Кіріспе

Әуеден қолдау тауып ұша алатын көлік құралы немесе машина.

Мельбурндағы теміржол станциясы.

Ұшақ – әуеден қолдау тауып ұша алатын көлік құралы. Ол ауырлық күшін статикалық көтеру, жаңартқыш көтеру күші немесе кейбір жағдайларда қозғалтқыштардың тікелей төмен бағытталған итеру күші арқылы жеңеді. Ұшақтардың кең таралған мысалдары: ұшақтар, тікұшақтар, дирижабльдер (оның ішінде әуе кемелері), жолсермелер, парамоторлар және ыстық ауа шарлары. Ұшақтарға қатысты адамның қызметі авиация деп аталады. Ұшақтарды жобалау және құрастыруды қамтитын авиация ғылымы – аэронавтика деп аталады. Басқарылатын ұшақтарды бортындағы ұшқыш басқарады, ал ұшқышсыз әуе кемелерін қашықтан басқаруға болады немесе олар бортындағы компьютерлермен өздігінен басқарылады. Ұшақтар көтеру түрі, ұшақ қозғалтқышы (болған жағдайда), қолданылуы және басқа да критерийлер бойынша жіктелуі мүмкін.

Тарих

Ұшу моделі және адаммен ұшу туралы әңгімелер көп ғасырларға созылады; алайда, қазіргі замандағы алғашқы адаммен ұшу және қауіпсіз қону 18-шы ғасырда жасалған үлкен ыстық ауа шарлары арқылы іске асырылды. Екі дүниежүзілік соғыс та техникалық прогреске үлкен үлес қосты. Сәйкесінше, ұшақтың тарихын бес дәуірге бөлуге болады: Ұшудың пионерлері, ең алғашқы тәжірибелерден 1914 жылға дейін. Бірінші дүниежүзілік соғыс, 1914-1918 жылдар. Екі дүниежүзілік соғыс аралығындағы авиация, 1918-1939 жылдар. Екінші дүниежүзілік соғыс, 1939-1945 жылдар. Соғыстан кейінгі дәуір, сондай-ақ реактивтік эра деп те аталады, 1945 жылдан бүгінгі күнге дейін.

Ауадан жеңіл аэростаттар

Аэростаттар суда жүзетін кемелерге ұқсас, ауаға көтерілу үшін итеру күшін пайдаланады. Олар бір немесе бірнеше үлкен жасушалардан немесе қақпақтардан тұрады, олар гелий, сутек немесе ыстық ауа сияқты, қоршаған ауадан тығыздығы төмен газбен толтырылады. Бұл газдың салмағына ұшақ конструкциясының салмағы қосылғанда, ол ұшақтың ығыстырған ауасының салмағымен теңеседі. Кішкентай ыстық ауа шарлары, көк фонарь деп аталады, біздің заманымыздан бұрын 3 ғасырға дейін ежелгі Қытайда ойлап табылып, негізінен мәдени мерекелерде қолданылған, және ұшуға қол жеткізген екінші ұшақ түрі болды – біріншісі, мың жылдар бұрын ежелгі Қытайда ойлап табылған желкендер (Хань әулетіне қараңыз). Бастапқыда «балон» термині кез келген аэростатты білдірсе, ал «дирижабль» термині үлкен, қуатты ұшақтардың жобаларына қолданылды – көбінесе қанаттары бар ұшақтар. 1919 жылы Фредерик Хэндли Пейдж «әуе кемелері» деп атады, ал кішкентай жолаушылар түрлерін «Әуе яхталары» деп атады. 1930 жылдары үлкен құрлықтар аралық ұшатын қайықтар кейде «әуе кемелері» немесе «ұшатын кемелер» деп аталды – бірақ ешқайсысы салынбаған. Қуатты шарлардың пайда болуы, оларды дирижабльдер деп атады, ал кейіннен газ сыйымдылығын арттыратын қатты корпус пайда болды, бұл сөздердің қолданылуын өзгерте бастады. Газ қалталарын қоршаған қатты сыртқы қаңқасы және аэродинамикалық қабығы бар үлкен қуатты аэростаттар жасалды, ал Цеппелиндер ең үлкені және ең танымалдары болды. Әлі де «әуе кемесі» деп атауға жеткілікті үлкен қанаттары бар ұшақтар немесе қатты емес шарлар болған жоқ, сондықтан «дирижабль» осы ұшақтардың синониміне айналды. Бірақ 1937 жылы болған «Гинденбург» апаты сияқты бірнеше апаттар осы дирижабльдердің құлауына әкелді. Бүгінде «балон» – қуатсыз аэростат, ал «дирижабль» – қуатты аэростат. Қуатты, басқарылатын аэростат дирижабль деп аталады. Кейде бұл термин тек қатты емес шарларға қолданылады, ал кейде дирижабль шарлары әуе кемесінің анықтамасы ретінде қарастырылады (сонда олар қатты немесе қатты емес болуы мүмкін). Қатты емес дирижабльдер артында тұрақтандырушы қанаттары бар, аэродинамикалық газ қалтасымен сипатталады. Олар тез арада «блимп» деп аталды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде бұл пішін байланған шарлар үшін кеңінен қолданылды; желді ауа райында бұл байлаудың күшін азайтады және шарды тұрақтандырады. Пішінімен бірге «блимп» атауы да қолданылды. Қазіргі кезде кез келген кішкентай дирижабль немесе дирижабль «блимп» деп аталады, бірақ блимп қуатты да, қуатсыз да болуы мүмкін.

Ауадан ауыр аэродинамика

Әуеден ауыр ұшақтар, мысалы, ұшақтар, ауа немесе газды төмен қарай итерудің қандай да бір жолын табуы керек, осылайша реакция туындайды (Ньютонның қозғалыс заңдарына сәйкес) ұшақты жоғары көтеру үшін. Осы динамикалық қозғалыс осы терминнің пайда болуына себеп болды. Динамикалық жоғары көтерілуді қамтамасыз етудің екі жолы бар: аэродинамикалық көтеру және қозғалтқыш күші арқылы көтеру. Аэродинамикалық көтеру, қанаттарға байланысты, ең көп таралған түр. Тұрақты қанатты ұшақтар қанаттарының алға жылғауы арқылы ауада ұшып тұрады, ал роторлық ұшақтар – айналатын қанат пішіндес роторлар арқылы, олар кейде "айналмалы қанаттар" деп аталады. Қанат – әдетте аэродинамикалық пішіндес көлденең қимасы бар, жалпақ көлденең бет. Ұшу үшін ауа қанаттың үстінен өтуі керек және көтеру күшін тудыруы керек. Иілгіш қанаттар – матадан немесе жұқа материалдан жасалған қанаттар, көбінесе берік каркасқа керіледі. Желдің жылдамдығына тәуелді, құйрық жерге бекітіліп, қанаттары иілгіш немесе берік, тұрақты немесе айналмалы болуы мүмкін. Қозғалтқыш күшімен көтерілгенде, ұшақ қозғалтқыш күшін тік төмен бағыттайды. V/STOL ұшақтары, мысалы, Harrier секіруге арналған реактивтік ұшағы және Lockheed Martin F 35B тік ұшып, қозғалтқыш күшімен көтеріліп, тұрақты ұшу кезінде аэродинамикалық көтеруге өтеді. Таза ракета көбінесе аэродинамикалық құрал деп есептелмейді, өйткені ол көтерілу үшін ауаға тәуелді емес (сонымен қатар ғарышқа ұша алады); алайда, көптеген аэродинамикалық көтеру құралдары ракеталық қозғалтқыштармен қуатталып немесе қолдау көрсетілген. Ракеталық қозғалтқышпен жабдықталған және денелеріндегі ауа ағынының арқасында жоғары жылдамдықта аэродинамикалық көтеру күшін алатын ракеталар шекаралық жағдай болып табылады.

Тіркелген қанатты

Желкен – қанатты ұшақтың алға құрметтесi. Қанатты ұшақ қанаттарынан ауа ағыны жасау үшiн алға жылдамдыққа сүйенсе, желкен жерге байланысты болады және қанаттарынан жел соғуына сүйенiп, көтерiлiп ұшады. Желкендер – ұшуға арналған алғашқы ұшақ түрі және олар б.з.д. 500 шамасында Қытайда ойлап табылды. Сынақ ұшақтары, жел туннельдерi және компьютерлiк модельдеу бағдарламалары пайда болғанға дейiн көптеген аэродинамикалық зерттеулер желкендермен жүргiзiлдi. Ауадан ауыр, бақыланатын еркiн ұшуға қабiлеттi алғашқы құрал – желкеншiк. Джордж Кейли жасаған желкеншiк 1853 жылы алғашқы рет адаммен бақыланатын ұшуды жүзеге асырды. Алғашқы қуатты және басқарылатын қанатты ұшақты (ұшақ немесе аэроплан) Уилбур мен Орвилл Райт ойлап тапты. Қозғалыс әдiсiнен басқа (болған жағдайда), қанатты ұшақтар, әдетте, қанаттарының конфигурациясымен сипатталады. Қанаттың ең маңызды сипаттамалары:
Қанаттардың саны – Моноплан, биплан, триплан немесе мультиплан.
Қанатты қолдау – Тiректелген немесе консольдi, қатты немесе икемдi.
Қанаттың жоспары – қанаттың қатынасы, қанаттың бұрышы және ұзындығы бойынша кез келген өзгерiстер (дельта қанаттарының маңызды класын қоса алғанда).
Егер болса, көлденең тұрақтандырғыштың орналасуы.
Диэдр бұрышы – оң, нөл немесе теріс (анэдр).
Өзгермелi геометриялы ұшақ ұшу кезінде қанаттарының конфигурациясын өзгерте алады.
Ұшатын қанаттың фюзеляжы жоқ, бiрақ оның кiшкентай көпіршiктерi немесе капсулалары болуы мүмкiн. Бұған керiсiнше – қанаты жоқ, бiрақ тұрақтандыру және басқару беттерi кiшкентай болуы мүмкiн. Жерге тиiсiп ұшатын көлiктер, әдетте, ұшақтар деп саналмайды. Олар ұшып-қону кезінде әдеттегi ұшақтар сияқты жердiң немесе судың бетiне өте жақын "ұшады". Мысалы, "Каспий теңiзi монстрi" деген лақап атымен белгiлi ресейлiк экранплан. Адам күшiмен ұшатын ұшақтар да әуеде қалу үшiн жерге тиiсiп ұшу эффектiсiне сүйенiп, пилоттың күшiн азайтады, бiрақ бұл тек олардың мүмкiндiктерi шектеулi болғандықтан, шындығында, ұшақ корпусы жоғарырақ ұшуға қабiлеттi.

Роторлы кеме

Роторлық ұшақтар немесе айналмалы қанатты ұшақтар, көтеру үшін аэродинамикалық қималы қанаттары бар айналмалы роторды (айналмалы қанатты) пайдаланады. Олардың түрлеріне вертолеттер, автогиростар және гиродиндер, сондай-ақ аралас роторлық ұшақтар сияқты гибридтер жатады. Вертолеттердің роторы қозғалтқышпен байланыстырған вал арқылы айналады. Ротор ауаны төмен қарай итеріп, көтеру күшін жасайды. Роторды алға қарай бұру арқылы төмен қарайтын ауа ағыны артқа қарай бұрылып, алға жылдамдық береді. Кейбір вертолеттерде бірнеше ротор болады, ал кейбіреулерінде роторлардың ұштарында газ реактивті қозғалтқыштармен айналуы мүмкін. Ал кейбіреулерінде негізгі ротордың айналуына қарсы әрекет ету және бағытты басқару үшін құйрық роторы орнатылған. Автогиростарда қозғалтқышы жоқ роторлар болады, ал жылдамдық беру үшін жеке қозғалтқыш жүйесі қолданылады. Ротор артқа қарай еңкейтіледі. Автогиро алға қозғалғанда, ауа ротордың үстінен өтіп, оны айналдырады. Бұл айналу ротордың үстіндегі ауа ағынының жылдамдығын арттырып, көтеру күшін қамтамасыз етеді. Роторлық желкендер – бұл қозғалтқышы жоқ автогиростар, олар алға жылдамдық алу үшін сүйреледі немесе жоғары жел кезінде желкенмен ұшу үшін тұрақты тіреуге бекітіледі. Аралас роторлық ұшақтардың қанаттары алға ұшу кезінде көтеру күшінің бір бөлігін немесе барлығын қамтамасыз етеді. Қазіргі кезде олар роторлық емес, қозғалтқышты көтеруге арналған типтер ретінде жіктеледі. Роторларын/винттерін вертикаль ұшу үшін көлденең, ал алға ұшу үшін тік қалпына келтіретін роторлық ұшақтар (мысалы, Bell Boeing V 22 Osprey), tiltwing, tail sitter және coleopter ұшақтары бар.

Көтермедің басқа әдістері

Көтергіш корпус – көтеру күшін тудыратын қалыпталған ұшақ корпусы. Егер қанаттары болса, олар көтеру күшіне жеткілікті емес, тек тұрақтандыру және басқару үшін қолданылады. Көтергіш корпус тиімді емес: олар жоғары қарсылыққа ұшырайды және ұшу үшін жеткілікті көтеру күшін алу үшін жоғары жылдамдықпен қозғалуы керек. Ғарыш кеңістігіне алып келген, мысалы, Martin Marietta X-24 сияқты көптеген зерттеу прототиптері көтергіш корпус болды, бірақ ғарыш кеңістігі осыған жатпайды. Ал кейбір үстінкү дыбыс жылдамдығымен ұшатын зымырандар түтік тәрізді корпустың үстінен өтетін ауа ағыны арқылы көтеріледі. Қозғалтқыш көтеруші түрлер тік ұшып-қону (VTOL) үшін қозғалтқыштан алынған көтеру күшіне сенеді. Көптеген түрлер көлденең ұшу үшін қанат көтеруіне өтеді. Қозғалтқыш көтеруші түрлеріне VTOL реактивтік ұшақтары (мысалы, Harrier секіретін реактивтік ұшағы) және Bell Boeing V-22 Osprey сияқты tiltrotorлар жатады. Кейбір тәжірибелік жобалар ұшу бойына қозғалтқыш күшін толығымен көтеру үшін пайдаланады, оның ішінде жеке желдеткіш көтеру платформалары және реактивтік қанаттар бар. VTOL зерттеу жобаларына Rolls Royce Thrust өлшеу құрылғысы кіреді. Кейбір роторлық қанаттар көлденең осьті қанаттарды қолданады, онда айналатын ротор арқылы ауа ағыны көтеру күшін тудырады. Флетнер ұшағы айналатын цилиндрді пайдаланады, ол Магнус эффектісінен көтеріледі. FanWing көлденең ағынды желдеткішті пайдаланады, ал механикалық жағынан күрделірек циклогиро бірнеше қанаттарды қамтиды, олар орталық осьтің айналасында бірге айналады. Орнитоптер қанаттарын қағу арқылы итеру күшін алады.

Өлшемі

Ең кішкентай ұшақтар – ойыншықтар / демалысқа арналған заттар және нано ұшақтар. Өлшемдері мен көлемі бойынша ең үлкен ұшақ (2016 жылғы деректер бойынша) – 92,05 метрлік британдық Airlander 10, гибридтік дирижабль, вертолет және қанатты ұшақ сипаттамаларын біріктірген, сағатына дейін жылдамдыққа және 500 кг дейін жүкпен екі аптаға дейін ауада қалуға қабілетті. 2016 жылғы деректер бойынша, ең ауыр ұшақ және ең үлкен тұрақты қанатты ұшақ – Антонов Ан-225 Мрия. 1980-жылдары Совет Одағында (Украин КСР) салынған алты қозғалтқышты көліктің ұзындығы , ал қанаттарының ені болған. Ол жүк тасымалдау бойынша әлемдік рекордты иеленеді, жүк тасымалдаған және коммерциялық мақсатта жүктерді тасымалдаған. Ең көп жүктелген салмағы болғандықтан, ол сонымен қатар бүгінгі күнге дейін салынған ең ауыр ұшақ болып табылады. Ол сағатына дейін круиздік жылдамдықпен ұша алатын. Ұшақ орыс-украин соғысы кезінде қирады. Ең ірі әскери ұшақтар – украиндық Антонов Ан-124 Руслан (әлемдегі екінші ірі ұшақ, сондай-ақ азаматтық көлік ретінде де қолданылады) және американдық Lockheed C-5 Galaxy көлігі, жүктелгенде салмағы аспайтын. 8 қозғалтқышты поршеньді/пернелі Hughes H 4 Hercules "Spruce Goose" – екінші дүниежүзілік соғыстағы американдық ағаштан жасалған ұшақ, қанаттарының ені (94 м / 260 фут) кез келген қазіргі ұшақтан үлкен, ал құйрығының биіктігі ең биік ұшаққа (Airbus A380-800, 24,1 м / 78 фут) тең. 1940-жылдардың соңында ол бір рет қысқа қашықтыққа ұшып, ешқашан жерден көтерілген жоқ.

Қозғалтқышы жоқ әуе кемелері

Желкенді ұшақтар – әуеде ұшқаннан кейін қозғалтқышты пайдаланбайтын, ауадан ауыр ұшақтар. Олардың ұшуы жоғарыдан алға және төмен қарай лақтырылу арқылы, немесе жердегі жеңілдеткіш немесе көліктік "тартушы" ұшақпен немесе арқанмен ауаға тартылу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Желкенді ұшақ ауа жылдамдығын және көтерілуін сақтау үшін ауаға қатысты (бірақ міндетті түрде жерге қатысты емес) төмен түсуі керек. Көптеген желкенді ұшақтар "көтерілуге" қабілетті, яғни жылу ағындары сияқты жоғары көтерілетін ауа ағындарынан биіктік алады. Бірінші практикалық, басқарылатын үлгісін британдық ғалым және пионер Джордж Кейли жасап, құрастырған. Желкенді ұшақтардың кең таралған мысалдары – желкенді ұшақтар, аспалы қанаттар және параплантар. Ауа шарлары желмен бірге қозғалады, бірақ пилот әдетте ауаны қыздыру немесе балласты шығару арқылы биіктікті бақылай алады, бұл қандай да бір бағытты бақылауға мүмкіндік береді (өйткені желдің бағыты биіктікке байланысты өзгереді). Қанат тәрізді гибридтік ауа шарлары көтерілгенде немесе түскенде бағытталған қозғалыс жасай алады, бірақ шар тәрізді шарларда мұндай бағытталған бақылау болмайды. Желкендер – жерге немесе басқа нысанға (тұрақты немесе жылдамды) байланған, арқандағы кернеуді сақтайтын ұшақтар; олар көтерілу мен сүйреуді тудыру үшін олардың үстінен және астынан соққан нақты немесе көзге көрінбейтін желге тәуелді. Китундар – ауа шарлары мен желкендердің гибридтері, олар желкеннің бұрылысын алу үшін пішімделген және байланған, олар ауадан жеңіл, бейтарап немесе ауадан ауыр болуы мүмкін.

Қозғалтқышты әуе кемелері

Қозғалтқышты ұшақтарда бір немесе бірнеше бортындағы механикалық қуат көздері болады, әдетте ұшақ қозғалтқыштары, бірақ резеңке және адам күші де пайдаланылған. Көптеген ұшақ қозғалтқыштары жеңіл поршенді қозғалтқыштар немесе газ турбиналары болып табылады. Қозғалтқыш отыны бактарда сақталады, көбінесе қанаттарда, бірақ ірі ұшақтарда фюзеляжда қосымша отын бактары да болады.

Шалқымалы ұшақтар

Пропеллерлі ұшақтар алға қарай жылдамдық беру үшін бір немесе бірнеше пропеллер (ауа бұрандасы) қолданады. Пропеллер әдетте қуат көзінің алдында, тракторлық конфигурацияда орнатылады, бірақ итергіш конфигурацияда артқа да орнатылуы мүмкін. Пропеллерлердің орналасуының түрлеріне қарама-қарсы айналатын пропеллерлер және арналы желдеткіштер жатады. Пропеллерді қозғалту үшін түрлі электр станциялары қолданылған. Алғашқы дирижабльдер адам күшімен немесе бу машиналарымен жұмыс істеді. Ішкі жану поршенді қозғалтқыш ең тиімдісі болып, Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін барлық қанатты ұшақтарда қолданылды және бүгінде де көптеген шағын ұшақтарда қолданылады. Кейбір түрлері турбиналық қозғалтқыштарды турбовинт немесе пропфан түріндегі пропеллерді қозғалту үшін пайдаланады. Адам күшімен ұшуға қол жеткізілді, бірақ ол практикалық көлік құралына айналмады. Пилотсыз ұшақтар мен модельдер электр моторлары және резеңке таспалар сияқты қуат көздерін де пайдаланады.

Ұшқыш ұшақтар

Ұшақтар ауамен дем алатын реактивтік қозғалтқыштарды пайдаланады. Олар ауаны қабылдап, жанатын камерада отынды күйдіріп, шығарылатын газдарды артқа қарай жылдамдатып, итерме күшін тудырады. Реактивтік қозғалтқыштардың әртүрлі конструкцияларына турбореактивтік және турбовентиляторлық қозғалтқыштар жатады, кейде оларға қосымша форсаждық камера қосылады. Айналмалы турбиналық бөліктері жоқ қозғалтқыштарға импульстік және рамалық реактивтік қозғалтқыштар кіреді. Бұл механикалық тұрғыдан қарапайым қозғалтқыштар тоқтаған кезде итерме күшін өндірмейді, сондықтан ұшақты V-1 ұшқыш бомбасы немесе ракета сияқты катапультаның көмегімен немесе ұшу жылдамдығына жеткізу үшін ракета қолданылуы керек. Басқа қозғалтқыш түрлеріне реактивтік мотор және Pratt & Whitney J58 екі циклді қозғалтқышы жатады. Бұрандалы қозғалтқыштармен салыстырғанда реактивтік қозғалтқыштар әлдеқайда күшті итерме күшін, жоғары жылдамдықты және шамамен 40000 фут (12192 м) биіктікте жоғары тиімділікті қамтамасыз ете алады. Олар ракеталардан да аз отын жұмсайды. Осының салдарынан, дерлік барлық ірі, жоғары жылдамдықты немесе жоғары биіктіктегі ұшақтар реактивтік қозғалтқыштарды қолданады.

Роторлы кеме

Кейбір роторлық ұшақтар, мысалы, тікұшақтар, қозғалтқышпен жұмыс істейтін айналмалы қанатқа немесе роторға ие, онда ротор дискісі сәл алға қарай бұрылып, оның көтеру күшінің бір бөлігі алға бағытталады. Ротор, винт сияқты, поршеньді қозғалтқыш немесе турбина сияқты түрлі тәсілдермен қуаттандырылуы мүмкін. Сондай-ақ тәжірибелерде ротор қанатының ұштарындағы реактивті соплар қолданылған.

Басқа да қозғалтқышпен жабдықталған әуе кемелерінің түрлері

Ракеталық ұшақтар кейде сынақтан өткізіліп, тіпті Мессершмитт Me 163 Komet истребителі Екінші дүниежүзілік соғыста қолданылған. Содан бері олар негізінен ғарышқа қарай, атмосфералық қозғалтқыштардың жұмыс істемейтін биіктіктерге ұшқан Солтүстік Америкалық X-15 сияқты зерттеу ұшақтарымен шектелді (ракеталар өздерімен бірге тотықтырғыш заттарын алып жүреді). Ракеталар көбінесе негізгі қуат жүйесіне қосымша ретінде қолданылады, әдетте, ауыр жүктелген ұшақтардың ракетамен көтерілуіне көмектесу үшін, сондай-ақ кейбір гибридтік конструкцияларда, мысалы, Saunders Roe SR.53 сияқты ұшақтарда жоғары жылдамдыққа ие болу үшін пайдаланылады. Орнитоптер қанаттарын қағу арқылы итеру күшін алады. Оның практикалық қолданысы – аңды қаттырақ тоңдырып, ұстауға мүмкіндік беретін моделді қаршыға және ойыншық құстарда кездеседі.

Құрылымы

Ұшақтардың конструкциялық жобалау тәсілі әртүрлі типтері арасында кең ауқымда өзгереді. Мысалы, парапланерлер тек қана иілгіш материалдардан тұрады, олар тартылыс күшімен әрекет етеді және пішінін сақтау үшін аэродинамикалық қысымға тәуелді. Ұсақ кемелер де ішкі газ қысымына сүйенеді, бірақ олардың астында жүк тасымалдау үшін қатты себет немесе гондола орналасуы мүмкін. Ертедегі ұшақтар, дирижабльдер сияқты, қатты каркасқа жабыстырылған тегіс аэродинамикалық қабық жасау үшін иілгіш, химиялық заттармен сіңдірілген ұшақ матасын қолданды. Кейінірек жасалған ұшақтарда жартылай монокок технологиясы пайдаланылды, онда ұшақтың қаптамасы ұшу кезіндегі жүктеменің көп бөлігін көтере алады. Ал толық монокок конструкциясында ішкі каркас болмайды. Ұшақтың негізгі құрылымдық бөліктері оның типіне байланысты болады.

Аэростаттар

Ауадан жеңіл типтер бір немесе бірнеше газ қаптарымен сипатталады, әдетте иілгіш кабельдерден жасалған тірек құрылымымен немесе оның корпусы деп аталатын қатты қаңқасымен жабдықталған. Қозғалтқыштар немесе гондола сияқты басқа да элементтер тірек құрылымына бекітілуі мүмкін.

Аэродиндар

Ауадан ауыр типтер бір немесе бірнеше қанат және орталық фюзеляжбен сипатталады. Фюзеляж әдетте тұрақтылық пен басқару үшін құйрық немесе эпеннажға, ал ұшу мен қону үшін шассиге ие болады. Қозғалтқыштар фюзеляжда немесе қанаттарда орналасуы мүмкін. Қатты қанатты ұшақта қанаттар фюзеляжға берік бекітіледі, ал роторлық ұшақта қанаттар айналатын тік білікке бекітіледі. Кішігірім конструкциялар кейде құрылымның бір бөлігі немесе барлығы үшін икемді материалдарды пайдаланады, олар қатаң каркас немесе ауа қысымы арқылы бекітіледі. Құрылымның қатаң бөліктері ұшақ қаңқасын құрайды.

Қуат

Әуе кемесіне қуат беретін көз, әдетте, күш қондырғысы деп аталады және ол қозғалтқыш немесе мотор, пропеллер немесе ротор (бар болса), реактивті соплор мен кері итеру құрылғылары (бар болса), сондай-ақ қозғалтқыш немесе мотордың жұмыс істеуі үшін қажетті жабдықтар (мысалы: стартер, тұтану жүйесі, құбыр жүйесі, шығару жүйесі, отын жүйесі, майлау жүйесі, қозғалтқышты салқындату жүйесі және басқару құралдары) кіреді. Көбінесе, ол бензин (авгаз) немесе реактивті отын сияқты қазба отында жағатын қозғалтқыш (немесе турбина) болып табылады. Аз ғана бөлігі ракеталық қуатпен, рамалық қозғалтқышпен, электр моторларымен, басқа типтегі ішкі жану қозғалтқыштарымен немесе басқа отындармен жұмыс істейді. Өте сирек жағдайларда, қысқа мерзімді ұшулар үшін адамның бұлшық күшімен (мысалы, "Госсамер Кондор") қуат алады.

Авионика

Авионикаға әуе кемесінің ұшуды басқарудың барлық электрондық жүйелері мен оған қосымша жабдықтар кіреді, соның ішінде электрондық кабина аспаптары, навигация, радар, мониторинг және байланыс жүйелері.

Ұшу конверті

Ұшақтың ұшу шегі – оның әуе жылдамдығы, жүктеме факторы және биіктік бойынша бекітілген жобалық қабілеттерін көрсетеді. Бұл термин ұшақтың маневрлік сияқты өнімділігінің басқа да бағалауларын да қамти алады. Егер ұшақ дұрыс пайдаланбаса, мысалы, тым жоғары жылдамдықпен күйресе, оны ұшу шегінен тыс ұшқан деп айтады, бұл өндіруші белгілеген жобалық шектеулерден асып кеткендіктен қауіпті әрекет саналады. Ұшу шегінен тысқары шығудың салдары белгілі болуы мүмкін, мысалы, діріл пайда болуы немесе қалпына келтірілмейтін айналуға түсуі (шекараның болу себептері).

Ауқым

Қашықтық - ұшақтың ұшу мен қону аралығында ұша алатын қашықтығы, ол әуеде қалу уақытымен шектеледі. Қозғалтқышты ұшақтар үшін уақыт шегі отын мөлшерімен және оның жұмсалу қарқынымен анықталады. Қозғалтқышы жоқ ұшақтар үшін ұшудың ең ұзақ уақыты ауа райы жағдайлары және ұшқыштың төзімділігі сияқты факторлармен шектеледі. Көптеген ұшақ түрлері күндізгі уақытта ғана пайдаланылады, ал ауа шарлары көтеру газының қорымен шектеледі. Қашықтықты жер бетіндегі орташа жылдамдыққа көбейтілген, ауадағы ең ұзақ уақыт ретінде қарастыруға болады. Airbus A350 900ULR қазіргі таңда ең ұзақ қашықтыққа ұшатын авиалайнер болып табылады.

Ұшу динамикасы

Ұшу динамикасы – әуе кемесінің үш өлшемді кеңістікте бағытталуы және басқарылуы туралы ғылым. Ұшу динамикасының үш маңызды параметрі – бұл көліктің ауырлық орталығы арқылы өтетін үш осьтің айналу бұрыштары, олар биіктік бұрылысы, еңкейіс және бағытталған бұрылыс деп аталады. Еңкейіс – ұзын осі бойынша айналу (кеменің тірелуіне немесе бұрылуына ұқсас), қанат ұштарының жоғары-төмен қозғалысын қамтамасыз етеді және еңкейіс бұрышымен өлшенеді. Биіктік бұрылысы – бұл шабуыл бұрышымен өлшенетін ұшақ мұрнының жоғары-төмен қозғалысын қамтамасыз ететін көлденең осьтің айналуы. Бағытталған бұрылыс – мұрынның тік осьтің айналуы, нәтижесінде мұрынның оңнан-солға немесе солдан-оңға қозғалысы туындайды. Ұшу динамикасы ұшақтың осы осьтердің әрқайсысы бойынша айналу тұрақтылығы мен басқарылуымен айналысады.

Тұрақтылық

Ұшақ тұрақсыз болса, ол жоспарланған ұшу жолынан ауытқиды, сондықтан оны басқару қиын. Керісінше, өте тұрақты ұшақ ұшу жолында қалуға бейім, бірақ маневрлеуі қиын. Сондықтан, кез келген конструкция үшін қажетті деңгейдегі тұрақтылыққа қол жеткізу маңызды. Цифрлық компьютерлердің кеңінен қолданылуынан бері, конструкциялар жиі өздерінен тұрақсыз болып жасалады және жасанды тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін компьютерлік басқару жүйелеріне сенеді. Қатты қанат әдетте көлбеу бұрыш, домалану және бағыт бойынша тұрақсыз болады. Дәстүрлі қанаттың көлбеу бұрыш және бағыт тұрақтылығы үшін көлденең және тік тұрақтандырғыштар қажет, олар жебедегі қауырсын сияқты жұмыс істейді. Бұл тұрақтандыру беттері аэродинамикалық күштердің тепе-теңдігін қамтамасыз етеді және ұшу динамикасын тұрақтандырады. https://www.manseper.com