Általános repüléselméleti fogalmak gyűjteménye.
autorotálásHa repülés közben a hajtómű felőli meghajtás lecsökken vagy megszűnik, a légcsavart az érkező megfújó levegő forogni kényszeríti, ezt hívjuk autorotálásnak. Ha eközben a hajtómű kis teljesítményen jár, annak fékező hatása (motorfék) nem engedi túlpörögni a légcsavart. Gond akkor lehet, ha teljes teljesítményen járó motorral zuhan a repülőgép, mert ebben az esetben – a negatív dinamikus állásszögből eredően – az autorotáció túlforgatja a légcsavart, és a hajtóművet is. Álló motor esetében az autorotáláshoz szükséges energia erős fékezőhatásként érvényesül, lassítva ezzel a gép repülését.
Az autorotálás a helikopterek esetében a kényszerleszállás egyetlen túlélhető módja. A helikopter hajtóművének leállásakor a rotorlapátokat gyorsan negatívba állítva kell zuhanni a géppel, ekkor a megfújás alulról érkezik és a negatívban (nem emelő hanem süllyesztő pozícióban) álló rotorlapátokat pontosan a jó irányba forgatja tovább a levegő. A talaj fölött – a kellő pillanatban – a pilóta gyorsan pozitívba állítja a lapátok állásszögét, és a lapátok tehetetlensége miatt kis ideig tovább forgó rotor termel még annyi felhajtóerőt, hogy a helikoptert biztonságosan a talajra lehessen tenni.
állásszögA légcsavarlapát is egy szárny, és mint ilyen, csak bizonyos állásszög-tartományokban fejti ki hatását. Nulla állásszögön a légcsavar nem fejt ki húzóerőt. Túl nagy állásszögön pedig – csakúgy mint a repülőgépszárny – átesik. Az optimális határok a légcsavar fizikai kialakításától (profil, húrhossz, lapáthossz, fordulatszám) függnek. Felszálláskor a lehető legnagyobb teljesítményleadásra van szükség, ez a légcsavar kis állásszögén a leghatékonyabb, azaz így van a légcsavar az álló levegőhöz képest optimális pozícióban, az átesési kritikus állásszögtől távol. A földön álló gép esetében- amely ekkor még a levegőhöz képest nem mozog – valós állásszögről beszélünk, de amikor a légcsavar által felvett levegő már a repülés mindenkori sebességével “érkezik”, a dinamikus állásszög kifejezés használatos. Ez relatív fogalom, amely a megfújás sebességével fordítottan arányos. Ebből következik, hogy minden valós állásszöghöz tartozik egy olyan repülési sebesség, ahol a dinamikus állásszög nullára csökken. Gyakorlatilag ez a nem változtatható állásszögű légcsavar sebességhatára. A légcsavar ekkor a fordulatszám növelésével sem ad le több vonóerőt (tolólégcsavar esetében tolóerőt), mert a gép repülési sebességvektorával egyenlő, de azzal ellentétes irányú megfújás pontosan akkora sebességgel érkezteti a levegőt a légcsavarlapátokhoz, amekkorát azok “kiharapnának” az álló levegőből. A dinamikus állásszög ebben a pillanatban nulla. A repülőgép sebességének további növelése a gravitáció irányába nyomással lehetséges, de ekkor már a légcsavar dinamikus állásszöge negatív lesz, ami erős visszahatást fejt ki és ezzel jelentős terhelést jelent a légcsavarlapátoknak, és a motornak egyaránt.
futóműA repülőgép futóművének feladata, hogy biztosítsa a repülőgép irányíthatóságát, amíg a gép a fel-, és leszállás során a földön tartózkodik. További feladata, hogy felvegye azokat a dinamikus erőhatásokat, amely a talajjal történő érintkezés során a gépre hatnak.
Kerekes futóművek: Gumikerekes futóművek, amelyek felfújt gumiabroncsokból állnak. Nagyobb terhelések esetén a kerekek csoportokat alkothatnak, a jobb terheléseloszlás elérése miatt. Alacsony sebességű gépnél a futómű rögzített, nagyobb sebesség elérése esetén a futóművet behúzhatóra építik, amely nagyobb sebességet, és alacsonyabb fogyasztást tesz lehetővé. A két fő futóművet leggyakrabban a szárny alá, a törzs középvonalához szimmetrikusan helyezik el. Más esetben tandem rendszert építenek, amelyben a két fő futóművet a géptörzs alá egymás mögött helyezik el.
Farokkerekes futómű: Ebben az építési módban a kanyarodást vezérlő kereket a farokrész alatt rögzítik a gép törzséhez.
Orrkerekes futómű: A törzs elejére építik be a kormányzó kereket, a hátsó kerekek nem kormányozhatóak.
Úszótest: Vízi repülőgépeken alkalmazott megoldás. A vízi repülőgépeken a kerekek helyett két úszótestet építenek a gép alá, amelyek a víz felszínén tartják a repülőgépet. Az úszótestek mereven vannak építve, nem behúzhatóak, ezért a légellenállásuk jelentős. Más megoldás szerint a gép törzsét csónaktestként alakítják ki, amely kedvezőbb aerodinamikai alakot eredményez.
Szántalpas futómű: Ritka típus. Csak olyan helyen alkalmazzák, ahol hómezőre lehet leszállni, nincs biztonságos vízfelület, vagy szilárd talaj. Tipikusan a sarkkutatók által alkalmazott megoldás.
hajtóműRobbanómotoros hajtómű: A hagyományos dugattyús motorok csak légcsavar segítségével tudják megtermelni a repüléshez szükséges vonó- és/vagy tolóerőt.
Légcsavaros gázturbina: A gázturbinás hajtómű közvetlenül forgatja a légcsavart. A gázturbina kompresszora, turbinája és a légcsavart hajtó reduktor egy tengelyen helyezkedik el.
Szabadturbinás hajtómű, vagy más néven tengelyteljesítményt szolgáltató gázturbina: A kompresszort, és a légcsavart hajtó reduktort működtető turbinafokozatok külön tengelyen helyezkednek el. Elsősorban helikopterek működtetésére alkalmazzák.
Lüktető sugárhajtómű: Egyszerű felépítésű, kis helyigényű sugárhajtómű, melynek elve a tüzelőanyag impulzusszerű meggyújtása. Az égés során ez szolgáltat lüktető sugárhajtást, hasonlóan a dugattyús robbanómotorokhoz. Főként pilóta nélküli fegyvereken (manőverező robotrepülőgépek), és rádió-távirányítású repülőgép-modelleken alkalmazzák.
Gázturbinás sugárhajtómű: Tisztán a sugárhajtás elvét hasznosító hajtómű. A hajtómű a fúvócsőben nagy sebességre gyorsított égéstermékek reakcióerejét (tolóerő) használja ki.
Utánégetős gázturbinás sugárhajtómű: Olyan gázturbinás sugárhajtómű, amelynek a fúvócsövébe (utánégető terébe) üzemanyagot fecskendeznek. A befecskendezett üzemanyag hatására a tolóerő megnövekszik, de jelentősen nő a hajtómű üzemanyag-fogyasztása. A második generációs vadászrepülőgépekben kezdték alkalmazni őket, a szuperszónikus sebeségtartomány felső határáig hatékony, hiperszónikusra (Mach 3) már nem, vagy csak ideiglenesen (ld. MiG–25 hajtóművei).
Torlósugár-hajtómű: A legegyszerűbb felépítésű sugárhajtómű, amely nagyon kevés mozgó alkatrésszel állítja elő a hajtáshoz szükséges tolóerőt belső kialakítása révén. Működéséhez a hajtómű beömlőnyílásán (szívótorok) beáramló levegőnek egy minimális sebességet el kell érnie (200-300 km/h), így ehhez kisegítő meghajtás szükséges (pl. hordozó repülőgép). Ilyen a ramjet, és a scramjet. Nagy sebességű repülés érhető el vele (Mach 3-10).
Kombinált sugárhajtómű: Ez a gázturbinás sugárhajtómű, és a torlósugár-hajtómű összeépítése. Célja a két hajtóműtípus hátrányainak kiküszöbölése (hiperszónikus sebesség el nem érése, és minimális beáramló légsebesség szüksége). Lásd az SR–71 Pratt & Whitney J58 hajtóműveit.
Rakétahajtómű: Olyan sugárhajtómű, ami működéséhez nem használja fel a környező levegőt.
hatás-ellenhatás~ törvénye miatt a forgási iránnyal ellentétes irányú precesszió keletkezik a repülőgépen a légcsavar megforgatásával. A gyakorlatban a pilóta felől nézve a légcsavar forgási irányával ellentétes irányú elfordulás érzékelhető, amely hatás a legnagyobb teljesítményen – felszálláskor – érezhető a legkifejezettebben. Ez a még talajon haladó repülőgép felszállóegyenesről való kitörését idézheti elő. Ezért ezt az oldalkormány segítségével ellen kell tartani, hogy a felszálló gép megtartsa a helyes pályairányt.
légcsavar (A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.)A légcsavar, más szóval propeller a repülőgépek körében általánosan használt erőátviteli megoldás, amely a motor teljesítményét közvetíti a hordozó közegre, a levegőre.
felépítése: Anyaga lehet fa (ez a régebbi repülőgépeknél volt elterjedt alapanyag), lehet fém, és lehet kompozit szénszálas műgyanta is. A légcsavarnak lapátjai vannak, de a légcsavartoll elnevezés is használatos. A lapátok elrendezésének a tömegközéppontja pontosan a légcsavartengelyre van szabályozva. A nagyon pontos beszabályozás rendkívül fontos, mert ha a légcsavar tömegközéppontja nem forgásszimmetrikus, a légcsavar „üt”, és ezzel a motor, illetve az egész repülőgép biztonságát kockáztatja. A szabályozás mértékét érzékelteti, hogy a finombeállítást a légcsavartollakra felvitt festékrétegek vastagságának változtatásával végzik.
A légcsavarlapát tulajdonképpen egy szárny a szó aerodinamikai értelmében: Van profilja, belépő-, és kilépő éle amelyek a forgási iránynak megfelelően vannak kialakítva, és van állásszöge, ami lehet állandó illetve változtatható. Ez utóbbi a „változtatható állásszögű légcsavar”, röviden az „állítható légcsavar”. Ezen túlmenően a korszerű légcsavarlapátnak nem állandó sem a húrhossza sem az emelkedési szöge. Ez utóbbi jellemző a feltűnőbb, hiszen a lapátok végei már gyakorlatilag a forgási síkkal párhuzamosan, nulla emelkedési szögön állnak, és a lapát körül kialakuló áramlás minél csendesebb leválasztásában, kiegyenlítésében vesznek részt.
A légcsavar átmérőjétől függ az egyszerre megmozgatott levegő mennyisége és így a légcsavar vonóereje is. Minél nagyobb levegőtömeget kell egyszerre megmozgatni, annál nagyobb teljesítményű motorra van szükség a meghajtáshoz. Emellett, minél nagyobb a légcsavar átmérője, annál lassabb lehet a maximális fordulatszáma. Az optimális esetben a lapátvégek kerületi sebessége még a kb. 220 m/s értéket sem lépi túl. Ha az átmérőből, a forgatási sebességből, az állásszögből és a standard levegősűrűségből számított vonóerő nem lenne elegendő a repülőgép felszállásához, a következőket lehet tenni: Egy picit rövidebbre veszik az átmérőt, és beiktatnak még egy lapátot. Ezáltal növelhető a maximum forgási sebesség, illetve még egy plusz “szárny” azaz légcsavarlapát vesz részt a forgatóerő levegőnek történő átadásában. Ennek természetesen „ára” van, mert minél több lapát van a légcsavaron, annál erősebb motor kell az azonos sebességű megforgatáshoz. Ez a folyamat addig ismételhető amíg végül elfogy a légcsavarkoszorún az újabb lapátok számára a hely, vagy elértük a használt hajtómű maximális erőleadási képességét. A légcsavarátmérő kiszámításánál figyelembe kell venni a lapátvégek repülőgéptörzstől, és a talajtól való biztonságos távolságát.
meghajtása: A légcsavar meghajtása lehet közvetlen, vagy áttételes. A közvetlen meghajtás esetében a légcsavar közvetlenül a motor főtengelyének kivezetésére van erősítve, így a motor fordulatszáma megegyezik a légcsavar fordulatszámával. A kisgépeknél ez az általánosan elterjedt megoldás, lévén, hogy a fogaskerekes áttételek, reduktorok jelentős plusz tömeget képviselnek. A nagyobb lapát-átmérők esetében már szükséges a reduktor alkalmazása, mert a kerületi sebességre érvényes korlátok miatt a légcsavar fordulatszáma alacsonyabb, ez esetben viszont a motorok forgatónyomatéka lehet kevés. A motor, és a légcsavar viszonya egyfajta kompromisszum, mivel a légcsavar szempontjából a folyamatos nagy forgatónyomaték lenne az ideális minden fordulatszám-tartományban, de a motorok sajátosságaiból adódóan az alacsony fordulaton kívánt nagy nyomaték csakis az átlagosnál nagyobb űrméret alkalmazásával valósítható meg. Ez persze nagyobb fogyasztást, és nagyobb súlyt is jelent. Ha a légcsavarátmérő nagy, abban az esetben hatalmas a megmozgatott levegő mennyisége is, de a légcsavar nem is foroghat túl gyorsan (kerületi sebesség!).
sárkánySárkánynak nevezzük a repülőgép szerkezetét. A sárkány részei a törzs, a szárnyak, vezérsíkok valamint a futómű.
szárnyA szárny a sárkányszerkezet azon része, amelyen a felhajtóerő keletkezik. Fő jellemzője a fesztávolsága, karcsúsága, profilja, nyilazottsága (hátra, ill. előre). Minél nagyobb a hátranyilazási szög, annál stabilabb, és kormányozhatóbb a repülőgép a magasabb sebességtartományokban. Az erősen nyilazott szárnyak felhajtóereje kis sebességnél meglehetősen kicsi, így ezeknek a repülőgépeknek a fel-, és leszállósebessége lényegesen nagyobb. A fékszárny a szárny része, melynek elsősorban fel-, és leszálláskor van szerepe.
törzsA törzs a repülőgép középső, legnagyobb keresztmetszetű szerkezeti eleme. A törzshöz kapcsolják a repülőgép többi szerkezeti elemeit. A törzs elemei a törzskeretek, hosszmerevítők, és a külső repülőgép-burkolat. Nagy sebesség mellett fontos a kis ellenállás, amely növeli a repülőgép hatékonyságát, és sebességét. Ebben helyezik el az irányításhoz szükséges navigációs, és irányító berendezéseket.
egytörzsű repülőgép: Hagyományos repülőgépforma. A repülőgépmotorokat a törzsben, a szárnyon vagy a törzsön kívül is el lehet helyezni. Ha a hajtóművet törzsbe építik, az kedvező légellenállást eredményez. Nagyobb, többmotoros gépeknél a szárnyon helyezik el a hajtóműveket a kedvező terheléseloszlás végett.
kéttörzsű repülőgép: A kéttörzsű megoldás előnyeit többnyire kétmotoros, kisebb repülőgépeken használják ki. A szárny középső tartományában Helyezik el az irányításhoz szükséges eszközöket. A két törzs karcsú felépítésű, hátul a farokszárnyakat fogja közre.
csupaszárny repülőgép: Törzs, és farokfelület nélkül épített repülőgéptípus. A csupaszárny gépeknél az összes berendezést, a hajtóművet, és a terhelést a szárnyban helyezik el, esetleg a szárny közepén gondolát képeznek ki számukra. Repüléséhez, a tévhittel ellentétben nincs szükség semmiféle számítógépes, vagy egyéb rendszerre. Megfelelő szárnyprofillal önmagában is stabil. Mivel a csupaszárny repülőgép teljes felülete a felhajtóerő kialakításában segít és kevés kiálló, súrlódó szerkezeti elemet tartalmaz, nagyon kedvező a légellenállása, kicsi a felületi terhelése (ami nagyban javítja az irányíthatóságát, fordulékonyságát).
vezérsíkA vezérsík feladata a repülőgép vízszintes, és függőleges irányítása. A vezérsíkok összességét farokfelületeknek is nevezik. Ezek a szárnyakhoz hasonló kialakításúak, de méretük kisebb, és elfordítható kormányfelületük van. A vezérsíkok lehetnek T elrendezésűek, de lehetnek V alakban is, amikor a vízszintes, és függőleges kormányzási feladatot két V alakban elhelyezkedő vezérsík látja el.
