Kulit pesawat. Memotong, menjahit, meregangkan dan mengencangkan kain penutup elemen pesawat terbang dan pesawat layang

- (“Proyektil udara”) Pesawat Mozhaisky, menggambar dari buku karya V. D. Spitsin “Aeronautical ... Wikipedia

pesawat terbang- pesawat yang lebih berat dari udara dengan sayap yang menghasilkan gaya angkat aerodinamis selama pergerakan, dan pembangkit listrik yang menciptakan daya dorong untuk terbang di atmosfer. Bagian utama pesawat: sayap (satu atau dua), badan pesawat, ekor, roda pendarat... Ensiklopedia teknologi

Pesawat Boldyrev- Foto Produsen Sayap Tinggi Tipe Pesawat Boldyrev, Kepala Desainer MAI A. I. Boldyrev ... Wikipedia

Bahan pelapis- cangkang yang membentuk permukaan luar pesawat terbang. Pesawat modern menggunakan struktur “kerja” kaku yang secara bersamaan menyerap beban aerodinamis eksternal dan beban dalam bentuk lentur dan puntir... ... Ensiklopedia teknologi

PERSEGI- (1) kulit terluar dari bahan padat yang menutupi pesawat terbang, helikopter, kapal, dll. untuk memberikan bentuk yang ramping, melindungi berbagai struktur yang menonjol, memberikan ketahanan udara atau air yang paling sedikit terhadap pergerakan teknis... ... Ensiklopedia Politeknik Besar

Pesawat tanker- Pengisian bahan bakar dalam penerbangan adalah operasi pemindahan bahan bakar dari satu pesawat ke pesawat lainnya selama penerbangan. Daftar Isi 1 Sejarah 2 Arti dan Penerapan 3 Sistem pengisian bahan bakar lintas udara ... Wikipedia

pelapisan Ensiklopedia "Penerbangan"

pelapisan- Beras. 1. Beban yang bekerja pada kulit sayap. cangkang kulit yang membentuk permukaan luar pesawat terbang. Pesawat modern menggunakan sistem optik yang "berfungsi" kaku yang secara bersamaan mendeteksi... ... Ensiklopedia "Penerbangan"

pelapisan- Dan; hal. marga. wajan, itu. vkam; Dan. 1. ke Selubung. 2. Sesuatu yang diselubungi, dirapikan pinggirannya; perbatasan, tepi. Lengan dengan garis merah. Lapisi dengan hiasan bulu. Satin o. keliman. 3. Sesuatu yang permukaannya ditutupi, dilapisi kain, diselubungi. (papan,... ... kamus ensiklopedis

Pesawat terbang adalah pesawat terbang, yang tanpanya saat ini mustahil membayangkan pergerakan orang dan barang dalam jarak jauh. Pengembangan desain pesawat modern, serta penciptaan elemen-elemen individualnya, tampaknya merupakan tugas yang penting dan bertanggung jawab. Hanya insinyur berkualifikasi tinggi dan spesialis khusus yang diperbolehkan melakukan pekerjaan ini, karena kesalahan kecil dalam perhitungan atau cacat produksi akan berakibat fatal bagi pilot dan penumpang. Bukan rahasia lagi bahwa setiap pesawat memiliki badan pesawat, sayap penahan beban, unit daya, sistem kendali multi-arah, serta perangkat lepas landas dan pendaratan.

Informasi yang disajikan di bawah ini mengenai fitur desain komponen pesawat akan menarik bagi orang dewasa dan anak-anak yang terlibat dalam pengembangan desain model pesawat, serta elemen individu.

Badan pesawat

Bagian utama pesawat adalah badan pesawat. Elemen struktural lainnya melekat padanya: sayap, ekor dengan sirip, roda pendaratan, dan di dalamnya terdapat kabin kendali, komunikasi teknis, penumpang, kargo, dan awak pesawat. Badan pesawat dirakit dari elemen penahan beban memanjang dan melintang, diikuti dengan selubung logam (dalam versi mesin ringan - kayu lapis atau plastik).

Saat merancang badan pesawat, persyaratannya adalah berat struktur dan karakteristik kekuatan maksimum. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan prinsip-prinsip berikut:

Badan pesawat dibuat dengan bentuk yang mengurangi hambatan pada massa udara dan mendorong timbulnya gaya angkat. Volume dan dimensi pesawat harus ditimbang secara proporsional;
Saat mendesain, susunan elemen kulit dan kekuatan tubuh yang paling padat disediakan untuk meningkatkan volume berguna badan pesawat;
Mereka fokus pada kesederhanaan dan keandalan pengikatan segmen sayap, peralatan lepas landas dan pendaratan, dan pembangkit listrik;
Tempat untuk mengamankan kargo, menampung penumpang, dan bahan habis pakai harus memastikan pengikatan dan keseimbangan pesawat yang andal dalam berbagai kondisi pengoperasian;

Lokasi awak pesawat harus menyediakan kondisi untuk kenyamanan pengendalian pesawat, akses ke navigasi dasar dan instrumen kendali dalam situasi ekstrim;
Selama masa perawatan pesawat, dimungkinkan untuk secara bebas mendiagnosis dan memperbaiki komponen dan rakitan yang rusak.

Kekuatan badan pesawat harus mampu menahan beban pada berbagai kondisi penerbangan, antara lain:

beban pada titik pemasangan elemen utama (sayap, ekor, roda pendarat) selama mode lepas landas dan mendarat;
selama masa penerbangan, menahan beban aerodinamis, dengan memperhatikan gaya inersia berat pesawat, pengoperasian unit, dan fungsi peralatan;
penurunan tekanan di bagian pesawat yang tertutup rapat, yang terus-menerus terjadi selama kelebihan beban penerbangan.

Jenis utama konstruksi badan pesawat meliputi badan pesawat datar, satu dan dua lantai, lebar dan sempit. Badan pesawat tipe balok telah terbukti dan digunakan, termasuk opsi tata letak yang disebut:

Selubung - desain tidak termasuk segmen yang terletak memanjang, penguatan terjadi karena bingkai;
Spar - elemen memiliki dimensi yang signifikan, dan beban langsung jatuh padanya;
Stringer - memiliki bentuk asli, luas dan penampang lebih kecil dibandingkan versi spar.

Penting! Distribusi beban yang seragam di seluruh bagian pesawat dilakukan karena kerangka bagian dalam badan pesawat, yang diwakili oleh sambungan berbagai elemen daya di sepanjang struktur.

Desain sayap

Sayap adalah salah satu elemen struktural utama pesawat terbang, yang menyediakan daya angkat untuk terbang dan bermanuver di massa udara. Sayap digunakan untuk menampung perangkat lepas landas dan pendaratan, unit daya, bahan bakar, dan perlengkapan lainnya. Karakteristik operasional dan penerbangan sebuah pesawat bergantung pada kombinasi yang tepat antara berat, kekuatan, kekakuan struktural, aerodinamis, dan pengerjaan.

Bagian utama sayap adalah daftar elemen berikut:

Lambung yang dibentuk dari spar, stringer, ribs, plating;
Bilah dan penutup memastikan lepas landas dan mendarat dengan mulus;
Pencegat dan aileron - melalui mereka pesawat dikendalikan di wilayah udara;
Penutup rem dirancang untuk mengurangi kecepatan gerakan saat mendarat;
Tiang diperlukan untuk memasang unit daya.

Diagram gaya struktur sayap (keberadaan dan lokasi bagian-bagian yang terkena beban) harus memberikan ketahanan yang stabil terhadap gaya puntir, geser, dan tekukan produk. Ini termasuk elemen memanjang dan melintang, serta kelongsong luar.

Elemen melintang termasuk tulang rusuk;
Elemen memanjang diwakili oleh tiang, yang dapat berbentuk balok monolitik dan mewakili rangka. Mereka terletak di seluruh volume bagian dalam sayap. Berpartisipasi dalam memberikan kekakuan pada struktur ketika terkena gaya lentur dan lateral di semua tahap penerbangan;
Stringer juga diklasifikasikan sebagai elemen memanjang. Penempatannya berada di sepanjang sayap sepanjang seluruh bentang. Bekerja sebagai kompensator tegangan aksial terhadap beban lentur sayap;
Tulang rusuk adalah elemen penempatan melintang. Strukturnya terdiri dari rangka dan balok tipis. Memberikan profil pada sayap. Memberikan kekakuan permukaan sambil mendistribusikan beban yang seragam selama pembuatan bantalan udara penerbangan, serta memasang unit daya;
Kulit membentuk sayap, memberikan daya angkat aerodinamis maksimal. Bersama dengan elemen struktural lainnya, ini meningkatkan kekakuan sayap dan mengimbangi beban eksternal.

Klasifikasi sayap pesawat terbang dilakukan tergantung pada ciri desain dan derajat pengoperasian kulit luar, antara lain:

Tipe spar. Mereka dicirikan oleh sedikit ketebalan kulit, membentuk kontur tertutup dengan permukaan bagian samping.
Tipe monoblok. Beban eksternal utama didistribusikan ke permukaan kulit tebal, diamankan dengan seperangkat stringer yang besar. Kelongsongnya bisa monolitik atau terdiri dari beberapa lapisan.

Penting! Penyambungan bagian-bagian sayap dan pengikatannya selanjutnya harus memastikan transmisi dan distribusi momen lentur dan torsi yang timbul dalam berbagai kondisi pengoperasian.

Mesin pesawat

Berkat peningkatan terus-menerus pada unit tenaga penerbangan, perkembangan konstruksi pesawat modern terus berlanjut. Penerbangan pertama tidak dapat berlangsung lama dan dilakukan secara eksklusif dengan satu pilot justru karena tidak ada mesin bertenaga yang mampu mengembangkan gaya traksi yang diperlukan. Selama periode yang lalu, penerbangan menggunakan jenis mesin pesawat berikut:

Uap. Prinsip operasinya adalah mengubah energi uap menjadi gerak maju, disalurkan ke baling-baling pesawat. Karena efisiensinya yang rendah, pesawat ini digunakan dalam waktu singkat pada model pesawat pertama;
Mesin piston adalah mesin standar dengan pembakaran bahan bakar internal dan transmisi torsi ke baling-baling. Ketersediaan manufaktur dari material modern memungkinkan penggunaannya hingga saat ini pada model pesawat tertentu. Efisiensinya tidak lebih dari 55,0%, tetapi keandalan yang tinggi dan kemudahan perawatan membuat mesin ini menarik;

Reaktif. Prinsip operasinya didasarkan pada konversi energi pembakaran bahan bakar penerbangan menjadi daya dorong yang diperlukan untuk penerbangan. Saat ini, jenis mesin ini paling banyak diminati dalam konstruksi pesawat terbang;
Turbin gas. Mereka bekerja berdasarkan prinsip pemanasan batas dan kompresi gas pembakaran bahan bakar yang bertujuan untuk memutar unit turbin. Mereka banyak digunakan dalam penerbangan militer. Digunakan di pesawat seperti Su-27, MiG-29, F-22, F-35;
turboprop. Salah satu pilihan untuk mesin turbin gas. Namun energi yang diperoleh selama pengoperasian diubah menjadi energi penggerak baling-baling pesawat. Sebagian kecilnya digunakan untuk membentuk jet dorong. Terutama digunakan dalam penerbangan sipil;
turbofan. Ditandai dengan efisiensi tinggi. Teknologi yang digunakan untuk injeksi udara tambahan untuk pembakaran bahan bakar yang sempurna memastikan efisiensi pengoperasian maksimum dan keamanan lingkungan yang tinggi. Mesin seperti itu telah menemukan penerapannya dalam pembuatan pesawat besar.

Penting! Daftar mesin yang dikembangkan oleh perancang pesawat tidak terbatas pada daftar di atas. Pada waktu yang berbeda, upaya dilakukan untuk menciptakan berbagai variasi unit daya. Pada abad terakhir, pekerjaan bahkan dilakukan pada pembangunan mesin nuklir untuk kepentingan penerbangan. Prototipe diuji di Uni Soviet (TU-95, AN-22) dan Amerika Serikat (Convair NB-36H), tetapi ditarik dari pengujian karena tingginya bahaya lingkungan dalam kecelakaan penerbangan.

Kontrol dan sinyal

Kompleks peralatan di dalam pesawat, perangkat komando dan aktuator pesawat disebut kontrol. Perintah diberikan dari kabin penerbang dan dilaksanakan oleh unsur sayap pesawat dan bulu ekor. Berbagai jenis pesawat menggunakan jenis sistem kendali yang berbeda: manual, semi-otomatis, dan otomatis penuh.

Kontrol, apapun jenis sistem kontrolnya, dibagi sebagai berikut:

Kontrol dasar, yang mencakup tindakan yang bertanggung jawab untuk menyesuaikan kondisi penerbangan, memulihkan keseimbangan longitudinal pesawat dalam parameter yang telah ditentukan, ini termasuk:

tuas yang dikendalikan langsung oleh pilot (roda, elevator, horizon, panel perintah);
komunikasi untuk menghubungkan tuas kendali dengan elemen aktuator;
perangkat pelaksana langsung (aileron, stabilisator, sistem spoiler, penutup, bilah).

Kontrol tambahan digunakan selama mode lepas landas atau mendarat.

Saat menggunakan kendali manual atau semi-otomatis pada pesawat, pilot dapat dianggap sebagai bagian integral dari sistem. Hanya dia yang dapat mengumpulkan dan menganalisis informasi tentang posisi pesawat, indikator muatan, kesesuaian arah penerbangan dengan data yang direncanakan, dan mengambil keputusan yang sesuai dengan situasi.

Untuk memperoleh informasi yang obyektif tentang situasi penerbangan dan keadaan komponen pesawat, pilot menggunakan kelompok instrumen, sebut saja yang utama:

Aerobatik dan digunakan untuk keperluan navigasi. Menentukan koordinat, posisi horizontal dan vertikal, kecepatan, simpangan linier. Mereka mengontrol sudut serang sehubungan dengan aliran udara yang datang, pengoperasian perangkat giroskopik, dan banyak parameter penerbangan yang sama pentingnya. Pada model pesawat modern, keduanya digabungkan menjadi satu sistem penerbangan dan navigasi;
Untuk mengontrol pengoperasian unit daya. Mereka memberi pilot informasi tentang suhu dan tekanan minyak dan bahan bakar penerbangan, laju aliran campuran kerja, jumlah putaran poros engkol, indikator getaran (takometer, sensor, termometer, dll.);
Untuk memantau fungsi peralatan tambahan dan sistem pesawat terbang. Mereka termasuk seperangkat alat ukur, yang elemen-elemennya terletak di hampir semua bagian struktural pesawat (pengukur tekanan, indikator konsumsi udara, penurunan tekanan di kabin tertutup bertekanan, posisi penutup, perangkat penstabil, dll.);
Untuk menilai keadaan atmosfer sekitar. Parameter utama yang diukur adalah suhu udara luar, tekanan atmosfer, kelembaban, dan indikator kecepatan pergerakan massa udara. Barometer khusus dan alat ukur lain yang disesuaikan digunakan.

Penting! Alat ukur yang digunakan untuk memantau kondisi mesin dan lingkungan luar dirancang khusus dan disesuaikan untuk kondisi pengoperasian yang sulit.

Sistem lepas landas dan pendaratan 2280

Lepas landas dan mendarat dianggap sebagai periode kritis selama pengoperasian pesawat. Selama periode ini, beban maksimum terjadi pada seluruh struktur. Hanya roda pendaratan yang dirancang dengan andal yang dapat menjamin akselerasi yang dapat diterima untuk lepas landas dan sentuhan lembut pada permukaan landasan pendaratan. Dalam penerbangan, mereka berfungsi sebagai elemen tambahan untuk menguatkan sayap.

Desain model sasis yang paling umum diwakili oleh elemen-elemen berikut:

penyangga lipat, mengkompensasi beban lot;
peredam kejut (grup), memastikan kelancaran pengoperasian pesawat saat bergerak di sepanjang landasan, mengkompensasi guncangan saat bersentuhan dengan tanah, dapat dipasang bersama dengan peredam stabilizer;
penyangga, yang berfungsi sebagai penguat kekakuan struktur, dapat disebut batang, terletak secara diagonal terhadap rak;
lintasan yang melekat pada struktur badan pesawat dan sayap roda pendaratan;
mekanisme orientasi - untuk mengontrol arah pergerakan di jalur;
sistem penguncian yang memastikan rak terpasang pada posisi yang diperlukan;
silinder yang dirancang untuk memanjangkan dan memendekkan roda pendaratan.

Berapa banyak roda yang dimiliki pesawat terbang? Jumlah roda ditentukan tergantung pada model, berat dan tujuan pesawat. Yang paling umum adalah penempatan dua rak utama dengan dua roda. Model yang lebih berat adalah tiang tiga (terletak di bawah haluan dan sayap), tiang empat - dua tiang utama dan dua tiang pendukung tambahan.

Video

Desain pesawat yang dijelaskan hanya memberikan gambaran umum tentang komponen struktural utama dan memungkinkan kita untuk menentukan tingkat pentingnya setiap elemen selama pengoperasian pesawat. Studi lebih lanjut memerlukan pelatihan teknik yang mendalam, pengetahuan khusus tentang aerodinamika, kekuatan material, hidrolika dan peralatan listrik. Di perusahaan manufaktur pesawat terbang, masalah ini ditangani oleh orang-orang yang telah menjalani pelatihan dan pelatihan khusus. Anda bisa mempelajari sendiri semua tahapan pembuatan pesawat terbang, namun untuk melakukannya Anda harus bersabar dan siap menimba ilmu baru.

Evolusi desain badan pesawat beralih dari versi awal struktur rangka kayu, melalui cangkang monokok, hingga cangkang semi-monokok modern.

Struktur rangka. Kerugian utama dari struktur rangka adalah kurangnya bentuk yang ramping. Desainnya didasarkan pada bagian tabung yang disebut spar. Dilas bersama-sama, mereka membentuk kerangka yang diperkuat dengan baik. Kurung vertikal dan horizontal dilas ke bagian samping, sehingga struktur tersebut memperoleh penampang persegi atau persegi panjang. Braket tambahan ditambahkan ke struktur untuk memberikan ketahanan terhadap tekanan eksternal yang mungkin timbul dari sisi mana pun dari struktur. Stringer dan bingkai (atau rusuk tambahan) menciptakan bentuk badan pesawat dan menopang kulit.

Seiring kemajuan teknologi, para desainer mulai menutupi elemen rangka untuk memberikan bentuk badan pesawat yang lebih ramping dan meningkatkan kinerja aerodinamisnya. Awalnya ini dilakukan dengan menggunakan kain. Selanjutnya, logam ringan (aluminium) mulai digunakan. Dalam beberapa kasus, kulit luar dapat menampung seluruh atau sebagian besar muatan penerbangan. Kebanyakan pesawat modern menggunakan struktur kulit penahan beban yang dikenal sebagai monocoque atau semi-monocoque (Gambar 2-14).

Monokok. Konstruksi monocoque menggunakan kulit penahan beban yang, seperti sisi kaleng aluminium, memikul hampir seluruh beban. Karena cukup kaku, struktur seperti itu tidak merespon dengan baik terhadap deformasi permukaannya. Misalnya, kaleng aluminium dapat menahan beban yang signifikan jika beban tersebut jatuh pada bagian tepinya. Namun jika permukaan samping kaleng sedikit saja berubah bentuk, tekanan sekecil apa pun dapat menghancurkan kaleng tersebut.

Karena kenyataan bahwa sebagian besar beban lentur jatuh pada kulit luar, dan bukan pada rangka rangka terbuka, kebutuhan akan perkuatan internal struktur menjadi hilang. Hal ini memungkinkan Anda mengurangi bobotnya dan menambah ruang internal.Salah satu metode asli penggunaan monocoque pertama kali diusulkan oleh insinyur Amerika Jack Northrop. Pada tahun 1918, ia mengembangkan metode baru untuk membuat badan pesawat monocoque, yang kemudian digunakan untuk membuat pesawat Lockheed S-1 Racer. Desainnya terdiri dari dua bagian cangkang kayu lapis, yang direkatkan ke lingkaran stringer kayu. Untuk membuat bagiannya, perancang menggunakan tiga potong besar kayu lapis cemara, yang direndam dalam lem dan ditempatkan dalam cetakan beton setengah lingkaran menyerupai bak mandi. Cetakan kemudian ditutup dengan penutup yang rapat, dan bola karet digelembungkan di dalamnya, yang menekan kayu lapis ke permukaan cetakan. Sehari kemudian, cangkangnya yang halus dan rata sudah siap. Kedua bagiannya memiliki ketebalan tidak lebih dari 6 milimeter.

Karena kesulitan dalam produksi industri, monocoque menyebar luas hanya beberapa dekade kemudian. Saat ini konstruksi monokok banyak digunakan dalam industri otomotif, dimana konstruksi monokok menjadi standar industri secara de facto.

Semi-monokok. Desain semi-monocoque (sebagian atau setengah monocoque) menggunakan struktur tambahan yang dipasangi kulit pesawat. Terdiri dari rangka dan/atau rusuk dengan berbagai ukuran, serta stringer, struktur ini memperkuat kulit penahan beban, sehingga mengurangi sebagian beban lentur dari badan pesawat. Bagian utama badan pesawat juga menampung titik pemasangan sayap dan pelindung panas.

Pada pesawat bermesin tunggal, mesin biasanya dipasang di bagian depan badan pesawat. Sekat tahan api dipasang di antara dinding belakang mesin dan kabin pilot untuk melindungi pilot dan penumpang jika terjadi kebakaran mendadak di dalam mesin. Biasanya terbuat dari bahan tahan panas (misalnya baja tahan karat). Namun, belakangan ini material komposit semakin banyak digunakan dalam konstruksi pesawat terbang. Beberapa pesawat seluruhnya terbuat dari bahan-bahan tersebut.

Konstruksi komposit. Cerita. Penggunaan material komposit dalam konstruksi pesawat dimulai selama Perang Dunia II. Saat itulah fiberglass mulai digunakan dalam produksi badan pesawat pembom strategis B-29. Pada akhir tahun 50-an, bahan ini mulai banyak digunakan dalam pembuatan pesawat layang. Pada tahun 1965, pesawat pertama yang seluruhnya terbuat dari fiberglass disertifikasi. Itu adalah pesawat layang Diamond HBV buatan Swiss. Empat tahun kemudian, pesawat Windecker Eagle yang seluruhnya terbuat dari fiberglass, empat kursi, dan bermesin tunggal disertifikasi di Amerika Serikat. Saat ini, lebih dari sepertiga pesawat di dunia terbuat dari material komposit.

Material komposit adalah konsep yang luas. Bahan-bahan tersebut antara lain fiberglass, serat karbon, serat Kevlar antipeluru, dan kombinasinya. Konstruksi komposit memiliki dua keunggulan penting: permukaan yang sangat halus dan kemampuan untuk menghasilkan struktur melengkung atau ramping yang rumit (Gambar 2-15).

Pesawat terbang terbuat dari bahan komposit. Material komposit adalah material heterogen yang dibuat secara artifisial yang terdiri dari elemen pengisi dan penguat (serat). Pengisi bertindak sebagai semacam "lem", menyatukan serat dan (selama vulkanisasi) membentuk produk, dan serat mengambil alih sebagian besar beban.

Ada banyak jenis serat dan bahan pengisi. Dalam pembuatan pesawat terbang paling sering digunakan resin epoksi, yaitu sejenis plastik termoset. Dibandingkan dengan bahan sejenis lainnya (seperti resin poliester), resin epoksi jauh lebih kuat. Selain itu, dapat menahan suhu tinggi dengan lebih baik. Ada banyak pilihan resin epoksi yang berbeda dalam karakteristik, waktu dan suhu pengawetan, serta biaya.

Serat penguat yang paling umum digunakan dalam pembuatan pesawat terbang adalah serat kaca dan serat karbon. Fiberglass memiliki kekuatan tarik dan tekan yang baik, serta ketahanan yang tinggi terhadap beban benturan. Mudah untuk dikerjakan, relatif murah dan tersedia secara luas. Kerugian utamanya adalah bobotnya yang agak berat. Oleh karena itu, sulit untuk membuat bodi penahan beban dari fiberglass yang dapat bersaing dalam bobot ringan dengan bodi aluminium serupa.

Serat karbon umumnya lebih kuat dalam ketegangan dan kompresi dibandingkan fiberglass, dan jauh lebih kaku dalam lentur. Ini juga jauh lebih ringan dibandingkan fiberglass. Namun ketahanannya terhadap beban benturan agak lebih rendah, seratnya cukup rapuh dan patah akibat benturan yang tajam. Karakteristik ini ditingkatkan secara signifikan dalam bentuk serat karbon yang disebut resin epoksi "diperkuat", yang digunakan dalam pembuatan stabilisator horizontal dan vertikal pada pesawat Boeing 787.

Serat karbon memiliki harga yang lebih tinggi dibandingkan fiberglass. Harga telah turun seiring dengan inovasi pengembangan pesawat pengebom B-2 pada tahun 1980an dan Boeing 777 pada tahun 1990an.Struktur serat karbon yang dirancang dengan baik bisa jauh lebih ringan dibandingkan struktur aluminium serupa - terkadang lebih dari 30%.

Keuntungan dari material komposit. Material komposit memiliki beberapa keunggulan signifikan dibandingkan logam, kayu, atau kain. Seringkali, bobot yang lebih ringan disebut-sebut sebagai keunggulan utama. Namun perlu dipahami bahwa badan pesawat yang terbuat dari bahan komposit belum tentu lebih ringan dari bahan logam. Hal ini tergantung pada karakteristik rumah serta material yang digunakan.

Keuntungan yang lebih penting adalah kemampuan untuk menciptakan, ketika menggunakan material komposit, permukaan aerodinamis yang sangat halus dan melengkung rumit, yang secara signifikan dapat mengurangi hambatan udara. Karena alasan inilah pada tahun 60-an abad terakhir, perancang pesawat layang beralih dari logam dan kayu ke material komposit.

Material komposit banyak digunakan oleh produsen pesawat terbang seperti Cirrus dan Columbia. Berkat pengurangan hambatan udara, pesawat dari perusahaan-perusahaan ini dibedakan oleh karakteristik penerbangan yang tinggi, meskipun terdapat roda pendaratan tetap. Material komposit juga membantu menutupi tanda radar dalam desain siluman (pada pesawat seperti pembom strategis B-2 dan pesawat tempur multi-peran F-22). Saat ini, material komposit digunakan dalam produksi pesawat apa pun - mulai dari pesawat layang hingga helikopter.

Keunggulan material komposit yang ketiga adalah tidak adanya korosi. Dengan demikian, badan pesawat Boeing 787 seluruhnya terbuat dari bahan komposit, yang memungkinkan pesawat ini tahan terhadap penurunan tekanan yang lebih besar dan kelembapan yang lebih besar di dalam kabin dibandingkan dengan pesawat generasi sebelumnya. Para insinyur tidak lagi mempermasalahkan masalah korosi akibat kondensasi uap air pada bagian kulit badan pesawat yang tersembunyi (misalnya di bawah lapisan isolasi). Hasilnya, biaya operasional jangka panjang maskapai penerbangan bisa dikurangi secara signifikan.

Keuntungan lain dari material komposit adalah kinerjanya yang baik dalam lingkungan lentur (misalnya, bila digunakan pada baling-baling helikopter). Tidak seperti kebanyakan logam, material komposit tidak mengalami kelelahan logam dan retak. Jika dirancang dengan benar, bilah rotor yang terbuat dari bahan komposit memiliki standar masa pakai yang jauh lebih tinggi dibandingkan bilah logam. Oleh karena itu, sebagian besar helikopter besar modern memiliki baling-baling yang seluruhnya terbuat dari komposit dan terkadang hub rotor komposit.

Kekurangan material komposit. Struktur komposit memiliki kekurangan, yang paling penting adalah tidak adanya tanda-tanda kerusakan secara visual. Material komposit bereaksi berbeda terhadap benturan dibandingkan material lain, dan kerusakan sering kali tidak terlihat saat diperiksa secara visual.

Misalnya, jika sebuah mobil menabrak badan pesawat aluminium, maka akan tertinggal penyok di badan pesawat. Jika tidak ada penyok maka tidak ada kerusakan. Jika ada penyok, kerusakan ditentukan secara visual dan dilakukan perbaikan. Pada struktur komposit, benturan ringan (seperti benturan atau jatuhnya alat) seringkali tidak meninggalkan tanda-tanda kerusakan yang terlihat pada permukaan. Dalam hal ini, zona delaminasi yang luas mungkin muncul di zona tumbukan, yang menyebar seperti corong dari titik tumbukan. Kerusakan pada permukaan belakang struktur bisa sangat signifikan - namun sama sekali tidak terlihat. Segera setelah ada alasan untuk percaya bahwa dampak (bahkan kekuatan kecil) telah terjadi, maka perlu untuk mengundang seorang spesialis untuk memeriksa struktur dan mencari kerusakan internal. Tanda baik terjadinya delaminasi struktur serat saat menggunakan fiberglass adalah munculnya area “keputihan” pada permukaan bodi.

Benturan sedang (misalnya tabrakan dengan mobil) menyebabkan kerusakan lokal pada permukaan yang terlihat dengan mata telanjang. Area kerusakan lebih besar dari kerusakan di permukaan dan memerlukan perbaikan. Benturan berkekuatan tinggi (misalnya, burung atau hujan es yang menghantam pesawat selama penerbangan) mengakibatkan lubang dan kerusakan signifikan pada struktur. Jika terjadi benturan dengan kekuatan sedang dan tinggi, kerusakan terlihat oleh mata, tetapi benturan dengan kekuatan rendah sulit dideteksi secara visual (Gbr. 2-16).

Jika benturan menyebabkan delaminasi, kerusakan permukaan atau lubang, perbaikan wajib dilakukan. Sambil menunggu perbaikan, area yang rusak harus ditutup dan dilindungi dari hujan. Bagian yang terbuat dari bahan komposit sering kali terdiri dari cangkang tipis dengan lapisan dalam berpori di bawahnya (disebut struktur “sandwich”). Meskipun sangat baik dalam hal kekakuan struktural, struktur ini rentan terhadap penetrasi kelembapan, yang nantinya dapat menyebabkan masalah serius. Memasang “lakban” khusus pada lubang adalah cara yang baik untuk melindungi sementara dari air, namun ini bukan perbaikan struktural. Menggunakan pasta untuk mengisi lubang bukanlah suatu perbaikan, meskipun metode ini dapat digunakan untuk tujuan kosmetik.

Kerugian lain dari material komposit adalah ketahanan panasnya yang relatif rendah. Meskipun batasan suhu penggunaan bervariasi antar resin, sebagian besar mulai kehilangan kekuatannya pada suhu di atas 65° C. Pengecatan badan komposit dengan warna putih sering digunakan untuk mengurangi efek suhu. Misalnya, permukaan bawah sayap yang dicat hitam dan diletakkan di atas permukaan aspal panas pada hari cerah dapat mencapai suhu lebih dari 100° C. Struktur yang sama, dicat putih, jarang mencapai suhu lebih dari 60° C.

Produsen pesawat komposit sering kali memberikan rekomendasi khusus mengenai warna cat lambung yang dapat diterima. Saat mengecat ulang pesawat, pedoman ini harus dipatuhi dengan tepat.

Kerusakan akibat panas sering kali disebabkan oleh kebakaran di kapal. Bahkan api yang padam dengan cepat pada sistem rem dapat merusak kulit bagian bawah sayap, penyangga, atau roda roda pendarat. Material komposit juga mudah rusak oleh berbagai pelarut, sehingga struktur komposit tidak dapat diolah dengan bahan kimia tersebut. Hanya metode mekanis, seperti peledakan serbuk logam atau sandblasting, yang digunakan untuk menghilangkan cat dari bagian komposit. Komponen komposit bernilai tinggi relatif umum rusak karena pelarut, dan kerusakan seperti itu biasanya tidak dapat diperbaiki.

Kebocoran cairan pada struktur komposit. Kekhawatiran terkadang muncul mengenai bahan bakar, oli, atau cairan hidrolik yang masuk ke dalam struktur komposit. Harus dikatakan bahwa dengan resin epoksi modern hal ini biasanya tidak menjadi masalah. Biasanya, jika cairan yang bocor tidak menimbulkan korosi pada cat, maka tidak akan merusak material komposit di bawahnya. Misalnya, beberapa pesawat menggunakan tangki bahan bakar fiberglass, yang memungkinkan bahan bakar bersentuhan langsung dengan permukaan komposit tanpa menggunakan penutup. Beberapa jenis resin poliester yang murah dapat rusak jika terkena campuran bensin dan etil alkohol. Resin yang lebih mahal, seperti epoksi, dapat dicampur dengan aman dengan bensin motor, serta bensin penerbangan (oktan 100) dan bahan bakar jet.

Perlindungan sambaran petir. Faktor penting dalam desain pesawat adalah proteksi sambaran petir. Ketika petir menyambar sebuah pesawat, strukturnya terkena kekuatan yang sangat besar. Baik Anda menerbangkan pesawat tujuan umum atau pesawat besar, prinsip dasar proteksi petir tetap sama. Terlepas dari ukuran pesawat, energi dari benturan harus didistribusikan ke area permukaan yang luas - hal ini memungkinkan arus per satuan luas kulit dikurangi ke tingkat yang dapat diterima.

Ketika petir menyambar pesawat yang terbuat dari aluminium (karena konduktivitas listriknya), energi listrik secara alami didistribusikan ke seluruh struktur aluminium. Dalam hal ini, tugas utama perancang adalah melindungi peralatan elektronik, sistem bahan bakar, dll. Kulit luar pesawat harus menyediakan jalur yang hambatannya paling kecil untuk pelepasan listrik.

Dalam kasus pesawat terbang yang terbuat dari material komposit, situasinya berbeda. Fiberglass adalah isolator listrik yang sangat baik. Serat karbon menghantarkan listrik, tetapi tidak sebaik aluminium. Oleh karena itu, lapisan luar kelongsong komposit harus memiliki daya hantar listrik tambahan. Hal ini biasanya dicapai dengan menggunakan jaring logam yang tertanam di dalam selubung. Jaring yang paling umum digunakan adalah jaring aluminium atau tembaga—aluminium untuk fiberglass, tembaga untuk serat karbon. Setiap perbaikan struktural pada permukaan yang terlindung dari sambaran petir harus mencakup restorasi jaring logam.

Jika desain pesawat komposit memerlukan antena radio internal, “jendela” khusus harus dibiarkan di jaring proteksi petir. Antena radio internal terkadang digunakan pada pesawat komposit karena fiberglass transparan terhadap gelombang radio (sedangkan serat karbon tidak).

Masa depan material komposit. Dalam beberapa dekade setelah berakhirnya Perang Dunia II, material komposit mendapat tempat penting dalam industri pesawat terbang. Berkat keserbagunaan dan ketahanannya terhadap korosi, serta rasio kekuatan terhadap berat yang baik, material komposit memungkinkan ide desain paling berani dan inovatif terwujud. Digunakan di pesawat terbang mulai dari monoplane ringan Cirrus SR-20 hingga pesawat Boeing 787, material komposit memainkan peran penting dalam industri penerbangan, dan penggunaannya akan semakin meningkat (Gambar 2-17).

Monokok

(NS. monocoque) jenis lambung, struktur pesawat, ditandai dengan kulit kaku yang diperkuat oleh rangkaian melintang dan memanjang - rangka.

Kamus baru kata-kata asing - oleh EdwART,, 2009 .

Monokok

[NS. monocoque] - salah satu bagian utama dari struktur pesawat - balok berongga yang ramping dengan kulit kayu atau logam yang kaku, tempat sayap, unit ekor, mesin, roda pendaratan, dll dipasang.

Kamus besar kata-kata asing - Rumah Penerbitan "IDDK", 2007 .

Monokok

A, M. (NS. monokok Orang yunani mono satu + NS. badan coque).
Av. Suatu jenis badan pesawat yang bercirikan kulit kaku yang menggunakan pengencang melintang dan memanjang untuk membentuk rangka.

Kamus penjelasan kata-kata asing oleh L. P. Krysin - M: bahasa Rusia, 1998 .

Sinonim:

Lihat apa itu "monocoque" di kamus lain:

monokok- a, m.monocoque adj. Monokok. Suatu jenis pesawat terbang yang merupakan cangkang monolitik (padat) yang membentuk satu cangkang utuh, direkatkan dari potongan kayu lapis berbentuk cerutu. 1925. Weigelin Sl. udara Apa itu badan pesawat monocoque? Badan pesawat (badan... Kamus Sejarah Gallisisme Bahasa Rusia

- (Inggris, Perancis monocoque, dari bahasa Yunani monos one, single dan French coque, secara harfiah shell, shell) struktur badan pesawat atau boom ekornya, nacelle mesin, dll. berbentuk bulat, lonjong atau penampang lainnya, terdiri dari tebal ... Ensiklopedia teknologi

Kata benda, jumlah sinonim: 1 balok (55) Kamus Sinonim ASIS. V.N. Trishin. 2013… Kamus sinonim

LFG Roland C.II, Jerman, 1916 salah satu pesawat pertama dengan badan pesawat monocoque murni ... Wikipedia

monokok- monok oke, dan (udara)... Kamus ejaan bahasa Rusia

monokok- (2 m); hal. monoko/ki, R.monoko/kov… Kamus ejaan bahasa Rusia

Kulit pesawat adalah cangkang yang membentuk ekor dan permukaan luar badan pesawat. Hal ini diperlukan untuk memberikan bentuk pesawat yang ramping. Performa aerodinamis pesawat sangat bergantung pada kualitas kulitnya.

Bahan selubung

Kulit pesawat modern terbuat dari panel atau lembaran paduan aluminium (atau titanium dan baja tahan karat) yang dicetak pada permukaan sayap atau badan pesawat. Panel atau lembaran tetap paling sering dipasang ke bingkai dengan paku keling rahasia, sedangkan panel atau lembaran yang dapat dilepas dihubungkan menggunakan sekrup countersunk. Lembaran selubung disambung dari ujung ke ujung. Seringkali, panel bergaris monolitik besar dan lapisan kulit dengan inti sarang lebah digunakan untuk kulit badan pesawat. Radome antena (elemen kulit transparan radio) terbuat dari bahan komposit sarang lebah atau monolitik. Baru-baru ini, komposit telah digunakan sebagai panel kelongsong dan unit daya.

Tergantung pada bahan yang digunakan untuk konstruksi pesawat, kulit pesawat dapat berupa:

logam: baja, paduan aluminium, titanium;
kayu (veneer atau kayu lapis);
percale (linen);
bahan komposit;
film laminasi.

Sejarah kulit pesawat

Pesawat pertama memiliki kulit yang terbuat dari kanvas, yang diresapi dengan pernis (sesuai dengan namanya); badan pesawat sering kali tidak memiliki kulit sama sekali. Belakangan, selubung mulai dibuat dari kayu - kayu lapis dan veneer, yang juga diresapi dengan pernis.

Dengan berkembangnya teknologi, casing pun terbuat dari bahan alumunium, halus dan bergelombang. Saat ini, lapisan logam halus eksklusif digunakan. Benar, Anda masih bisa menemukan penutup kain di pesawat ringan. Ini adalah kejadian yang sangat jarang terjadi, karena secara efektif digantikan oleh film polimer.

Jenis kelongsong

Dalam penerbangan, ada dua jenis kulit - lembut “tidak bekerja” dan keras “bekerja”. Saat ini casing logam kaku memiliki keunggulan karena sepenuhnya memenuhi persyaratan kekuatan, aerodinamis, bobot, dan kekakuan. Ia menyerap beban berupa momen puntir dan lentur, beban aerodinamis luar, dan beban gaya geser yang bekerja pada rangka pesawat. Bahan untuk produksi kulit kerja: titanium, aluminium dan baja paduan, kayu lapis pesawat, material komposit. Titanium dan baja paling sering ditemukan dalam desain pesawat supersonik.

Selubung non-daya tidak termasuk dalam rangkaian daya, karena beban dari selubung segera dipindahkan ke rangka. Bahan pembuatannya bisa berupa percale (kanvas).

Kulit sayap

Tergantung pada jenis strukturnya, kulit ekor dan sayap bisa tebal, terdiri dari panel monolitik yang digiling atau ditekan, tiga lapis atau tipis, diperkuat dengan set stringer khusus. Dalam hal ini, di ruang antara kulit terdapat pengisi khusus (sarang lebah yang terbuat dari plastik busa, foil atau kerutan khusus). Kulit sayap harus mempertahankan bentuk yang diinginkan dan kaku. Pembentukan lipatan di atasnya memicu hambatan aerodinamis.

Kulit bagian atas sayap, di bawah aksi momen lentur, dibebani dengan gaya tekan siklik, dan kulit bagian bawah, dengan gaya tarik. Oleh karena itu, material berkekuatan tinggi yang telah menunjukkan kinerja kompresi yang sangat baik biasanya digunakan untuk panel kompresi atas. Sebaliknya, untuk kulit yang diregangkan bagian bawah, digunakan bahan yang memiliki karakteristik kelelahan tinggi. Bahan kulit untuk pesawat supersonik dipilih dengan mempertimbangkan pemanasan dalam penerbangan - paduan aluminium konvensional, paduan aluminium tahan panas, baja atau titanium.

Untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan kulit sepanjang sayap pesawat, jumlah sambungan yang memiliki umur lebih pendek dibandingkan kulit utama diusahakan dikurangi semaksimal mungkin. Berat kulit sayap adalah 25-50% dari total massa.

Kulit badan pesawat

Perlu segera dicatat bahwa itu dipilih dengan mempertimbangkan beban saat ini. Zona bawah kulit merasakan beban tekan oleh bagian yang dipasang pada stringer, dan zona atas menyerap gaya tarik dengan seluruh area kulit. Ketebalan kulit dalam badan pesawat bertekanan dipilih tergantung pada tekanan berlebih internal. Untuk meningkatkan daya tahan badan pesawat, pita penghenti sering digunakan pada kulit untuk mencegah penyebaran retakan.

Koneksi elemen selubung dan bingkai

Mereka menggunakan tiga metode untuk menghubungkan bingkai ke kulit:

kulit menempel pada bingkai;
selubungnya dipasang pada senar;
kulit dilekatkan pada rangka dan stringer.

Dalam kasus kedua, hanya lapisan paku keling memanjang yang terbentuk, sedangkan yang melintang tidak ada, yang berdampak positif pada aerodinamis badan pesawat. Kulit yang longgar pada rangka kehilangan stabilitas pada beban yang lebih rendah, sehingga meningkatkan bobot struktur. Untuk menghindari hal ini, kulit dihubungkan dengan lapisan tambahan (kompensator) ke bingkai. Metode pengikatan pertama digunakan secara eksklusif pada badan pesawat tanpa tali (berkulit).

Selubung berbentuk sarang lebah dipasang pada bingkai. Ini mencakup inti dan dua panel logam. Struktur sarang lebah merupakan material berbentuk heksagonal yang terdiri dari logam. Inti mengandung lem, sehingga Anda tidak perlu menggunakan paku keling sama sekali. Desain ini mampu mentransmisikan tegangan ke seluruh permukaan dan ditandai dengan ketahanan yang tinggi terhadap deformasi.