flyvemaskine - Airplane

Et fly eller et fly (uformelt fly ) er et fly med faste vinger , der drives fremad af tryk fra en jetmotor , propel eller raketmotor . Fly kommer i en række forskellige størrelser, former og vingekonfigurationer . Det brede spektrum af anvendelser for fly omfatter rekreation , transport af varer og mennesker, militær og forskning. På verdensplan transporterer kommerciel luftfart mere end fire milliarder passagerer årligt med fly og transporterer mere end 200 milliarderton - kilometer gods årligt, hvilket er mindre end 1 % af verdens godsbevægelser. De fleste fly er fløjet af en pilot om bord på flyet, men nogle er designet til at være fjern- eller computerstyrede såsom droner.

De brødrene Wright opfandt og fløj det første fly i 1903, er anerkendt som "den første vedvarende og kontrolleret tungere-end-luft drevne flyvning". De byggede på George Cayleys værker fra 1799, da han fremsatte konceptet med det moderne fly (og senere byggede og fløj modeller og succesrige passagertransporterende svævefly ). Mellem 1867 og 1896 studerede den tyske pioner inden for menneskelig luftfart Otto Lilienthal også flyvning, der var tungere end luften. Efter dets begrænsede brug i Første Verdenskrig fortsatte flyteknologien med at udvikle sig. Fly havde en tilstedeværelse i alle de store kampe under Anden Verdenskrig . Det første jetfly var det tyske Heinkel He 178 i 1939. Det første jetfly , de Havilland Comet , blev introduceret i 1952. Boeing 707 , det første bredt succesrige kommercielle jetfly, var i kommerciel drift i mere end 50 år, fra kl. 1958 til mindst 2013.

Etymologi og brug

Først attesteret på engelsk i slutningen af ​​det 19. århundrede (før den første vedvarende motordrevne flyvning), stammer ordet flyvemaskine ligesom flyvemaskine fra det franske fly , som kommer fra det græske ἀήρ ( aēr ), "luft" og enten latin planus , "niveau", eller græsk πλάνος ( planos ), "vandrende". " Aeroplane " refererede oprindeligt kun til vingen, da det er et fly, der bevæger sig gennem luften. I et eksempel på synecdoche kom ordet for vingen til at henvise til hele flyet.

I USA og Canada bruges udtrykket "fly" om motordrevne fly med faste vinger. I Det Forenede Kongerige og det meste af Commonwealth udtrykket "fly" ( / ɛər ə p l eɪ n / ) er normalt anvendes til disse fly.

Historie

Forgænger

Mange historier fra antikken involverer flugt, såsom den græske legende om Icarus og Daedalus og Vimana i gamle indiske epos . Omkring 400 f.Kr. i Grækenland var Archytas kendt for at have designet og bygget det første kunstige, selvkørende flyvende apparat, en fugleformet model drevet af en stråle af, hvad der sandsynligvis var damp, som siges at have fløjet omkring 200 m (660 fod) . Denne maskine kan have været suspenderet på grund af sin flyvning.

Nogle af de tidligste registrerede forsøg med svævefly var dem af den andalusiske og arabisksprogede digter Abbas ibn Firnas fra det 9. århundrede og den engelske munk Eilmer fra Malmesbury fra det 11. århundrede ; begge eksperimenter sårede deres piloter. Leonardo da Vinci forskede i fugles vingedesign og designede et menneskedrevet fly i hans Codex on the Flight of Birds (1502), hvor han for første gang bemærkede forskellen mellem massecentrum og trykcentrum for flyvende fugle.

I 1799 fremsatte George Cayley konceptet med det moderne fly som en flyvemaskine med faste vinger med separate systemer til løft, fremdrift og kontrol. Cayley byggede og flyvende modeller af fastvingede fly så tidligt som 1803, og han byggede en vellykket passager-transporterer svævefly i 1853. I 1856, franskmanden Jean-Marie Le Bris gjort den første powered fly, ved at have sin svævefly "L' Albatros artificiel" trukket af en hest på en strand. Så lavede russeren Alexander F. Mozhaisky også nogle innovative designs. I 1883 foretog amerikaneren John J. Montgomery en kontrolleret flyvning i et svævefly. Andre flyvere, der foretog lignende flyvninger på det tidspunkt, var Otto Lilienthal , Percy Pilcher og Octave Chanute .

Sir Hiram Maxim byggede et fartøj, der vejede 3,5 tons, med et 110 fod (34 m) vingefang, der blev drevet af to 360-hestekræfter (270 kW) dampmaskiner, der drev to propeller. I 1894 blev hans maskine testet med overliggende skinner for at forhindre den i at rejse sig. Testen viste, at den havde løft nok til at tage af. Håndværket var ukontrollerbart, hvilket Maxim, det formodes, indså, fordi han efterfølgende opgav arbejdet med det.

I 1890'erne forskede Lawrence Hargrave i vingestrukturer og udviklede en kassedrage, der løftede vægten af ​​en mand. Hans design af boxdrager blev bredt vedtaget. Selvom han også udviklede en type roterende flymotor, skabte og fløj han ikke et motordrevet fastvinget fly.

Mellem 1867 og 1896 udviklede den tyske pioner inden for menneskelig luftfart Otto Lilienthal en flyvning, der var tungere end luften. Han var den første person, der foretog veldokumenterede, gentagne, vellykkede svæveflyvninger.

Tidlige drevne flyvninger

Franskmanden Clement Ader konstruerede sin første af tre flyvemaskiner i 1886, Éole . Det var et flagermus-lignende design, drevet af en letvægts dampmaskine af hans egen opfindelse, med fire cylindre, der udviklede 20 hestekræfter (15  kW ), og drev en fire-blads propel . Motoren vejede ikke mere end 4 kilogram pr. kilowatt (6,6 lb/hk). Vingerne havde et spænd på 14 m (46 fod). Den samlede vægt var 300 kg (660 lb). Den 9. oktober 1890 forsøgte Ader at flyve Éole . Luftfartshistorikere giver æren for denne indsats som et drevet start og ukontrolleret hop på cirka 50 m (160 fod) i en højde på cirka 200 mm (7,9 tommer). Aders to efterfølgende maskiner var ikke dokumenteret at have opnået flugt.

De amerikanske Wright-brødres flyvninger i 1903 er anerkendt af Fédération Aéronautique Internationale (FAI), standard- og registreringsorganet for aeronautik , som "den første vedvarende og kontrollerede tungere-end-luft-drevne flyvning". I 1905 var Wright Flyer III i stand til fuldt kontrollerbar, stabil flyvning i betydelige perioder. Wright-brødrene krediterede Otto Lilienthal som en stor inspiration for deres beslutning om at forfølge bemandet flyvning.

I 1906 foretog brasilianeren Alberto Santos-Dumont , hvad der blev hævdet at være den første flyflyvning uden hjælp fra katapult, og satte den første verdensrekord anerkendt af Aéro-Club de France ved at flyve 220 meter (720 fod) på mindre end 22 sekunder. Denne flyvning blev også certificeret af FAI.

Et tidligt flydesign, der samlede den moderne monoplan- traktorkonfiguration, var Blériot VIII- designet fra 1908. Det havde bevægelige haleflader, der kontrollerer både krøjning og hældning, en form for rulningskontrol leveret enten ved vingedrejning eller af skevrider og styret af dens pilot med et joystick og rorstang. Det var en vigtig forgænger for hans senere Blériot XI Channel- krydsende fly fra sommeren 1909.

Første Verdenskrig tjente som en prøveplads for brugen af ​​flyet som et våben. Fly demonstrerede deres potentiale som mobile observationsplatforme, og viste sig derefter at være krigsmaskiner, der var i stand til at forårsage tab for fjenden. Den tidligste kendte luftsejr med et synkroniseret maskingeværbevæbnet jagerfly fandt sted i 1915 af den tyske Luftstreitkräfte Leutnant Kurt Wintgens . Fighter-esser dukkede op; den største (efter antal Aerial Combat-sejre) var Manfred von Richthofen .

Efter første verdenskrig fortsatte flyteknologien med at udvikle sig. Alcock og Brown krydsede Atlanterhavet non-stop for første gang i 1919. De første internationale kommercielle flyvninger fandt sted mellem USA og Canada i 1919.

Fly havde en tilstedeværelse i alle de store kampe under Anden Verdenskrig . De var en væsentlig bestanddel af periodens militære strategier, såsom den tyske Blitzkrieg , Slaget om Storbritannien og de amerikanske og japanske hangarskibskampagner under Stillehavskrigen .

Udvikling af jetfly

Det første praktiske jetfly var det tyske Heinkel He 178 , som blev testet i 1939. I 1943 gik Messerschmitt Me 262 , det første operationelle jetjagerfly, i drift i det tyske Luftwaffe . I oktober 1947 var Bell X-1 det første fly, der oversteg lydens hastighed.

Det første jetfly , de Havilland Comet , blev introduceret i 1952. Boeing 707 , det første bredt succesrige kommercielle jetfly, var i kommerciel drift i mere end 50 år, fra 1958 til 2010. Boeing 747 var verdens største passagerfly fra 1970 til den blev overgået af Airbus A380 i 2005.

Fremdrift

Propel

En flypropel , eller luftskrue , konverterer roterende bevægelse fra en motor eller anden kraftkilde til en hvirvlende slipstrøm, som skubber propellen fremad eller bagud. Den omfatter et roterende motordrevet nav, hvortil der er fastgjort adskillige blade med radial bæreflade , således at hele samlingen roterer om en længdeakse. Tre typer luftfartsmotorer, der bruges til at drive propeller, omfatter stempelmotorer (eller stempelmotorer), gasturbinemotorer og elektriske motorer . Mængden af ​​tryk, en propel skaber, bestemmes af dens skiveareal - det område, hvor bladene roterer. Hvis arealet er for lille, er effektiviteten dårlig, og hvis arealet er stort, skal propellen rotere med meget lav hastighed for at undgå at gå overlyd og skabe en masse støj og ikke meget tryk. På grund af denne begrænsning foretrækkes propeller til fly, der rejser med under Mach 0,6, mens jetfly er et bedre valg over denne hastighed.

Stempelmotor

Stempelmotorer i fly har tre hovedvarianter, radial , in-line og flad eller vandret modsat motor . Radialmotoren er en forbrændingsmotorkonfiguration af frem- og tilbagegående type, hvor cylindrene "stråler" udad fra et centralt krumtaphus som egerne på et hjul og blev almindeligvis brugt til flymotorer, før gasturbinemotorer blev fremherskende. En inline-motor er en frem- og tilbagegående motor med cylindrerækker, den ene bag hinanden, snarere end rækker af cylindre, hvor hver bank har et hvilket som helst antal cylindre, men sjældent mere end seks, og kan være vandkølet. En flad motor er en forbrændingsmotor med vandret modsatte cylindre.

Gasturbine

En turboprop-gasturbinemotor består af et indtag, kompressor, forbrændingskammer, turbine og en fremdriftsdyse, som giver kraft fra en aksel gennem en reduktionsgear til propellen. Fremdrivningsdysen giver en relativt lille del af det tryk, der genereres af en turboprop.

Elektrisk motor

Et elektrisk fly kører på elektriske motorer i stedet for forbrændingsmotorer , hvor elektriciteten kommer fra brændselsceller , solceller , ultrakondensatorer , power beaming eller batterier . I øjeblikket er flyvende elektriske fly for det meste eksperimentelle prototyper, inklusive bemandede og ubemandede luftfartøjer , men der er allerede nogle produktionsmodeller på markedet.

Jet

Jetfly drives frem af jetmotorer , som bruges, fordi propellernes aerodynamiske begrænsninger ikke gælder for jetfremdrift. Disse motorer er meget kraftigere end en stempelmotor for en given størrelse eller vægt og er forholdsvis støjsvage og fungerer godt i større højder. Varianter af jetmotoren inkluderer ramjet og scramjet , som er afhængige af høj lufthastighed og indsugningsgeometri til at komprimere forbrændingsluften før indføring og antændelse af brændstof. Raketmotorer giver fremdrift ved at brænde et brændstof med et oxidationsmiddel og udstøde gas gennem en dyse.

Turbofan

De fleste moderne jetfly bruger turbofan jetmotorer, som balancerer fordelene ved en propel, mens de bevarer udstødningshastigheden og kraften fra en jet. Dette er i det væsentlige en kanalpropel, der er fastgjort til en jetmotor, ligesom en turboprop, men med en mindre diameter. Når den er installeret på et passagerfly, er den effektiv, så længe den forbliver under lydens hastighed (eller subsonisk). Jetjagere og andre supersoniske fly , der ikke bruger ret meget tid på supersonisk, bruger også ofte turbofans, men for at fungere er der behov for luftindsugningskanaler for at bremse luften, så når den ankommer foran på turbofanen, er den subsonisk . Når den passerer gennem motoren, accelereres den derefter tilbage til supersoniske hastigheder. For yderligere at øge effektydelsen dumpes brændstof i udstødningsstrømmen, hvor det antændes. Dette kaldes en efterbrænder og er blevet brugt på både rene jetfly og turbojetfly , selvom det normalt kun bruges på kampfly på grund af mængden af ​​forbrugt brændstof, og selv da må det kun bruges i korte perioder. Supersoniske passagerfly (f.eks. Concorde ) er ikke længere i brug, hovedsagelig fordi flyvning med supersonisk hastighed skaber en lydboom , som er forbudt i de fleste tætbefolkede områder, og på grund af det meget højere brændstofforbrug, supersonisk flyvning kræver.

Jetfly har høje marchhastigheder (700–900 km/t eller 430–560 mph) og høje hastigheder til start og landing (150–250 km/t eller 93–155 mph). På grund af den nødvendige hastighed til start og landing, bruger jetfly flapper og forkantsanordninger til at kontrollere løft og hastighed. Mange jetfly bruger også thrust reversere til at bremse flyet ved landing.

Ramjet

En ramjet er en form for jetmotor, der ikke indeholder større bevægelige dele og kan være særlig nyttig i applikationer, der kræver en lille og enkel motor til højhastighedsbrug, såsom med missiler. Ramjets kræver fremadgående bevægelse, før de kan generere fremdrift og bruges derfor ofte i forbindelse med andre former for fremdrift eller med et eksternt middel til at opnå tilstrækkelig hastighed. Den Lockheed D-21 var en Mach 3 + ramjet-drevne rekognosceringsdrone der blev opsendt fra en forælder fly . En ramjet bruger køretøjets fremadgående bevægelse til at tvinge luft gennem motoren uden at ty til turbiner eller skovle. Brændstof tilsættes og antændes, som opvarmer og udvider luften for at give stød.

Scramjet

En scramjet er en supersonisk ramjet, og bortset fra forskelle med at håndtere intern supersonisk luftstrøm fungerer den som en konventionel ramjet. Denne type motor kræver en meget høj starthastighed for at fungere. Den X-43A , en eksperimentel ubemandet scramjet, sætte en verdensrekord hastighedsrekord i 2004 for en jet-drevne fly med en hastighed på Mach 9,7, næsten 12.100 kilometer i timen (7500 mph).

Raket

I Anden Verdenskrig indsatte tyskerne det Me 163 Komet raketdrevne fly . Det første fly, der brød lydmuren i planflyvning, var et raketfly - Bell X-1 . Den senere nordamerikanske X-15 slog mange hastigheds- og højderekorder og lagde meget af grunden til senere fly- og rumfartøjsdesign. Raketfly er ikke i almindelig brug i dag, selvom raketstøttede starter bruges til nogle militærfly. Nylige raketfly inkluderer SpaceShipTwo og dem, der er udviklet til Rocket Racing League .

Der er mange raketdrevne fly/rumfartøjer, rumflyene , som er designet til at flyve uden for Jordens atmosfære.

Design og fremstilling

De fleste fly er konstrueret af virksomheder med det formål at producere dem i mængde til kunder. Design- og planlægningsprocessen, herunder sikkerhedstests, kan vare op til fire år for små turboprops eller længere for større fly.

Under denne proces fastlægges målene og designspecifikationerne for flyet. Først bruger byggefirmaet tegninger og ligninger, simuleringer, vindtunneltest og erfaring til at forudsige flyets adfærd. Computere bruges af virksomheder til at tegne, planlægge og lave indledende simuleringer af flyet. Små modeller og mockups af hele eller visse dele af flyet testes derefter i vindtunneller for at verificere dets aerodynamik.

Når designet har gennemgået disse processer, konstruerer virksomheden et begrænset antal prototyper til test på jorden. Repræsentanter fra et luftfartsstyrende agentur foretager ofte en første flyvning. Flyvetestene fortsætter, indtil flyet har opfyldt alle kravene. Derefter bemyndiger landets styrende offentlige luftfartsmyndighed virksomheden til at begynde produktionen.

I USA er dette agentur Federal Aviation Administration (FAA), og i Den Europæiske Union, European Aviation Safety Agency (EASA). I Canada er det offentlige organ, der har ansvaret for og godkender masseproduktionen af ​​fly, Transport Canada .

Når en del eller komponent skal sammenføjes ved svejsning til praktisk talt enhver luft- eller forsvarsanvendelse, skal den opfylde de strengeste og mest specifikke sikkerhedsforskrifter og standarder. Nadcap , eller National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program stiller globale krav til kvalitet, kvalitetsstyring og kvalitetssikring af for rumfartsteknik.

Ved internationalt salg er det også nødvendigt med en tilladelse fra det offentlige luftfarts- eller transportorgan i det land, hvor flyet skal bruges. For eksempel skal fly fremstillet af det europæiske selskab, Airbus , være certificeret af FAA for at kunne flyves i USA, og fly fremstillet af USA-baserede Boeing skal godkendes af EASA for at kunne flyves i EU.

Reguleringer har resulteret i reduceret støj fra flymotorer som reaktion på øget støjforurening fra vækst i lufttrafikken over byområder nær lufthavne.

Små fly kan designes og konstrueres af amatører som hjemmebyggede. Andre hjemmebyggede fly kan samles ved hjælp af præfabrikerede sæt af dele, der kan samles til et grundplan og derefter skal færdiggøres af bygherren.

Få virksomheder producerer fly i stor skala. Men produktionen af ​​et fly for en virksomhed er en proces, der faktisk involverer snesevis eller endda hundredvis af andre virksomheder og fabrikker, der producerer de dele, der går ind i flyet. For eksempel kan én virksomhed stå for produktionen af ​​landingsstellet, mens en anden står for radaren. Produktionen af ​​sådanne dele er ikke begrænset til den samme by eller det samme land; i tilfælde af store flyfremstillingsvirksomheder kan sådanne dele komme fra hele verden.

Delene sendes til flyselskabets hovedfabrik, hvor produktionslinjen er placeret. I tilfælde af store fly kan produktionslinjer dedikeret til samling af visse dele af flyet eksistere, især vingerne og flykroppen.

Når det er færdigt, bliver et fly grundigt inspiceret for at søge efter ufuldkommenheder og defekter. Efter godkendelse fra inspektører, bliver flyet sat igennem en række flyvetests for at sikre, at alle systemer fungerer korrekt, og at flyet håndterer korrekt. Efter at have bestået disse tests, er flyet klar til at modtage de "sidste touchups" (intern konfiguration, maling osv.), og er derefter klar til kunden.

Egenskaber

Flyskrog

De strukturelle dele af et fastvinget fly kaldes flyskroget. De tilstedeværende dele kan variere alt efter flyets type og formål. Tidlige typer var normalt lavet af træ med stofvingeoverflader. Da motorer blev tilgængelige for motordrevne flyvninger for omkring hundrede år siden, var deres monteringer lavet af metal. Efterhånden som hastigheden steg, blev flere og flere dele metal, indtil der ved slutningen af ​​2. verdenskrig var fly af metal i metal. I moderne tid er der i stigende grad brugt kompositmaterialer .

Typiske strukturelle dele omfatter:

• En eller flere store vandrette vinger , ofte med en aerofolie -tværsnitsform. Vingen afbøjer luften nedad, når flyet bevæger sig fremad, og genererer løftekraft til at støtte det under flyvningen. Vingen giver også stabilitet i rulning for at forhindre flyet i at rulle til venstre eller højre under jævn flyvning.

• En skrog , en lang, tynd krop, normalt med tilspidsede eller afrundede ender for at gøre dens form aerodynamisk glat. Flykroppen slutter sig til de andre dele af flyskroget og indeholder normalt vigtige ting såsom pilot, nyttelast og flyvesystemer.
• En lodret stabilisator eller finne er en lodret vingelignende overflade, der er monteret bagerst i flyet og typisk rager ud over det. Finnen stabiliserer flyets krøjning (drej til venstre eller højre) og monterer roret , som styrer dets rotation langs denne akse.
• En vandret stabilisator eller haleplan , normalt monteret ved halen nær den lodrette stabilisator. Den vandrette stabilisator bruges til at stabilisere flyets pitch (tilt op eller ned) og monterer elevatorerne , som giver pitch-kontrol.
• Landingsstel , et sæt hjul, glidesko eller flydere, der understøtter flyet, mens det er på overfladen. På vandfly støtter bunden af ​​flykroppen eller flyderne (pontoner) den, mens den er på vandet. På nogle fly trækkes landingsstellet tilbage under flyvning for at reducere luftmodstanden.

Vinger

Vingerne på et fly med faste vinger er statiske planer, der strækker sig på begge sider af flyet. Når flyet kører fremad, strømmer luft over vingerne, som er formet til at skabe løft. Denne form kaldes en bæreflade og er formet som en fuglevinge.

Vinge struktur

Flyvemaskiner har fleksible vingeoverflader, som strækkes hen over en ramme og gøres stive af de løftekræfter, som luftstrømmen udøver over dem. Større fly har stive vingeoverflader, som giver ekstra styrke.

Uanset om de er fleksible eller stive, har de fleste vinger en stærk ramme for at give dem deres form og til at overføre løft fra vingeoverfladen til resten af ​​flyet. De vigtigste strukturelle elementer er en eller flere sparre, der løber fra rod til spids, og mange ribber, der løber fra den forreste (forreste) til den bageste (bageste) kant.

Tidlige flymotorer havde ringe kraft, og lethed var meget vigtig. Også tidlige bærefladesektioner var meget tynde og kunne ikke have en stærk ramme installeret indeni. Så indtil 1930'erne var de fleste vinger for lette til at have nok styrke, og udvendige afstivningsstag og wirer blev tilføjet. Da den tilgængelige motorkraft steg i løbet af 1920'erne og 30'erne, kunne vingerne gøres tunge og stærke nok til, at afstivning ikke var nødvendig mere. Denne type uafstivede vinge kaldes en cantilever-vinge.

Vinge konfiguration

Vingernes antal og form varierer meget på forskellige typer. Et givet vingeplan kan være fuldt spænd eller opdelt af en central skrog i bagbord (venstre) og styrbord (højre) vinger. Lejlighedsvis er der blevet brugt endnu flere vinger, hvor den trefløjede triplan opnåede en vis berømmelse i WWI. Den firefløjede quadruplane og andre flerplansdesign har haft ringe succes.

Et monoplan har et enkelt vingeplan, et biplan har to stablet over hinanden, en tandemvinge har to placeret efter hinanden. Da den tilgængelige motorkraft steg i løbet af 1920'erne og 30'erne, og afstivning ikke længere var nødvendig, blev den uafstivede eller udkragede monoplan den mest almindelige form for motordrevet type.

Vingen planform er formen set ovenfra. For at være aerodynamisk effektiv skal en vinge være lige med et langt spænd fra side til side, men have en kort korde (højt billedformat ). Men for at være strukturelt effektiv, og dermed let vægt, skal en vinge have et kort spænd, men stadig nok areal til at give løft (lavt billedformat).

Ved transoniske hastigheder (nær lydens hastighed ) hjælper det at feje vingen bagud eller fremad for at reducere modstanden fra supersoniske chokbølger, når de begynder at dannes. Den fejede vinge er blot en lige vinge, der er fejet bagud eller fremad.

Den delta fløj er en trekant form, der kan anvendes af flere grunde. Som en fleksibel Rogallo-vinge tillader den en stabil form under aerodynamiske kræfter og bruges derfor ofte til ultralette fly og endda drager . Som en supersonisk vinge kombinerer den høj styrke med lavt luftmodstand og bruges derfor ofte til hurtige jetfly.

En vinge med variabel geometri kan ændres under flyvningen til en anden form. Den variable sweep-vinge forvandler sig mellem en effektiv lige konfiguration til start og landing til en low-drag sweept konfiguration til højhastighedsflyvning. Andre former for variabel planform er blevet fløjet, men ingen er gået ud over forskningsstadiet.

Fuselage

En skrog er en lang, tynd krop, normalt med tilspidsede eller afrundede ender for at gøre dens form aerodynamisk glat. Flykroppen kan indeholde flyvebesætningen , passagerer, last eller nyttelast , brændstof og motorer. Piloterne af bemandede fly betjener dem fra et cockpit placeret forrest eller i toppen af ​​flykroppen og udstyret med betjeningselementer og normalt vinduer og instrumenter. Et fly kan have mere end én skrog, eller det kan være udstyret med bomme med halen placeret mellem bommene for at tillade, at den yderste bagende af skroget kan være nyttig til en række forskellige formål.

Vinger vs. kroppe

Flyvende vinge

En flyvende vinge er et haleløst fly, som ikke har nogen bestemt skrog . Det meste af besætningen, nyttelasten og udstyret er anbragt inde i hovedvingestrukturen.

Den flyvende vingekonfiguration blev studeret indgående i 1930'erne og 1940'erne, især af Jack Northrop og Cheston L. Eshelman i USA, og Alexander Lippisch og Horten-brødrene i Tyskland. Efter krigen var flere eksperimentelle design baseret på flyvende vingekonceptet, men de kendte vanskeligheder forblev uoverskuelige. En vis generel interesse fortsatte indtil begyndelsen af ​​1950'erne, men design gav ikke nødvendigvis en stor fordel i rækkevidde og gav adskillige tekniske problemer, hvilket førte til vedtagelsen af ​​"konventionelle" løsninger som Convair B-36 og B-52 Stratofortress . På grund af det praktiske behov for en dyb vinge, er flyvende vingekonceptet mest praktisk til design i området langsom til mellemhastighed, og der har været konstant interesse for at bruge det som et taktisk luftløfterdesign .

Interessen for flyvende vinger blev fornyet i 1980'erne på grund af deres potentielt lave radarreflektionstværsnit . Stealth-teknologi er afhængig af former, som kun reflekterer radarbølger i bestemte retninger, hvilket gør flyet svært at opdage, medmindre radarmodtageren er i en bestemt position i forhold til flyet - en position, der ændrer sig kontinuerligt, når flyet bevæger sig. Denne tilgang førte til sidst til Northrop B-2 Spirit stealth bombefly. I dette tilfælde er de aerodynamiske fordele ved den flyvende vinge ikke de primære behov. Men moderne computerstyrede fly-by-wire- systemer gjorde det muligt at minimere mange af de aerodynamiske ulemper ved den flyvende vinge, hvilket gav et effektivt og stabilt langtrækkende bombefly.

Blandet vinge krop

Blended wing body-fly har en flad og aerofolieformet krop, som producerer det meste af løftet for at holde sig selv oppe, og distinkte og separate vingestrukturer, selvom vingerne er jævnt blandet med kroppen.

Blandede fly med vingekroppe inkorporerer således designtræk fra både et futuristisk skrogdesign og et flyvende vingedesign. De påståede fordele ved den blandede vingekropstilgang er effektive højløftende vinger og en bred bærefladeformet krop. Dette gør det muligt for hele fartøjet at bidrage til liftgenerering med resultatet af potentielt øget brændstoføkonomi.

Løftende krop

Et løftelegeme er en konfiguration, hvor kroppen selv producerer løft . I modsætning til en flyvende vinge , som er en vinge med minimal eller ingen konventionel skrog , kan et løftelegeme opfattes som et skrog med lidt eller ingen konventionel vinge. Mens en flyvende vinge søger at maksimere krydstogtseffektiviteten ved subsoniske hastigheder ved at eliminere ikke-løftende overflader, minimerer løftelegemer generelt modstanden og strukturen af ​​en vinge til subsonisk, supersonisk og hypersonisk flyvning, eller rumfartøjers genindtræden . Alle disse flyveregimer udgør udfordringer for korrekt flyvestabilitet. Løftelegemer var et stort forskningsområde i 1960'erne og 70'erne som et middel til at bygge et lille og let bemandet rumfartøj. USA byggede flere berømte raketfly med løftelegeme for at teste konceptet, såvel som adskillige raketopsendte re-entry-fartøjer, der blev testet over Stillehavet. Interessen faldt, da det amerikanske luftvåben mistede interessen for den bemandede mission, og den store udvikling sluttede under designprocessen for rumfærgen, da det blev klart, at de stærkt formede flykroppe gjorde det vanskeligt at montere brændstoftank.

Empennage og forplan

Den klassiske aerofoilsektionsvinge er ustabil under flyvning og svær at kontrollere. Typer med fleksible vinger er ofte afhængige af en ankerline eller vægten af ​​en pilot, der hænger nedenunder, for at opretholde den korrekte holdning. Nogle fritflyvende typer bruger en tilpasset bæreflade, der er stabil, eller andre geniale mekanismer, herunder senest elektronisk kunstig stabilitet.

For at opnå stabilitet og kontrol har de fleste fastvingede typer en empennage bestående af en finne og ror, der virker vandret og et haleplan og elevator, der virker lodret. Disse kontrolflader kan typisk trimmes for at aflaste kontrolkræfterne for forskellige stadier af flyvningen. Dette er så almindeligt, at det er kendt som det konventionelle layout. Nogle gange kan der være to eller flere finner, fordelt langs haleplanet.

Nogle typer har et vandret " canard "-forplan foran hovedfløjen i stedet for bagved. Dette forfly kan bidrage til løft, trimning eller kontrol af flyet, eller til flere af disse.

Kontrol og instrumenter

Flyvemaskiner har komplekse flyvekontrolsystemer . Hovedkontrollerne gør det muligt for piloten at dirigere flyet i luften ved at kontrollere indstillingen (rulle, hældning og krøjning) og motorkraft.

På bemandede fly giver cockpitinstrumenter information til piloterne, herunder flyvedata , motoreffekt , navigation, kommunikation og andre flysystemer, der kan installeres.

Sikkerhed

Når risikoen måles ved dødsfald pr. passagerkilometer, er flyrejser cirka 10 gange sikrere end rejser med bus eller tog. Men når man bruger statistikken over dødsfald pr. rejse, er flyrejser betydeligt farligere end rejser i bil, tog eller bus. Flyrejseforsikring er relativt dyr af denne grund - forsikringsselskaber bruger generelt statistikken over dødsfald pr. rejse. Der er en væsentlig forskel mellem sikkerheden for passagerfly og mindre privatflys sikkerhed, hvor per-mile-statistikken indikerer, at passagerfly er 8,3 gange sikrere end mindre fly.

Miljømæssig påvirkning

Som alle aktiviteter, der involverer forbrænding , frigiver fossilbrændstofdrevne fly sod og andre forurenende stoffer i atmosfæren. Der produceres også drivhusgasser som kuldioxid (CO ₂ ). Derudover er der miljøpåvirkninger, der er specifikke for fly: f.eks.

• Flyvemaskiner, der opererer i store højder nær tropopausen (hovedsageligt store jetfly ) udsender aerosoler og efterlader kontrailer , som begge kan øge cirrusskydannelsen - skydække kan være steget med op til 0,2% siden luftfartens fødsel.
• Fly, der opererer i store højder nær tropopausen, kan også frigive kemikalier, der interagerer med drivhusgasser i disse højder, især nitrogenforbindelser , som interagerer med ozon, hvilket øger ozonkoncentrationerne.
• De fleste lette stempelfly brænder avgas , som indeholder tetraethylbly (TEL). Nogle stempelmotorer med lavere kompression kan fungere på blyfri mogas og turbinemotorer, og dieselmotorer - som ingen af ​​dem kræver bly - bruges på nogle nyere lette fly . Nogle ikke-forurenende lette elektriske fly er allerede i produktion.

En anden miljøpåvirkning fra fly er støjforurening , hovedsageligt forårsaget af fly, der starter og lander.

Se også

• Flyvemekanik
• Luftfart
• Brændstofeffektivitet
• Liste over højderekorder nået af forskellige flytyper
• Rotorfartøj

Referencer

Bibliografi

• Blatner, David. Den flyvende bog: Alt, hvad du nogensinde har undret dig over at flyve på flyvemaskiner . ISBN  0-8027-7691-4

eksterne links

• Flycentret
• Airliners.net
• Aerospaceweb.org
• Sådan fungerer fly – Howstuffworks.com