Нашите редактори ще прегледат подаденото от вас и ще определят дали да преразгледат статията.
Самолет, също наричан самолет или самолет, всеки от клас самолети с неподвижно крило, който е по-тежък от въздуха, задвижван от винтово витло или високоскоростна струя и поддържан от динамичната реакция на въздуха срещу крилата му. За сметка на развитието на самолета и появата на гражданската авиация вижте историята на полета.
Основните компоненти на самолета са система от крила, която да го поддържа в полет, опашни повърхности за стабилизиране на крилата, подвижни повърхности за контрол на поведението на самолета в полет и електроцентрала, осигуряваща тягата, необходима за прокарване на превозното средство през въздух. Трябва да се предвиди опора на самолета, когато той е в покой на земята и по време на излитане и кацане. Повечето самолети разполагат със затворено тяло (фюзелаж) за настаняване на екипажа, пътниците и товара; пилотската кабина е зоната, от която пилотът управлява органите за управление и инструментите за управление на самолета.
Принципи на полета и експлоатацията на самолета
Аеродинамика
Самолетът в право ускорен полет има четири сили, действащи върху него. (При полет при завъртане, гмуркане или катерене влизат в действие допълнителни сили.) Тези сили са вдигане, сила, действаща нагоре; съпротивление, забавяща сила на съпротивлението за повдигане и на триенето на самолета, движещ се във въздуха; тегло, ефектът, който гравитацията има върху самолета; и тягата, силата, действаща напред, осигурена от задвижващата система (или, в случай на неподвижен самолет, чрез използване на гравитацията, за да преобразува височината в скорост). Плъзгането и теглото са елементи, присъщи на всеки обект, включително самолет. Повдигането и тягата са изкуствено създадени елементи, създадени да позволят на самолета да лети.
Разбирането на повдигането първо изисква разбиране на аеродинамично крило, което е конструкция, предназначена да получи реакция върху повърхността му от въздуха, през който се движи. Ранните аеродинамични профили обикновено са имали малко повече от леко извита горна повърхност и плоска долна повърхност. През годините аеродинамичните крила са адаптирани да отговарят на променящите се нужди. Към 20-те години на ХХ в. Аеродинамичните профили обикновено имат заоблена горна повърхност, като най-голямата височина се достига в първата трета на хордата (ширината). С течение на времето, както горната, така и долната повърхност бяха извити в по-голяма или по-малка степен и най-дебелата част на аеродинамичния профил постепенно се премести назад. Тъй като скоростите на въздуха нарастваха, имаше изискване за много плавно преминаване на въздуха през повърхността, което беше постигнато в ламинарния поток, където извивката беше по-назад, отколкото диктуваше съвременната практика. Свръхзвуковият самолет изискваше още по-драстични промени във формите на аеродинамичните профили, като някои загубиха закръглеността, по-рано свързана с крило, и имаха двойна клиновидна форма.
Придвижвайки се във въздуха, крилото на крилото получава реакция, полезна за полет, от въздуха, преминаващ над повърхността му. (По време на полета крилото на крилото обикновено произвежда най-голямо количество повдигане, но витлата, повърхностите на опашката и фюзелажа също функционират като крила и генерират различни количества повдигане.) През 18 век швейцарският математик Даниел Бернули открива, че ако скоростта на въздуха се увеличава в определена точка на профила, налягането на въздуха се намалява. Въздухът, течащ по извитата горна повърхност на крилото на крилото, се движи по-бързо от въздуха, течащ по долната повърхност, намалявайки налягането отгоре. По-високото налягане отдолу изтласква (повдига) крилото до зоната с по-ниско налягане. Едновременно въздухът, течащ по долната страна на крилото, се отклонява надолу, осигурявайки еднаква и противоположна реакция на Нютон и допринасяйки за общото повдигане.
Повдигането, което генерира аеродинамичен профил, също се влияе от неговия „ъгъл на атака“ - т.е. ъгълът му спрямо вятъра. Както повдигането, така и ъгълът на атака могат да бъдат незабавно демонстрирани, ако са груби, като се държи ръката през прозореца на движещ се автомобил. Когато ръката е обърната плоско към вятъра, се усеща голямо съпротивление и се генерира малко „повдигане“, тъй като зад ръката има бурна област. Съотношението между повдигане и плъзгане е ниско. Когато ръката се държи успоредно на вятъра, има много по-малко съпротивление и се генерира умерено количество повдигане, турбуленцията се изглажда и има по-добро съотношение на повдигане към влачене. Ако обаче ръката се завърти леко, така че предният й ръб да се повдигне до по-висок ъгъл на атака, генерирането на лифт ще се увеличи. Това благоприятно увеличаване на съотношението повдигане/влачене ще създаде тенденция ръката да „лети“ нагоре и отново. Колкото по-голяма е скоростта, толкова по-голямо ще бъде повдигането и плъзгането. По този начин общото повдигане е свързано с формата на профила, ъгъла на атака и скоростта, с която крилото преминава през въздуха.
Тежестта е сила, която действа противоположно на повдигане. По този начин дизайнерите се опитват да направят самолета възможно най-лек. Тъй като всички конструкции на въздухоплавателни средства имат тенденция към увеличаване на теглото по време на процеса на разработка, съвременните авиокосмически екипи разполагат със специалисти в областта, контролиращи теглото от началото на проектирането. Освен това пилотите трябва да контролират общото тегло, което въздухоплавателното средство може да носи (в пътниците, горивото и товара), както в количество, така и в местоположение. Разпределението на теглото (т.е. управлението на центъра на тежестта на самолета) е толкова важно аеродинамично, колкото и количеството тегло, което се носи.
Тягата, действащата напред сила, се противопоставя на плъзгането, както повдигането се противопоставя на тежестта. Тягата се получава чрез ускоряване на масата на околния въздух до скорост, по-голяма от скоростта на самолета; еднаквата и противоположна реакция е самолетът да се придвижи напред. При бутални или турбовинтови самолети тягата произтича от задвижващата сила, причинена от въртенето на витлото, с остатъчна тяга, осигурена от изпускателната тръба. В реактивен двигател тягата произтича от задвижващата сила на въртящите се лопатки на компресиращ въздух турбина, която след това се разширява чрез изгаряне на въведеното гориво и се изчерпва от двигателя. В самолет с ракетно задвижване тягата се получава от еднаквата и противоположна реакция на изгарянето на ракетното гориво. В планер височина, постигната чрез механични, орографски или термични техники, се превръща в скорост чрез гравитацията.
Действието в непрекъсната опозиция на тягата е съпротивление, което има два елемента. Паразитното съпротивление е това, причинено от устойчивост на формата (поради форма), триене на кожата, смущения и всички други елементи, които не допринасят за повдигане; индуцирано съпротивление е това, създадено в резултат на генерирането на повдигане.
Паразитното съпротивление се увеличава с увеличаване на въздушната скорост. За повечето полети е желателно цялото съпротивление да бъде намалено до минимум и поради тази причина значително внимание се отделя на рационализиране на формата на самолета чрез елиминиране на възможно най-голяма структура, предизвикваща съпротивление (например, затваряне на пилотската кабина с навес, прибиране на колесника, използване на нитове за измиване и боядисване и полиране на повърхности). Някои по-малко очевидни елементи на съпротивление включват относителното разположение и площта на фюзелажа и крилото, двигателя и повърхностите на оградата; пресечната точка на крилата и повърхностите на опашката; неволното изтичане на въздух през конструкцията; използването на излишен въздух за охлаждане; и използването на отделни форми, които причиняват локално разделяне на въздушния поток.
Индуцираното съпротивление се причинява от онзи елемент на въздуха, отклонен надолу, който не е вертикален спрямо траекторията на полета, но е леко наклонен назад от него. С увеличаване на ъгъла на атака се увеличава и влаченето; в критична точка ъгълът на атака може да стане толкова голям, че въздушният поток се нарушава над горната повърхност на крилото и повдигането се губи, докато съпротивлението се увеличава. Това критично състояние се нарича сергия.
Повдигането, плъзгането и сривът се различават по различен начин от формата на формата на крилата. Елиптично крило като това, използвано на изтребителя Supermarine Spitfire от Втората световна война, например, макар и идеално аеродинамично в дозвуков самолет, има по-нежелан модел на срив от обикновено правоъгълно крило.
Аеродинамиката на свръхзвуковия полет е сложна. Въздухът е сгъстим и с увеличаване на скоростите и надморската височина скоростта на въздушния поток над въздухоплавателното средство започва да надвишава скоростта на въздухоплавателното средство във въздуха. Скоростта, с която тази свиваемост въздейства на самолет, се изразява като съотношение между скоростта на самолета и скоростта на звука, наречено число на Мах, в чест на австрийския физик Ернст Мах. Критичното число на Мах за самолет е определено като това, при което в някаква точка на самолета въздушният поток е достигнал скоростта на звука.