Flugzeug - Aircraft


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NASA - Testflugzeug
Die Mil Mi-8 sind die am meisten produzierten Hubschrauber in der Geschichte.
Die Cessna 172 Skyhawk ist das meistgebaute Flugzeug in der Geschichte.
Voodoo , eine modifizierte P 51 Mustang, ist die 2014 Reno Air Race Champion.

Ein Luftfahrzeug ist eine Maschine , die in der Lage zu fliegen durch immer mehr Unterstützung aus der Luft . Es widerspricht die Schwerkraft entweder über statischen Auftrieb oder durch die Verwendung von dynamischem Auftrieb eines Strömungsprofil , oder in einigen Fällen sind den Schub nach unten von Düsentriebwerken . Gängige Beispiele für Luftfahrzeuge gehören Flugzeuge , Hubschrauber , Luftschiffe (einschließlich Luftschiffe ), Gleitern und Heißluftballons .

Die menschliche Tätigkeit , die Luftfahrzeug umgibt aufgerufen Luftverkehr . Die Wissenschaft des Luftfahrt-, inklusive Design und Bau von Flugzeugen, heißt Raumfahrt . Bemannten Luftfahrzeugen werden von einem onboard geflogenen Pilot , aber unbemannte Luftfahrzeuge werden können ferngesteuert oder selbständig gesteuert durch onboard Computer. Luftfahrzeuge dürfen nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden, wie Lift - Typ, den Antrieb von Flugzeugen , Nutzung und andere.

Geschichte

Fliege Modell Fertigkeit und Geschichten des bemannten Fluges viele Jahrhunderte zurückgehen, jedoch den ersten bemannten Aufstieg - und sicheren Abstieg - in der heutigen Zeit fand durch größere Heißluftballons im 18. Jahrhundert entwickelt. Jeder der beiden Weltkriege führten zu großen technischen Fortschritte. Folglich kann die Geschichte des Flugzeugs in fünf Epochen unterteilt werden:

Methoden des Auftriebs

Leichter als Luft - Aerostaten

Heißluft Luftballons

Aerostat verwenden Auftrieb in der Luft in die gleiche Weise zu schweben , dass Schiffe auf dem Wasser schwimmen. Sie werden durch einen oder mehr große Gassäcke oder Vordächer gekennzeichnet, gefüllt mit einem relativ niedriger Dichte Gas, wie Helium , Wasserstoff , oder heiße Luft , die als die umgebenden Luft weniger dicht ist. Wenn das Gewicht dieses auf das Gewicht des Flugzeugs Struktur hinzugefügt wird, fügt es als die Luft auf die gleiche kilo , daß das Boot verdrängt.

Kleine Heißluftballons genannt Lampions am Himmel wurden zum ersten Mal vor dem 3. Jahrhundert vor Christus in altem China erfunden und vor allem in kulturellen Feier genutzt, und waren nur die zweite Art von Luftfahrzeugen, wobei die ersten zu fliegen Drachen , die zuerst im alten China erfunden wurden über vor 2000 Jahren (siehe Han Dynasty ).

Airship USS Akron über Manhattan in den 1930er

Ein Ballon war ursprünglich jeder Luftballon, während der Begriff Luftschiff für großes, getriebene Luftfahrzeuge Design verwendet wurde - in der Regel festen Flügel. Im Jahr 1919 Frederick Handley Page wurde als Hinweis auf „Schiffen der Luft“ , berichtet mit kleinerem Passagier - Typ als „Air Yachten.“ In den 1930er Jahren wurden auch große interkontinentale Flugboote manchmal als „Schiffe der Luft“ oder „Fliegen-Schiffe“. - obwohl keiner hatte bisher gebaut worden. Das Aufkommen der angetriebenen Luftballons, genannt Luftschiffe und später von Festrümpfe eine große Zunahme der Größe erlauben, begann die Art und Weise diese Worte verwendet wurden , zu ändern. Sehr große angetriebene Aerostat, gekennzeichnet durch ein steifes äußeren Rahmens und gesonderte aerodynamische Verkleidung umgibt die Gassäcke, produziert wurden, der Zeppelin die größten und am bekanntesten ist. Es gab noch keine Starrflügler oder nicht-starre Luftballons groß genug , um Luftschiffe genannt zu werden, so „Luftschiff“ kamen mit diesen Flugzeugen Synonym zu sein. Dann mehrere Unfälle, wie die Hindenburg - Katastrophe im Jahr 1937 führten zum Niedergang dieser Luftschiffe. Heutzutage gibt es einen „Ballon“ ist ein unpowered aerostat und ein „Luftschiff“ ist ein angetriebener ein.

A angetrieben, lenkbarer aerostat ist ein sogenannte lenkbar . Manchmal wird dieser Begriff nur auf unstarren Ballonen aufgetragen, und manchmal lenkbaren Ballon wird als die Definition eines Luftschiffs betrachtet (die dann starr oder nicht-starr sein kann). Nicht starre Luftschiffe sind durch eine aerodynamisches mäßig gasbag charakterisiert mit Rippen auf der Rückseite zu stabilisieren. Diese wurde bald bekannt als Zeppeline . Während des Zweiten Weltkriegs wurde diese Form weithin bekannt für tethered Luftballons angenommen; bei windigem Wetter, dies verringert sowohl die Belastung der Haltegurt und stabilisiert den Ballon. Der Beiname Luftschiff wurde mit der Form angenommen zusammen. In der heutigen Zeit wird jedes kleines Luftschiff oder Luftschiff ein Luftschiff genannt, obwohl ein Luftschiff als auch angetriebenen unpowered sein kann.

Schwerer als Luft - Luftfahrzeugen

Schwerer als Luft Flugzeug, wie Flugzeuge , muß einen Weg finden , Luft oder Gas nach unten zu drücken, so dass eine Reaktion auftritt (durch Newtonsche Gesetze) nach oben , das Flugzeug zu schieben. Diese dynamische Bewegung durch die Luft ist der Ursprung des Begriffs Luftfahrzeugs . Es gibt zwei Möglichkeiten , dynamische upthrust zu erzeugen: aerodynamischen Auftrieb und angetriebenen Aufzug in Form von Triebwerksschub.

Aerodynamischen Auftriebs Einbeziehung Flügel ist die häufigste, mit Starrflügler in der Luft durch die Vorwärtsbewegung der Flügel gehalten wird, und Drehflügler durch Spinnen flügeiförmigen Rotoren manchmal Drehflügel genannt. Ein Flügel ist eine flache, horizontale Oberfläche, in der Regel im Querschnitt als förmige Tragflügel . Zu fliegen, muss Luft Flügel fließt über und erzeugt Lift . Ein flexiblerer Flügel ist ein Flügel aus Gewebe oder dünnen Blatt Material hergestellt ist , oft einen starren Rahmen gespannt. A Drachen ist mit dem Masse tethered und beruht auf der Geschwindigkeit des Windes über die Flügel, die flexibel oder starr sein können, befestigt, oder Dreh.

Mit angetriebenen Aufzug lenkt das Flugzeug seine Triebwerksschubs vertikal nach unten. V / STOL Flugzeug, wie beispielsweise den Harrier Wechsel Jet und F-35B starten und landet vertikal unter Verwendung von angetriebenen Hebe- und Transfer zum aerodynamischen Auftriebs im stationären Flug.

Eine reine Raketen wird normalerweise nicht als Luftfahrzeugs anzusehen, weil es nicht für seinen Auftrieb an der Luft abhängt (und kann sogar in den Weltraum fliegen); Allerdings haben viele aerodynamischen Auftrieb Fahrzeuge von Raketenmotoren angetrieben oder unterstützt worden. Raketengetriebenen Raketen , die mit sehr hoher Geschwindigkeit aerodynamischen Auftriebs erzielt dank Luftstrom über ihre Körper sind ein Grenzfall.

Reparierter Flügel

Ein Airbus A380 , das größte Passagier weltweit airliner

Der Vorläufer des Starrflügler ist die Kite . Während ein Starrflügler auf seiner Vorwärtsgeschwindigkeit beruht Luftstrom über die Flügel zu erzeugen, ist ein Kite auf den Boden tethered und verläßt sich auf dem Wind seine Flügel Auftrieb liefern Treib über. Drachen waren die erste Art von Luftfahrzeug zu fliegen, und wurden in China erfunden um 500 v.Chr. Viel aerodynamische Forschung wurde mit Drachen vor Testflugzeug, Windkanäle getan und Computermodellierungsprogramme zur Verfügung standen .

Die erste schwerer als Luft Fertigkeit der Lage kontrollierten Freiflug waren Gleitern . Ein Schirm entworfen von George Cayley getragen im Jahr 1853 den ersten echten bemannten, kontrollierten Flug aus.

Praktische, angetrieben, Starrflügler (das Flugzeug oder Flugzeug) wurde durch erfunden Wilbur und Orville Wright . Neben dem Verfahren zum Antrieb , Starrflügler sind im Allgemeinen durch ihre charakterisiert Flügel Konfiguration . Die wichtigsten Flügel Merkmale sind:

  • Anzahl der Flügel - Eindecker , Doppeldecker , usw.
  • Wing-Support - Versteifte oder Ausleger, starr oder flexibel.
  • Flügeldraufsicht - inklusive Bildformat , Winkel fegt , und jegliche Variationen entlang der Spanne (einschließlich der wichtigen Klasse von Delta - Flügel ).
  • Standort des horizontalen Stabilisators, falls vorhanden.
  • Diederwinkel - positiv, Null oder negativ (anhedral).

Ein variable Geometrie Flugzeug während des Fluges kann seine Flügel Konfiguration ändern.

Ein Nurflügler hat keinen Rumpf, obwohl es kleine Bläschen oder Schoten haben. Das Gegenteil davon ist ein Hubkörper , die keine Flügel hat, obwohl er klein zu stabilisieren und Steuerflächen aufweisen kann.

Wing-in-Boden-Wirkung Fahrzeuge nicht Flugzeugs berücksichtigt. Sie „fliegen“ effizient nahe an der Oberfläche des Bodens oder des Wassers, wie bei herkömmlichen Flugzeugs während des Starts. Ein Beispiel dafür ist die russische ekranoplan (die „Caspian Sea Monster“ genannt). Man getriebene Luftfahrzeuge stützen sich auch auf Grund Wirkung bleiben airborne mit einem minimalen Pilot Power, aber das ist nur , weil sie so untermotorisiert-in der Tat, die Zelle ist in der Lage zu fliegen höher.

Drehflügler

Drehflügler oder Drehflügler Verwenden eines Spinnrotors mit Tragflügelquerschnitt Klingen (a Drehflügler ) Auftrieb zu sorgen. Typen umfassen Hubschrauber , Tragschrauber und verschiedene Hybride wie Gyrodynen und Verbindung Drehflügler.

Hubschrauber haben einen Rotordurch einen Motor angetriebene Welle gedreht. Der Rotor schiebt Luft nach unten Auftrieb zu erzeugen. Durch Kippenvorne dem Rotor wird die nach unten gerichtete Strömung nach hinten geneigt, Schub fürVorwärtsflugerzeugen. Einige Hubschrauber mehr als einen Rotor und ein paar haben Rotoren von Gasstrahlen an den Spitzen gedreht.

Die Tragschrauber haben unpowered Rotoren, mit einem separaten Kraftwerk Schub zu erzeugen. Der Rotor ist nach hinten geneigt. Da die Tragschraubervorne bewegt, Luft bläst nach oben über den Rotor, es drehenmachen. Diese Spinn erhöht die Geschwindigkeit der Luftströmung über den Rotor, Auftrieb zu sorgen. Rotor Drachen sind antriebslose Tragschrauber, die sievorne Geschwindigkeit oder gebunden an einen statischen Anker in Hochwind für kited Flug geschleppt zu geben.

Cyclogyros drehen ihre Flügel um eine horizontale Achse.

Verbindung Drehflügler haben Flügel , die einige oder alle des Aufzugs im Vorwärtsflug liefern. Sie werden heute als klassifiziert angetrieben Lift - Typen und nicht als Drehflügler. Kipprotor - Luftfahrzeug (wie beispielsweise das V-22 Osprey ), Kippflügel , Heckstarter und coleopter Flugzeug haben ihre Rotoren / Propeller horizontal für Senkrechtflug und vertikal für Vorwärtsflug.

Andere Verfahren des Lifts

X-24B Hubkörper.
  • Eine Hubkörper ist ein Flugzeugrumpf geformten Auftrieb zu erzeugen. Wenn es irgendwelche Flügel sind, sind sie zu klein signifikanten Auftrieb zu geben und sind nur für die Stabilität und Kontrolle verwendet. Heben Organe sind nicht effizient: sie von hohen Drag leiden, und müssen auch bei hohen Geschwindigkeit fahren genügend Auftrieb zu erzeugen zu fliegen. Viele der Forschung Prototypen wie der Martin-Marietta X-24 , die den geführt Space Shuttle , hoben Körper (obwohl das Shuttle selbst ist nicht), und einig Überschall Raketen erhalten Lift aus dem Luftstrom über einen rohrförmigen Körper.
  • Angetrieben lift Arten verlassen sich auf motor abgeleitete Lift für senkrecht startende und land ( VTOL ). Die meisten Arten Umstellung auf festen Flügel Lift für Horizontalflug. Klassen von angetriebenen Aufzugstypen umfassen VTOL JetFlugzeugen (wie der Harrier jump-Jet ) und tiltrotors (wie beispielsweise den V-22 Osprey ), unter anderem. Einige experimentellen Designs verlassen sich ganz auf Motoranlauf Lift während des gesamten Fluges zur Verfügung zu stellen, auch persönlichen Fan-Lift schweben Plattformen und Jetpacks. VTOL Forschung Designs gehören die fliegende Bedstead .
  • Das Flettner Flugzeug verwendet einen rotierenden Zylinder anstelle einem feststehenden Flügel, Erhalt Lift von dem Magnus - Effekt .
  • Der Ornithopter erlangt Schub durch die Flügel schlagen.

Waage, Größen und Geschwindigkeiten

Größen

Die kleinste Maschine ist Spielzeug und-noch geringer - Nano-Flugzeug .

Das größte Flugzeug nach Abmessungen und Volumen (Stand 2016) ist der 302 Meter lange (ca. 95 m) British Lina Airlander 10 , ein Hybrid - Luftschiff, mit Hubschraubern und Starrflügel - Funktionen, und Berichten zufolge mit Geschwindigkeiten von bis zu 90 mph ( ca. 150 km / h), und eine zerstreute Ausdauer von zwei Wochen mit einer Nutzlast von bis zu 22.050 Pfund (11 Tonnen).

Das größte Flugzeug Gewicht und größten regelmäßige Starrflügler jemals (Stand 2016) eingebaut, ist die Antonov An-225 . Der ukrainische integrierten 6-Motors Russian Transport der 1980er Jahre ist 84 m (276 Fuß) lang, mit einer 88-Meter (289 Fuß) Spannweite. Es hält den Weltrekord Nutzlast, nach 428.834 Pfund (200 Tonnen) Transport von Waren, und hat vor kurzem 100 Tonnen schwere Belastungen im Handel fliegt. Mit einem Gewicht von irgendwo zwischen 1,1 und 1,4 Millionen Pfund (550 bis 700 Tonnen) hzG, ist es auch das schwerste Flugzeug bis jetzt gebaut werden. Es kann Kreuzfahrt bei 500 Meilen pro Stunde.

Die größten militärischen Flugzeuge sind die ukrainische / russische Antonov An-124 (weltweit zweitgrößter Flugzeug, auch als Zivilisten Transport eingesetzt), und amerikanischen Lockheed C-5 Transport, Wiegen, geladen, über 765.000 Pfunde (mehr als 380 Tonnen). Der 8-Motor, Kolbe / Propeller Hughes HK-1 „ Spruce Goose “ , ein US - amerikanischer Zweite Weltkrieg hölzernes Flugboot transport mit einer größeren Spannweite (94 m / 260 Fuß) als jedes aktuelles Flugzeug und einer Schwanz-Höhe gleich die höchste (Airbus A380-800 bei 24,1 m / 78 Fuß) - flog nur ein Katzensprung in den späten 1940er Jahren, und flog nie aus der Wirkung Boden .

Die größten zivile Flugzeuge, abgesehen von den oben genannten An-225 und AN-124, das Airbus Beluga Güterverkehr Derivat der Airbus A300 jet Verkehrsflugzeugs, der Boeing Dreamlifter Güterverkehr Derivat des Boeing 747 jet Flugzeug / Transports (die 747 -200B war, bei seiner Gründung in den 1960er Jahren, das schwerste Flugzeug jemals gebaut wurde, mit einem Gewicht von maximal 836.000 Pfund (mehr als 400 Tonnen)) und der Doppelstock- Airbus A380 „Super-Jumbo“ Jet Airliner (der weltweit größte Passagier airliner ).

Geschwindigkeiten

Die am schnellsten aufgezeichnet angetriebenen Flugzeugflug und am schnellsten aufgezeichnet Flugzeugs Flug eines Luft atmenden angetriebenen Flugzeugs war der NASA X-43A Pegasus, ein Scramjet -powered, hypersonischen , Körper Heben experimentelle Forschung Flugzeugs, bei Mach 9,6 (fast 7.000 mph). Die X-43A eingestellt , dass neue Marke und brach seinen eigenen Weltrekord (von Mach 6,3, fast 5.000 Meilen pro Stunde eingestellt MÄRZ 2004) auf seiner dritten und letzten Flug am 16. November 2004.

Vor dem X-43A, die am schnellsten aufgezeichnet angetriebenen Flugzeugflug (und immer noch der Rekord für das schnellsten besetzt, angetrieben Flugzeug / am schnellsten besetzt, nicht-Raumschiff Luftfahrzeug ) war das nordamerikanische X-15A-2 , raketengetriebenes Flugzeugs an 4520 Stundenmeilen (7274 km / h), Mach 6,72, am 3. Oktober 1967 auf einem Flug erreichte er eine Höhe von 354.300 Fuß.

Das am schnellsten bekannte Herstellungs Flugzeug (andere als Raketen und Flugkörper) gegenwärtig oder früher betrieb (Stand 2016) sind:

  • Der am schnellsten Starrflügler, und am schnellsten Gleiter, ist die Space Shuttle , ein Raketengleiter Hybrid, der die Atmosphäre als fester Flügel Gleiter an über eingetragen erneut hat Mach 25 (mehr als 25 mal die Geschwindigkeit des schall etwa 17.000 mph bei Wiedereintritt in die Erdatmosphäre).
  • Das am schnellsten Militärflugzeug jemals gebaut wurde: Lockheed SR-71 , ein US - Aufklärungs Jet Starrflügler, bekannt mit Mach 3,3 (2.200 mph auf Reiseflughöhe) zu fliegen. Am 28. Juli 1976, ein SR-71 den Rekord für das schnellste und fliegenden Betrieb Flugzeug mit einem absoluten Geschwindigkeitsrekord von 2193 Stundenmeilen und einem absoluten Höhenrekord von 85.068 Fuß. Bei seinem Abgang im Januar 1990, war es die am schnellsten luftatmenden Luftfahrzeug / am schnellsten Jet - Flugzeugen in der Welt eines Rekord nach wie vor als August steht 2016.
Hinweis: Einige Quellen beziehen sich auf die oben genannte X-15 als die „am schnellsten Militärflugzeug“, weil es zum Teil ein Projekt der United States Navy und Air Force war; Allerdings wurde die X-15 nicht in nicht-experimentellen aktuellen militärischen Operationen eingesetzt.
  • Die am schnellsten aktuellen Militärflugzeugs sind die sowjetischen / russischen MiG-25 -fähigen von Mach 3,2 (2170 Stundenmeilen), auf Kosten von Motorschäden oder Mach 2,83 (1.920 mph) normal und die russischen MiG-31 E (auch in der Lage Mach 2,83 normal). Beide sind Abfangjäger Strahlflugzeuge, in aktiven Operationen als 2016.
  • Das schnellste zivile Flugzeug jemals gebaut wurde, und am schnellsten Passagierflugzeug jemals gebaut werden: die kurzen betriebene Tupolev Tu-144 Überschall- Jet Airliner (Mach 2,35, 1600 Stundenmeilen, 2587 km / h), die bei etwa Mach 2,2 bis Cruise geglaubt wurde. Die Tu-144 (offiziell 1968-1978 betätigen, nach zwei Abstürzen der kleinen Flotte Ende) wurde von seinem Rivale überlebt, die Concorde SST (Mach 2,23), ein Französisch / British Überschall- Verkehrsflugzeug, bekannt zu kreuzen bei Macht 2,02 (1.450 2003 permanent geerdet wurde, nach dem Absturz eines in den frühen 2000er Jahren mph, 2333 kmh in Reiseflughöhe), von 1976 bis zur kleinen Concorde Flotte betreiben.
  • Das schnellste zivile Flugzeug zur Zeit fliegen : die Cessna Citation Ten , einen amerikanischen Business - Jet, die Lage von Macht 0,935 (mehr als 600 mph auf Reisehöhe). Sein Rivale, der amerikanische Gulfstream 650 Business - Jet, können Mach erreichen 0,925
  • Das schnellste Verkehrsflugzeug zur Zeit fliegt die Boeing 747 , zitierte die Kreuzfahrt über Macht 0,885 (über 550 mph) fähig ist. Zuvor waren die am schnellsten die unruhige, kurzlebig Russian (UdSSR) Tupolev Tu-144 SST (Mach 2,35) und die Französisch / British Concorde SST (Mach 2,23, normalerweise bei Mach 2 Kreuzfahrt). Bevor sie die Convair CV-990 flog jet Verkehrsflugzeug von den 1960er Jahren an über 600 Meilen pro Stunde.

Antrieb

unpowered Luftfahrzeug

Gliders ist schwerer als Luft Flugzeug , das nicht Vortriebs einmal Luft beschäftigen. Abzug werden kann , indem vorne und nach unten von einer hohen Position startet, oder indem auf einer Schleppleine in die Luft gezogen wird , entweder durch einen erdgebundenen Winsch oder Fahrzeug oder dadurch angetrieben „Schlepper“ Luftfahrzeuge. Für einen Gleiter seine Vorwärtsluftgeschwindigkeit und Lift zu halten, muss es in Bezug auf die Luft (aber nicht unbedingt in Bezug auf den Boden) absteigen. Viele Gleiter können ‚schweben‘ - Verstärkung Höhe von Aufwinden wie Thermik. Die erste praktische wurde steuerbare Beispiel bestimmt und von der britischen Wissenschaftler und Pionier baute George Cayley , den viele als die erste Luftfahrtingenieur erkennen. Gängige Beispiele für Segelflugzeuge sind Segler , Drachenflieger und Paraglider .

Balloons Drift mit dem Wind, obwohl normalerweise der Pilot die Höhensteuerung kann entweder durch die Luft oder durch Erhitzen Ballast Loslassen etwas Richtungssteuerung (da die Windrichtung ändert sich mit der Höhe) zu geben. Ein Flügel-förmige hybrid Ballon kann direktional gleiten bei steigender oder fallender; aber ein sphärisch geformter Ballon nicht über solche Richtungssteuerung.

Kites sind Luftfahrzeuge, die auf den Boden oder ein anderes Objekt tethered sind (fest oder mobil) , die Spannungen in der Haltegurt oder behält Kite Linie ; sie verlassen sich auf virtuellen oder realen Wind weht über und unter ihnen Auftrieb und Widerstand zu erzeugen. Kytoons sind ballon Kite Hybriden , die so geformt sind , tethered und Kite Auslenkungen zu erhalten, und kann leichter als Luft, neutralen Auftrieb oder die schwerer als Luft.

getriebener Luftfahrzeuge

Getriebene Luftfahrzeuge hat eine oder mehr integrierten Quellen von mechanischer Energie, typischerweise Flugzeugmotoren obwohl Kautschuk und Arbeitskraft sind ebenfalls verwendet worden. Die meisten Flugzeugmotoren sind entweder leichte Kolbenmotoren oder Gasturbinen . Motor Kraftstoff wird in Tanks, in der Regel in den Flügeln gespeichert , aber größere Flugzeuge auch zusätzliche Treibstofftanks im Rumpf .

Propellermaschine

Propellermaschine einen oder mehr verwenden Propeller (-luftschrauben) Schub in Vorwärtsrichtung zu erzeugen. Der Propeller ist in der Regel vor der Stromquelle in befestigter Traktor Konfiguration kann aber dahinter in befestigt wird Drücker Konfiguration . Variationen des Propeller Layout umfassen gegenläufige Propeller und Impeller .

Viele Arten von Kraftwerken wurden verwendet Propeller zu fahren. Früh Luftschiffe Mann Macht oder gebrauchte Dampfmaschinen . Die praktischere Hubkolbenbrennkraftmaschine wurde für praktisch alle Starrflügler bis zum Gebrauch des Zweiten Weltkriegs und nach wie vor in vielen kleineren Flugzeugen verwendet wird. Einige Arten verwenden Turbinenmotoren einen Propeller in Form eines fahren Turboprop oder propfan . Muskelbetriebenes Flug erreicht wurde, sondern ein praktischen Transportmittel nicht worden ist. Unbemannte Luftfahrzeuge und Modelle haben auch Leistungsquellen , wie beispielsweise verwendet , elektrischen Motoren und Gummis.

Düsenflugzeug

Jet - Flugzeugen Verwendung Luftholen Düsentriebwerke , die in Luft ansaugen, verbrennen Brennstoff mit ihm in einer Verbrennungskammer , und beschleunigen die Abgase nach hinten Schub zur Verfügung zu stellen.

Turbojet und Turbofan - Motoren verwenden eine Spinn Turbine ein oder mehrere Lüfter anzutreiben, der zusätzlichen Schub liefern. Ein Nachbrenner eingesetzt werden , um zusätzlichen Kraftstoff in das heiße Abgas eingespritzt, vor allem auf militärische „schnellen Jets“. Die Nutzung einer Turbine ist nicht unbedingt erforderlich: andere Entwürfe , die zählen Puls - Jet und ramjet . Diese mechanisch einfachen Konstruktionen können nicht , wenn stationär arbeiten, so dass das Flugzeug muss durch ein anderes Verfahren zur Fluggeschwindigkeit gestartet werden. Weitere Varianten sind auch verwendet worden, einschließlich der Thermojet und Hybriden wie dem Pratt & Whitney J58 , die zwischen turbojet und Staustrahlbetrieb umwandeln kann.

Im Vergleich zu Propellern können Düsentriebwerke bieten wesentlich höheren Schub, höhere Geschwindigkeiten und oberhalb von etwa 40.000 Fuß (12.000 m), mehr Effizienz. Sie sind auch viel sparsamer als Raketen . Als Folge fast alle großen, Hochgeschwindigkeits- oder hochgelegenen Flugzeugmotoren Verwendung Jet.

Drehflügler

Einige Drehflügler, wie Hubschrauber , müssen einen angetriebenen Drehflügel oder Rotor , wobei die Rotorscheibe leicht nach vorn geneigt werden kann , so dass ein Anteil von seinem Hubrich nach vorne gerichtet ist . Der Rotor kann, wie ein Propeller, durch eine Vielzahl von Verfahren , wie beispielsweise einem Kolbenmotor oder eine Turbine angetrieben werden. Experimente haben auch verwendet jet Düsen an den Rotorblattspitzen .

Andere Arten von Motorflugzeugen

  • Raketengetriebene Flugzeuge gelegentlich experimentiert mit, und der Messerschmitt Komet Kämpfer selbst sah Aktion im Zweiten Weltkrieg. Seitdem haben sie zu Forschungsflugzeugs beschränkt, wie die North American X-15 , die inWeltraum reiste, wo luftatmenden Motoren nicht arbeiten können (Raketen ihre eigenen Oxidations tragen). Raketen wurden häufiger als Ergänzung zum Hauptkraftwerk, typisch für den verwendeten raketengestützten take off von schwer beladenem Flugzeug, sondern auch High-SpeeddashFähigkeit in einigen HybridDesign wie das zur Verfügung zu stellen Saunders-Roe Sr.53 .
  • Der Ornithopter erhält Schub durch die Flügel schlagen. Es hat die praktischen Einsatz in einem gefundenen Modell Habicht verwendete Beutetiere in der Stille gefrieren , so dass sie eingefangen werden können, und in Spielzeug Vögeln.

Gestaltung und Konstruktion

Luftfahrzeuge konzipiert nach vielen Faktoren wie Kunden- und Herstellernachfrage, Sicherheitsprotokolle und physische und wirtschaftliche Zwänge. Für viele Arten von Flugzeugen ist der Design - Prozess durch die nationalen Luftfahrtbehörden geregelt.

Die wichtigsten Teile eines Flugzeugs sind in der Regel in drei Kategorien unterteilt:

  • Die Struktur besteht aus den Haupttragelementen und zugehörigen Einrichtungen.
  • Das Vortriebssystem (wenn es eingeschaltet ist ) umfasst die Stromquelle und die zugehörige Ausrüstung, wie oben beschrieben.
  • Die Avionik umfassen die Steuer, Navigations- und Kommunikationssysteme, in der Regel elektrischen Charakter.

Struktur

Der Ansatz zur Baukonstruktion erhebliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Arten von Flugzeugen. Einige, wie Gleitschirme , umfassen nur flexible Materialien , die in der Spannung und stützen sich auf aerodynamischen Druck handeln , um ihre Form zu halten. Ein Ballon stützt sich in ähnlicher Weise auf internem Gasdruck kann aber auch einen starren Korb oder Gondel hat darunter geschlungen seine Nutzlast zu tragen. Frühe Flugzeuge, einschließlich Luftschiffe , die oft eingesetzt flexible dotierten Flugzeugs Gewebe bedeckt eine einigermaßen glatte Aeroshell über einen starren Rahmen gespannt zu geben. Später Flugzeug halb- beschäftigte Monocoque Techniken, wo die Haut des Flugzeugs ist steif genug , um zu teilen viele der Flucht Belastungen. In einem echten Monocoque - Design gibt es keine innere Struktur belassen.

Die wesentlichen Bauteile eines Flugzeugs davon abhängen, welche Art es sich handelt.

Aerostats

Leichter-als-Luft-Typen sind durch einen oder mehrere Gassäcke gekennzeichnet, die typischerweise mit einer Tragstruktur aus einem flexiblen Kabel oder einem starren Rahmens seinem Rumpf genannt. Andere Elemente, wie beispielsweise Motoren oder einer Gondel kann auch an der Tragstruktur befestigt werden.

Luftfahrzeugen

Airframe Diagramm für einen AgustaWestland AW101 Hubschrauber

Schwerer-als-Luft - Typen sind durch einen oder mehr Flügel und ein zentralen gekennzeichnet Rumpf . Der Rumpf typischerweise trägt auch einen Schwanz oder Leitwerk für die Stabilität und Steuerung und ein Fahrgestell für Starts und Landungen. Motoren können auf dem Rumpf oder Flügel angeordnet sein. Auf einem Starrflügler sind die Flügel starr an dem Rumpf befestigt ist , während auf einem Drehflügler die Flügel an einer rotierenden vertikalen Welle angebracht sind. Kleinere Designs verwenden manchmal flexiblem Material für einen Teil oder die Gesamtheit der Struktur gehalten wird , an Ort und Stelle entweder durch eine steife Rahmen oder durch Luftdruck. Die feststehenden Teile der Struktur bilden die Flugzeugzelle .

Avionics

Die Avionik umfassen die Flugsteuerungssysteme und zugehörige Ausrüstung, einschließlich dem Cockpit Instrumentierung, Navigation, Radar , Überwachungs- und Kommunikationssysteme .

Flugeigenschaften

Flugenveloppe

Der Flugenveloppe eines Flugzeugs bezieht sich auf seine Fähigkeiten in Bezug auf die Eigengeschwindigkeit und Auslastung oder Höhe. Der Begriff kann auch auf andere Messungen verweisen wie Manövrierfähigkeit. Wenn eine Fertigkeit gedrückt wird, zum Beispiel durch Tauchen sie bei hohen Geschwindigkeiten, ist zu sagen flogen werden außerhalb des Umschlags , etwas unsicher betrachtet.

Angebot

Die Boeing 777-200LR ist das am längsten Streckenflugzeug, die Lage , Flüge von mehr als um die halben Welt.

Der Bereich ist der Abstand zwischen einem Luftfahrzeug fliegen kann Starts und die Landung , wie durch die Zeit begrenzt , es kann Luft verbleiben.

Für ein angetriebenes Luftfahrzeug wird die Frist, die die Treibstoffmenge und die Geschwindigkeit des Verbrauchs bestimmt.

Für ein nicht angetriebenes Flugzeug wird die maximale Flugzeit von Faktoren wie Wetterbedingungen und Piloten ausdauer begrenzt. Viele Flugzeugtypen sind mit Tageslicht begrenzt, solange Luftballons durch ihre Zufuhr von Hebe Gas begrenzt sind. Die Bandbreite kann als die durchschnittliche Fahrtgeschwindigkeit durch die maximale Zeit in der Luft vermehrt werden beobachtet.

Flugdynamik

Flight Dynamik mit text.png

Flugdynamik ist die Wissenschaft des Luftfahrzeugs Orientierung und Steuerung in drei Dimensionen. Die drei kritische Flugdynamik Parameter sind die Drehwinkel rund um drei Achsen , die durch den Fahrzeugpass Schwerpunkt , bekannt als Steigung , Roll und Gier .

  • Roll ist eine Drehung um die Längsachse (entspricht dem Roll- oder Krängung eines Schiffes) , um eine Auf- und Abbewegung der Flügelspitzen gemessen durch die Roll- oder Querneigungswinkel zu geben.
  • Stellplatz ist eine Drehung um die Achse horizontal seitwärts Auf-Ab - Bewegung der Flugzeug Nase geben durch den gemessene Anstellwinkel .
  • Yaw ist eine Drehung um die vertikale Achse eine Seite-zu-Seite-Bewegung der Nase bekannt als Schiebewinkel zu geben.

Flight Dynamik beschäftigt sich mit der Stabilität und Kontrolle eines Dreh des Flugzeugs über jede dieser Achsen.

Stabilität

Ein Flugzeug, das unstabil ist dazu neigt, von der aktuellen Flugbahn abweichen und so ist schwer zu fliegen. Ein sehr stabiles Flugzeug neigt dazu, auf seinem aktuellen Flugweg zu bleiben und ist schwer zu manövrieren-so ist es wichtig, für jedes Design des gewünschten Grad an Stabilität zu erreichen. Da die weit verbreitete Nutzung von digitalen Rechnern ist es immer häufiger für Designs inhärent instabil zu sein und dich auf computergestützte Steuerungssystemen künstliche Stabilität zu sorgen.

Ein feststehender Flügel ist typischerweise unstabil in Nick-, Roll- und Gier. Nick- und Gier - Stabilitäten von herkömmlichen festen Flügeln Konstruktionen erfordern horizontale und vertikale Stabilisatoren , die auf einem Pfeil in ähnlicher Weise auf die Federn wirken. Diese Stabilisierungs Flächen Gleichgewicht der aerodynamischen Kräfte ermöglichen und die zur Stabilisierung Flugdynamik von Tonhöhe und Gieren . Sie werden in der Regel an der Heckseite (montiert Leitwerk ), obwohl in dem Canard - Layout, der Hauptflügel achtern die Canard Foreplane pechStabilisator ersetzt. Tandem Flügel und Nurflügelflugzeug auf derselben Allgemeinen stützen Stabilität zu erreichen, die achtern Oberfläche ist , um die Stabilisierung ein.

Ein Drehflügler ist typischerweise unstabil in Gier-, einen vertikalen Stabilisator erfordern.

Ein Ballon ist typischerweise sehr stabil in Stampfen und Rollen aufgrund der Art, die Nutzlast unterhalb aufgehängt ist.

Steuerung

Flugsteuerflächen aktivieren den Piloten des Flugzeugs an eine Steuerung Fluglage und sind in der Regel Teil des Flügels oder befestigt an oder einstückig mit der Stabilisierungsfläche zugeordnet. Ihre Entwicklung war ein entscheidender Fortschritt in der Geschichte des Luftfahrzeuge, die mußte bis zu diesem Zeitpunkt im Flug unkontrollierbar gewesen.

Luft -und Raumfahrt - Ingenieure entwickeln Steuerungssysteme für ein Fahrzeug der Ausrichtung (Haltung) um seine Mitte der Masse . Die Steuersysteme enthalten Aktoren, die in verschiedenen Richtungen Kräfte ausüben, und erzeugen Drehkräfte oder Momente über das aerodynamische Zentrum des Flugzeugs, und daher drehen sich das Luftfahrzeug in Nick-, Roll- oder Gier. Zum Beispiel kann ein Kippmoment ist eine vertikale Kraft in einem Abstand aufgetragen vorwärts oder achtern von dem aerodynamischen Mittelpunkt des Flugzeugs, so dass das Flugzeug bis nicken oder unten. Die Steuersysteme werden manchmal auch zu erhöhen oder zu verringern ziehen, zum Beispiel verwendet , um das Flugzeug auf eine sichere Geschwindigkeit für die Landung zu verlangsamen.

Die beiden wichtigsten aerodynamischen Kräfte , die auf jedem Flugzeug wirkenden Auftrieb in der Luft zu unterstützen und ziehen ihre Bewegung gegenüberliegt. Steuerung Flächen oder andere Techniken können auch diese Kräfte direkt zu beeinflussen , verwendet werden, ohne eine Drehung induziert wird .

Auswirkungen der für Luftfahrzeuge

Luftfahrzeug Genehmigung Fern, High - Speed - Reise und kann eine mehr sein sparsamer in einigen Fällen Transportart. Luftfahrzeug hat Umwelt- und Klimaauswirkungen über Kraftstoffeffizienzüberlegungen, aber. Sie sind auch relativ laut im Vergleich zu anderen Formen des Reisens und große Höhe Flugzeug erzeugen Kondensstreifen , die experimentelle Beweis schlägt vor , können Muster Wetter ändern .

Verwendet für den Flugzeugbau

Flugzeuge werden in verschiedenen Arten optimiert für verschiedene Anwendungen produziert; Militärflugzeuge , die nicht nur Kampfformen einschließt , aber viele Arten von Flugzeugen zu unterstützen und zivile Luftfahrzeuge , die alle nicht-militärische Typen umfassen, experimentellen und Modell.

Militär

Boeing B-17E im Flug

Ein Militärflugzeug ist der Luftfahrzeuge, die von einem juristischen oder aufständischem bewaffneten Dienst jeglicher Art betätigt wird. Militärflugzeuge können entweder Kampf oder Nicht-Kampf sein:

  • Kampfflugzeuge sind Flugzeuge konstruiert , um feindliche Geräte mit eigener Aufrüstung zu zerstören. Kampfflugzeuges dividieren grob in Kämpfern und Bombern , mit mehreren dazwischen Arten wie Jabos und Erdkampfflugzeug (einschließlich Angriffshubschrauber ).
  • Nicht-Kampfflugzeuge sind nicht für den Kampf als ihre Hauptfunktion konzipiert, kann aber auch Waffen zur Selbstverteidigung tragen. Nicht-Kampf - Rollen schließen Suche und Rettung, Aufklärung, Beobachtung, Verkehr, Ausbildung und Luftbetankung . Diese Flugzeuge sind oft Varianten von zivilen Luftfahrzeugen.

Die meisten militärischen Flugzeuge sind schwerer als Luft Arten mit Strom versorgt. Andere Arten wie Segelflugzeuge und Luftballons sind auch als Militärflugzeugen verwendet worden sind ; wurden zum Beispiel Luftballons für die Beobachtung während der verwendete Sezessionskrieg und Weltkrieg und Militärsegelflugzeuge wurden verwendet , während des Zweiten Weltkriegs Truppen zu landen.

Bürgerlich

Zivile Luftfahrzeuge divide in kommerziellen und allgemeinen Typen, jedoch gibt es einige Überschneidungen.

Verkehrsflugzeug umfasst Arten entworfen für Linien- und Charter - Airline Flüge, Mitfahren, Post und andere Fracht . Die größeren Passagierflugzeugen sind die Typen, von denen die größten befindet Luftfahrzeug Großraum- . Einige der kleineren Typen sind auch in verwendete allgemeine Luftfahrt und einige der größeren Typen werden eingesetzt als VIP - Flugzeuge .

General Aviation ist ein catch-all andere Arten von Deckung privater und gewerblicher Nutzung sowie die Einbeziehung einer breiten Palette von Flugzeugtypen wie (wo der Pilot nicht für Zeit oder Kosten bezahlt wird) Business - Jets (bizjets) , Trainer , Eigenbau , Gleitern , Warbirds und Heißluftballons nur einige zu nennen. Die überwiegende Mehrheit von Luftfahrzeugen sind heute allgemeine Luftfahrt - Typen.

Experimental

Ein experimentelles Flugzeug ist eine , die im Flug völlig erwiesen, oder dass trägt eine FAA nicht spezielles Lufttüchtigkeitszeugnis genannt ein experimentelles Zertifikat. Oft bedeutet dies , dass die Maschine neu Luft- und Raumfahrt - Technologien prüft, wenn der Begriff bezieht sich auch auf Amateur- und Bausatz integrierte Flugzeug, von denen viele auf bewährte Konstruktionen basieren.

Ein Modellflugzeug, mit einem Gewicht von sechs Gramm

Modell

Ein Modellflugzeug ist ein kleines unbemanntes Typ gemacht zum Vergnügen, für Static Display, für aerodynamische Forschung oder für andere Zwecke zu fliegen. Ein maßstabsgetreues Modell ist eine Nachbildung eines größeren Designs.

Siehe auch

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Themen

 

Verweise

  • Gunston, Bill (1987). Janes Luft- Dictionary 1987 . London, England: Publishing Company Limited Janes. ISBN  978-0710603654 .

Externe Links

Geschichte

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