ya kubeba abiria "Il".

Ni ya nini?

Kama unavyojua, hali ya hewa tulivu ni nadra sana ambayo hutokea si zaidi ya mara kadhaa kwa mwaka. Katika hali nyingi, kuna upepo, na nguvu na mwelekeo wake unaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Wakati ndege inaruka, upepo wa upepo unaweza kuathiri sana mwelekeo na mwendo. Ndege lazima iundwe ili irudi kwenye nafasi yake yenye utulivu. Katika kesi hii pekee ndipo usafiri wa ndege salama unawezekana.

Kusudi kuu

Kanuni kuu ya kuunda keel ni kuiweka kwa njia ambayo haina, kwa hali yoyote, kuanguka katika kuamka kutoka kwa bawa. Vinginevyo, ukiukwaji mkali wa utulivu wa mwelekeo unawezekana, na katika hali mbaya zaidi, deformation ya kimwili na uharibifu wa kitengo cha mkia mzima. Kwa hivyo, dhumuni kuu la keel ni kudumisha utulivu wa mwelekeo.

Muundo wa ndege nyingi ni kwamba sehemu hii inaweza kuhamishika. Kwa kurekebisha mkengeuko wa keel, wafanyakazi hudhibiti mwelekeo wa kozi. Isipokuwa ni ndege za kijeshi, ambazo injini zilizo na vekta inayodhibitiwa zina jukumu la kubadilisha mwelekeo wa kukimbia. Kwa upande wao, kutengeneza keel inayoweza kusongeshwa ya ndege (kuna picha yake katika kifungu) ni ujinga, kwani upakiaji mwingi wakati wa ujanja ni kwamba itaanguka tu.

Keel hutoa uthabiti wa aina gani?

Kuna aina tatu za utulivu, kwa ajili yake keel imejumuishwa katika muundo wa ndege:

• Wimbo.
• Longitudinal.
• Nyimbo.

Wacha tushughulikie aina hizi zote kwa undani zaidi. Kwa hivyo, utulivu wa mwelekeo. Ikumbukwe kwamba katika kesi ya kupoteza utulivu wa longitudinal wa fuselage katika kukimbia, ndege bado itaendelea kuruka mbele kwa muda kutokana na nguvu ya inertial. Baada ya hayo, mtiririko wa hewa huanza kukimbia ndani ya nyuma ya ndege, ambayo iko nyuma ya kituo cha mvuto. Keel katika kesi hii huzuia kutokea kwa nguvu inayozunguka ambayo hulazimisha ndege kuzunguka mhimili wake.

Uthabiti wa longitudinal. Fikiria kwamba ndege inaruka katika hali ya kawaida, katikati ya mvuto inafanana na kituo cha matumizi ya shinikizo kwa fuselage yake. Kwa wakati huu, vikosi vya multidirectional pia hufanya kazi kwenye fuselage yake, ambayo huwa na kupeleka mwili wa ndege. Kuinua na mvuto kutenda wakati huo huo. Keel ya ndege (utaona picha ya sehemu hii katika makala) hutoa usawa, ambayo katika kesi hii ni imara sana. Ndege ya kawaida bila mkia, keel na vidhibiti haiwezekani.

Uendelevu mwingine

Utulivu wa kukata manyoya. Kwa ujumla, jambo hili ni mwendelezo wa kimantiki wa mali ya awali. Wakati vikosi vya multidirectional vinafanya kazi kwenye bawa na vidhibiti vya upande wa keel, "hujaribu" kupindua ndege. Sura ya mbawa inakabiliana na hili: ikiwa unawaangalia kwa mbali, wanafanana na barua "U" na "pembe" za juu zilizotenganishwa kwa nguvu. Fomu hii hutoa urekebishaji wa kibinafsi wa msimamondege angani. Keel husaidia kudumisha uthabiti wa upande.

Kumbuka kwamba ndege ya kufagia haihitaji keel sana…kwa mwendo wa kasi. Ikiwa huanguka, basi ukuaji wa nguvu za kupinga hutokea kwa kasi. Kwa hiyo, kwa mashine hizi, keel ya kudumu zaidi na nyepesi ni muhimu sana, ambayo inaweza kupinga mizigo hiyo ya juu. Na unawezaje kuipata? Hebu tuzungumze kuhusu hili.

Sifa za kuunda ndege za kisasa

Kwa sasa, wataalamu wa Rosaviation na wenzao wa kigeni wanaangazia uundaji wa sehemu za ndege (pamoja na keel) kutoka kwa sehemu kubwa zilizotengenezwa kutoka kwa nyenzo za hivi punde.

Sehemu ya viambajengo hivi katika muundo wa ndege za kisasa inazidi kuongezeka. Kulingana na habari kutoka kwa wataalam, sehemu yao ya kiasi tayari inafikia kutoka 25% hadi 50%, na ndege ndogo zisizo za kibiashara zinaweza hata kuwa na plastiki na composites kwa 75%. Kwa nini mbinu hii imeenea sana katika usafiri wa anga? Ukweli ni kwamba keel hiyo hiyo ya ndege ya Boeing, iliyotengenezwa kwa "aloi" za polima, ina uzito mdogo sana, nguvu ya juu sana na rasilimali ambayo haiwezi kupatikana kwa kutumia vifaa vya kawaida.

Nyenzo Kuu

Matumizi ya haki zaidi ya composites katika muundo wa sio tu mkia, lakini pia mbawa na vipengele vya nguvu vya fuselage, ambayo lazima sio tu kuwa na nguvu sana, bali pia ya kutosha.kunyumbulika. Vinginevyo, uwezekano wa uharibifu wa muundo chini ya hatua ya mizigo ya ndege hauwezi kutengwa.

Lakini haikuwa hivi kila mara. Kwa hivyo, kiburi cha tasnia ya ndege ya Soviet, ndege ya Tu-160, inayojulikana pia kama White Swan au Blackjack, ina keel iliyotengenezwa na … aloi za titanium. Nyenzo maalum na ya gharama kubwa sana ilichaguliwa kwa sababu ya mikazo mikubwa iliyowekwa kwenye muundo wa mashine hii, ambayo hadi leo inashikilia jina la mshambuliaji mzito zaidi katika huduma. Lakini bado, mbinu kali kama hiyo ya kuunda keel ni nadra, na kwa hivyo wabunifu leo wanapaswa kushughulikia nyenzo rahisi za mchanganyiko mara nyingi zaidi.

Changamoto gani unakumbana nazo wakati wa kuunda keel yenye mchanganyiko?

Wakati wa mchakato wa ukuzaji, wabunifu wa ndani walilazimika kutatua kazi nyingi ngumu:

• Uundaji wa sehemu za saizi kubwa za keel na vifaa vingine vya nyuzi za kaboni kwa kutumia mbinu ya utiaji kumefanyiwa kazi.
• Pia ilibidi karibu kufikiria upya kabisa na kupanga upya hatua kuu za uzalishaji, ambazo hazikuundwa kwa ajili ya matumizi ya nyenzo za mchanganyiko.

Sifa Zingine

Programu ya hivi punde zaidi (FiberSim) imeanzishwa katika mchakato wa uzalishaji, unaoruhusu kufikia kiwango cha juu zaidi cha uwekaji kiotomatiki. Kwa kuongezea, sasa keel ya ndege, muundo wake ambao umeelezewa katika kifungu hicho, unaweza kufanywa kwa kutumia teknolojia ambapo hakuna michoro. Uzalishaji wa sehemu hii na mbinu hii ni kama ifuatavyonjia:

• Kubuni au kuchagua muundo uliokamilika. Leo, keel imeundwa (zaidi) katika hali ya kiotomatiki kikamilifu, bila ushiriki wa wasanidi "binadamu".
• Kukata nyenzo zilizotumika, pia hufanywa kwa hali ya kiotomatiki.
• Katika hali ya kiotomatiki, malighafi iliyotumiwa kuunda keli na sehemu zake za muundo zimewekwa.
• Uwekaji tabaka unafanywa na mitambo ya roboti inayodhibitiwa na programu ya kompyuta.

Aidha, mbinu ya kisasa ya utengenezaji wa keels inapendekeza yafuatayo:

• Kuendelea kujenga vielelezo vinavyojaribiwa chini ya hali ngumu zaidi.
• Teknolojia zisizo za uharibifu zinatengenezwa ili kuruhusu ufuatiliaji endelevu wa hali ya keel kwenye ndege.

Njia za kina za kuunda kitengo cha mkia cha ndege ya MS-21

Muda mfupi uliopita, tasnia ya usafiri wa anga ilishangazwa sana na tangazo la wasanidi programu wa nyumbani kwamba wanatengeneza ndege mpya kabisa, MS-21. Kawaida yake ni kwamba kwa karibu miongo mitatu iliyopita hii ni gari la kwanza la ndani kwa ndege ndani ya nchi. Wakati wa utengenezaji wake, teknolojia nyingi za hivi karibuni zilijaribiwa, ambazo ziliathiri kwa kiasi kikubwa vipengele vya ubunifu vya keel na mkusanyiko mzima wa mkia.

Kukuza na kutengeneza caisson ya keel ya ndege ya MS-21, wataalamu wa majumbani waliweza kufanikisha yafuatayo:

• Otomatiki kamili ya ukataji wa sehemu zote na malighafi zinazotumika katika uzalishaji. Kutokana na hili, iliwezekana kufikia angalau 50% kupunguza gharama ya jumla ya kitengo cha mkia na hasa keel.
• Programu ya ProDirector hutumiwa katika utengenezaji wa kitengo cha mkia, ambayo hukuruhusu kufikia usahihi kamili katika uchakataji wa sehemu. Hii inafanya uwezekano wa kuunda sio tu keli kali, lakini pia keels nyepesi sana.
• Pia, keel ya ndege ya kisasa huundwa kwa kutumia mbinu za kupinda mara mbili. Shukrani kwao, inawezekana kufikia unene wa multidirectional katika maeneo hayo ambapo uimarishaji wa ziada wa muundo unahitajika (chini ya keel ya ndege).
• Hata sehemu kubwa za keel leo zinaweza "kukaanga" katika viunzi maalum. Matokeo yake ni viambajengo vikali na ngumu ambavyo vinaweza kustahimili mizigo ya kiwango chochote.
• Udhibiti wa jiometri ya sehemu pia unadhibitiwa na mifumo changamano ya kompyuta.

Sifa Zingine

Kutokana na matumizi ya teknolojia na mbinu mpya, nguvu ya kazi ya kuunda kitengo cha mkia na keel ilipunguzwa kwa 50-70%. Leo, zaidi ya sehemu elfu nne za kitengo cha keel na tail zimefaulu majaribio ya serikali.

Mafanikio makuu ni maendeleo ya teknolojia ya kuaminika na rahisi kwa ajili ya utengenezaji wa sehemu za keel box zenye ukubwa wa 7.6 x 2.5 m. Kwa sasa, tayari zimeanza kuwasilishwa kwa Kiwanda cha Anga cha Irkutsk. Zimeundwa kutoka kwa nyenzo za kisasa za mchanganyiko, na vipengele vya mchakato huu tayari vimevutia maslahi ya wazalishaji wakuu wa kigeni wa vifaa vya anga.

Matoleo ya Kisasa

Kwa nini tulitumia muda mwingi kujadili njia za kisasa za kubuni na kujenga keel? Ukweli ni kwamba tangu miaka ya 60 ya karne iliyopita imekuwa wazi kabisa kwamba ongezeko zaidi la utendaji wa kasi wa ndege inawezekana tu ikiwa nguvu zao zimeongezeka na aina mpya kabisa za vifaa vya polymeric huletwa katika uzalishaji. Shida ya ndege ya vizazi vya hivi karibuni ni kwamba muundo wao (na keel haswa) huathirika sana na "uchovu". Kwa sababu hii, kufikia karibu miaka ya 70 ya karne iliyopita, mbinu nyingi za kufuatilia hali ya bawa na mkia zilitengenezwa.

Masharti ya utayarishaji pia ni ya juu. Kila kundi la sehemu linakabiliwa na upakiaji mkali zaidi kwenye vituo vya vibration, vilivyojaribiwa na joto na shinikizo. Na hii haishangazi, kwani ufa mdogo baadaye umejaa vifo vya mamia ya abiria.

Kwa hivyo umegundua wapi keel ya ndege iko na ni ya nini!