Repülőgép

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Boeing 747-es repülőgép
Nagyít
Boeing 747-es repülőgép

A repülőgép olyan közlekedési eszköz, amely a levegőnél nehezebb, az atmoszférában halad, merev felületei és a levegő reakcióerejéből keletkező felhajtóerő segítségével a repülési magasság és irány megváltoztatására illetve megtartására képes, motor vagy hajtómű segítségével. A motor nélküli repülőgépek (vitorlázó repülőgép) esetében a magasság megtartása vagy növelése csak emelkedő légáramlat (termik, hullám) segítségével lehetséges, de az ilyen járművek ennek hiányában is képesek a kontrollált repülésre és jelentős távolság megtételére relatív csekély magasságvesztéssel (1:25 - 1:50), ezért szintén repülőgépnek tekintjük őket.

A felhajtóerő keletkezéséhez szükséges sebességet légcsavar vagy hajtómű vonó ill. toló ereje biztosítja, motor nélküli repülőgépeknél a gravitáció, vagyis a levegőhöz, mint repülési közeghez viszonyított lejtőpálya.

Azok a légijárművek, amelyek a szükséges felhajtóerőt és kormányzást forgó felületek (forgószárny, rotor) segítségével biztosítják, helikoptereknek nevezzük. Ebben az esetben a felhajtóerőt nem a jármű levegőhöz viszonyított sebessége, hanem a szárnyak forgása állítja elő, ezért képesek a lebegésre ill. a helyből felszállásra.

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Repülés a mitológiában

A repülés talán az egyik legrégibb vágya az emberiségnek. Az ember mindig is irigyen nézte a madarakat, mikor azok könnyedén szelték a hatalmas levegőeget szárnyaikkal. Bizonyítják ezt az ősi mitológiák természetfölötti lényei: a táltosok, sárkányok, boszorkányok, madarak. Csodálatos szerkezetek is felbukkannak, mint például a repülő szőnyeg, Daidalosz és Ikarosz szárnyai, hogy az ember is repülhessen a maga erejéből az égben. A repülés minden korban a szabadság érzését vitte az emberek szívébe. A sztyeppi népek totemállata, a turulmadár, a magyar mitológia szereplője. Árpád népe az Emese álmáról szóló legendájában e madár leszármazottjának tartja magát. A repülésről szóló legendát több vallás könyveiben megtaláljuk. A Bibliában Krisztus egy felhő hátán szállt a mennybe. A turulmadár jó ismerőse a magyaroknak. Azt senki sem tudja, hogy ki, mikor és mivel próbált meg először repülni, olyan régen volt. Mindig is élt olyan ember, aki hitt a repülés megvalósíthatóságában, és meg is próbálta, de az akkori kor technikai fejlettsége a sikeres repülést nem tette lehetővé. A középkorban is izgatta az embereket a repülés gondolata, de úgy vélték, hogy csak természetfölötti képességekkel lehet repülni. Szerintük csak az ördöggel cimboráló varázslók és boszorkányok tudnak repülni, ám ezért a sötét középkor inkvizíciója szerint halálbüntetés járt.

[szerkesztés] A repülés tudományának fejlődése

[szerkesztés] Repülőgépek nagy családja

[szerkesztés] Polgári repülőgépek

[szerkesztés] Utasszállító repülőgépek

Az utasszállító repülőgépeket hatótávolság szerint kategóriákba sorolják.

  • Kis hatótávolságú gépek 10–60 férőhellyel, 1000 kilométeren belüli fuvarozási feladatokat oldanak meg. Hajtóművük többnyire légcsavaros gázturbina vagy gázturbinás sugárhajtómű. Sebességük általában 600 km/h alatt marad, felszálló tömegük 50 tonnáig terjed.
  • Közép hatótávolságú utasszállító gépek maximum 5000 km repülési távolságig.
  • Nagy hatótávolságú gépről 5000 km-es repülési távolság fölött beszélhetünk. A közép és nagy hatótávolságú gépek szerkezete közel azonos. Sebességük csaknem 1000 km/h-ig terjed, repülési magasságuk meghaladhatja a 10 000 métert. A nagy magasságban fellépő vákuum miatt utasterüket túlnyomásos kabinként alakítják ki. Hajtóműveik gázturbinás sugárhajtóművek. Az óriásgépek felszálló tömege eléri a 400 tonnát is, a férőhelyek száma pedig az 500-at.

A repülőgépek súlya nem túl nagy, a felszálló sebesség csökkentése miatt. A Boeing 747-es kerekítve 435 tonna, de pl. a Tupoljev Tu-134 csak 20-30 tonna.

[szerkesztés] Teherszállító repülőgépek

A teherszállító repülőgépek az utasszállító gépekhez képest lassabban repülnek. Általában gyors szállítást igénylő, nagy értékű áruk mozgatására használják őket. Előfordul, hogy az utasszállító gépekből áruszállító változatot is kifejlesztenek, esetleg olyan utasszállító gép épül, amelynek utastere rendkívüli helyzet esetén órák alatt teherszállító géppé alakítható át.

[szerkesztés] Sportrepülőgépek

A sportrepülőgépek vitorlázó és motoros kategóriákra oszthatók.

  • Vitorlázó repülőgép. A gondos áramlástani kialakítás, hosszú és karcsú szárny és könnyű építési mód jellemzi a vitorlázó repülőgépeket. Önállóan fölszállni nem képesek (kivéve a segédmotoros verziókat). Indításukat csörlővel, gumikötéllel, illetve vontatással a földről lehet elvégezni.
  • Motoros sportrepülőgép. A motoros sportgépeket általában dugattyús motorral forgatott légcsavar hajtja. A műrepülés a motor szerkezetében, az üzemanyagban, valamint a kenési rendszerben különleges megoldásokat igényel. A gép szerkezetét nagy igénybevétel (6–9 g gyorsulás) elviselésére kell méretezni.

[szerkesztés] Mezőgazdasági repülőgépek

A mezőgazdasági repülőgépek a talaj közelében, általában 10 méternél alacsonyabban repülnek, így felszerelésük és kialakításuk a sűrű egymás után ismétlődő feladatok ellátására teszik őket alkalmassá. Feladatuk lehet a növényvédelem, amikor is permetezőszer tartályt, szivattyúkat, és szóró berendezést építenek be a repülőgépbe. Használhatják még a talaj, növényzet, ill. vadállomány megfigyelésére is.

[szerkesztés] Speciális célú repülőgépek

Például erdőtüzek oltására a repülőgépet úgy alakítják át, hogy egy speciális tartályba menet közben egy közeli tóból vizet tudjon felvenni, és a tűz fölé érve azt oltásra tudja használni.

[szerkesztés] Katonai repülőgépek

[szerkesztés] Bombázók

A bombázó repülőgépek földi célpontok megsemmisítésére szolgálnak. Típusai: stratégiai bombázók, csatarepülőgépek és vadászbombázók. A történelem során más típusok is léteztek, például a zuhanóbombázó és a torpedóbombázó.

[szerkesztés] Felderítő repülőgép

[szerkesztés] Gyakorló-oktató repülőgép

A gyakorló-oktató repülőgép feladata a pilóták oktatása. Leggyakrabban kétüléses gép, az alapgép egy módosított változata. Az ülések egymás mögött helyezkednek el és a gép mindkét ülésből vezethető. Műszerezettségük megegyezik azzal az alapgépével, amelyre a pilótát képezik. Más szerkezeti eltérés a valódi harci géptől minimális. Éles fegyverzettel felszerelt gyakorló-oktató repülőgépek akár bevetésre is küldhetők.

[szerkesztés] Kísérleti repülőgép

A kísérleti repülőgépeket aerodinamikai kutatásokra használják. A különféle hajtómű-kísérletek céljából építik ezeket a gépeket. Az USA-ban a kísérleti gépeket megkülönböztetés céljából X típusjelzéssel látják el. Minden gépen megtalálható egy új aerodinamikai megoldás, amit tesztelni kívánnak. A kísérleti gépeken bevált megoldásokat a jövőbeli repülőgépeken alkalmazzák. A kísérlet eredményei lassan szivárognak át a gyártási folyamatba, sokszor néhány évtized múlva kerülnek át. A fejlesztés során könnyű, nagy szilárdságú szerkezeti elemeket, hosszú élettartamú, gazdaságos hajtóműveket, korszerű fedélzeti műszereket fejlesztenek ki, amelyeket a polgári gépek tervezésekor is felhasználnak.

[szerkesztés] Különleges repülőgépek

[szerkesztés] Légi utántöltő repülőgép

A légi utántöltő repülőgép feladata, hogy a harci gépeknek az üzemanyag-utánpótlását a levegőből biztosítsák. A modern sugárhajtóművel ellátott vadász- és bombázó gépeknek igen nagy a fogyasztásuk, emiatt gyakran kellett le- és fölszállniuk, ami komoly időveszteséget jelentett, valamint ott kellett hagyniuk emiatt a bevetési körzetet. A másik ok, ami miatt szükség volt rájuk, az atomfegyvereket szállító gépek. A repülés biztonsága miatt ezek a szállító repülőgépek minimális üzemanyaggal szállnak föl, a repülőgépek tankolására így már csak a levegőben van lehetőség. Külön légi utántöltő feladatra repülőgépet nem fejlesztenek, hanem katonai szállítógépből vagy polgári utasszállító repülőből alakítják át. Az átalakított repülőgépben nagy üzemanyagtartályokat és az üzemanyag áttöltését végző szivattyúkat, valamint az áttöltést lehetővé tevő csatlakozót helyeznek el. Az utántöltésre két eljárás terjedt el:

  • Hajlékony csöves utántöltés. Kisebb kapacitású, kis méretű gépek tankolásánál alkalmazzák.
  • Merev, teleszkópcsöves rendszer. Nagy méretű gépek töltésére alkalmas. Nagyobb töltőteljesítményű, mint a hajlékony csöves utántöltő.

[szerkesztés] Lopakodó repülőgépek

A lopakodó repülőgépek építésének célja, hogy a gépet rádiólokátorokkal nehezen vagy egyáltalán ne lehessen észrevenni. A repülőgép vezetőjének így nem kell számolnia az ellenséges légvédelem célzott tüzével. A lopakodó repülőgépek sárkánya furcsa elrendezésű, oldalról nézve szinte pengeéles, így a lehető legkevesebb rádióhullámot veri vissza. Szerkezetük különleges anyagokat tartalmaz, és speciális, radarhullám-elnyelő réteggel vannak bevonva. A korai tervezésű lopakodók formája a repülés szempontjából nem éppen kedvező. A nagy szilárdságú szerkezeti anyagok és a bevonat megnöveli a gép tömegét. Alakjuk miatt a levegőben labilisan repülnének, ezért különleges fedélzeti irányító berendezéssel látják el, ami repülés közben automatikusan stabilizálja a repülőgépet.

[szerkesztés] Szállító repülőgép

[szerkesztés] Vadászrepülőgép

A vadászrepülőgép feladata a légifölény biztosítása. Ennek megfelelően nagy tűzerővel és nagy sebesség mellett jó manőverező képességgel kell rendelkeznie. Fegyverzete szárny és törzs alá függesztett rakéták és bombák mellett hagyományos gépágyúkból is áll. Az elérhető sebesség a hangsebesség háromszorosát közelíti meg. A vadászgépek egy- vagy kétszemélyesek. A gépet a megrendelő által meghatározott feladatnak megfelelő méretűre építik, de elsősorban a fenntartási költségek és a túlélőképesség (minél kedvezőbb tolóerő/tömeg arány, radarkeresztmetszet) miatt törekednek a méret és a tömeg lehető legalacsonyabb szinten tartására. A nagy távolságra tett, vagy hosszabb ideig tartó repülések támogatása céljából rendszerint légiutántöltésre teszik alkalmassá, valamint pótüzemanyagtartály, illeszkedő üzemanyagtartály alkalmazásával növelik a levegőben egy felszállással eltölthető idő mennyiségét.

[szerkesztés] Repülőgép-változatok csoportjai

[szerkesztés] Repülőgép-kategóriák a repülési sebesség alapján

  • Alacsony sebességű repülőgép (500 km/h alatt). Ugyan a repülés közben jelentős légellenállás keletkezik, ennek ellenére a merev szárnyú repülőgépek szárnyának belépő élei a repülőgép hossztengelyére merőlegesek.
  • Szubszonikus repülőgép (500-1000 km/h, 1 Mach alatt). A szubszonikus repülőgépek a hangsebesség alatt repülnek. A sebesség növekedésével fokozottan jelentkezik a levegő összenyomhatósága, de még nem keletkeznek lökéshullámok repüléskor, vagyis a légáramlás nem éri el a hangterjedés sebességét. Az ilyen gépek szárnyainak belépő élei kismértékben nyilazottak.
  • Transszonikus repülőgép (1 Mach környéke) Erre a sebesség tartományra (0,9–1,2 Mach) nem terveznek repülőgépet. A légáramlási anomáliák megakadályozzák, hogy repülőgép tartósan hangsebességgel haladjon.
  • Szuperszonikus repülőgép (1,2–5 Mach). A szuperszonikus repülőgépek konstrukciójában figyelembe kell venni a nagy sebesség miatt a gép testén kialakuló lökéshullámokat. A gép orra hegyesre van kiképezve, melynek feladata a gép előtt kialakult nyomáshullám áttörése. A gép homlokfelülete a légellenállás miatt jelentős felmelegedésnek van kitéve, amely a több száz fokot is elérheti. A sárkányszerkezetnek ezt a jelentős hősokkot is el kell viselnie. A szárny alakja erőteljesen nyilazott; egyes széles tartományban repülni képes gépek esetén változtatható nyilazású szárnyakat építenek.

[szerkesztés] A repülőgép szerkezeti elemei

[szerkesztés] Sárkány

Sárkánynak nevezzük a repülőgép szerkezetét. A sárkány részei a törzs, amely a teher, az utasok, valamint a személyzet szállítását szolgálja, a szárnyak, vezérsíkok valamint a futómű.

[szerkesztés] Törzs

A 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 repülőgépburkolat. Nagy sebesség mellett fontos a kis ellenállás, amely növeli a repülőgép hatékonyságát és sebességét. Az orrban helyezik el az irányításhoz szükséges navigációs és irányító berendezéseket, a műszerek egy részét, továbbá a pilóta is itt foglal helyet. Hátrább a személyzet többi része, az utasok, illetve a teher.

[szerkesztés] A repülőgéptörzs szerkezeti kialakításai

  • 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. A törzs hátsó részén, kívül elhelyezett hajtómű kedvezőtlenül befolyásolja a terhelés megoszlását, de légellenállás szempontjából előnyösebb. 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 személyzet és a felszerelés részére a szárny középső tartományában fülkét alakítanak ki. 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)

[szerkesztés] Szárny

A szárny a sárkányszerkezet azon része, amelyen a felhajtóerő keletkezik. Fő jellemzője a fesztávolsága, karcsúsága, profilja, hátranyilazottsága. 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.

[szerkesztés] Vezérsík

A vezérsík feladata a repülőgép vízszintes és függőleges irányítása, illetve egyes újabb típusú repülőgépeken a vízszintes vezérsíkokon - a szárnyhoz hasonlóan - felhajtóerő is képződik. 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, illetve például a Concorde vagy a Tu-144 -es repülőgépen nincs vízszintes vezérsík, hiszen a kellő mértékben hátranyúló szárnyvégeken az egyesített magassági- és csűrőkormány látja el mindkét kormányzási feladatot.

[szerkesztés] Futómű

A 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.

[szerkesztés] Hajtómű

  • Robbanómotoros hajtómű. A hagyományos dugattyús motorok csak légcsavar segítségével tudják megtermelni a repüléshez szükséges vonóerőt. Olcsó megoldás, de csak hangsebesség alatti repülést tesz lehetővé.
  • Turbólégcsavaros hajtómű. Gázturbinás hajtómű közvetlenül forgatja a légcsavart. Hangsebesség fölött nem képes repülni.
  • Gázturbinás hajtómű. Tisztán sugárhajtással épített repülőgép. Hangsebesség alatti, de hangsebesség feletti repülésre is alkalmas. Ez a motor a nagy sebességre gyorsuló elégetett üzemanyag reakcióerejét használja ki.
  • Utánégetős gázturbinás hajtómű. Olyan gázturbinás hajtómű, amelynek a tolósugarába nyers üzemanyagot fecskendeznek. A befecskendezett üzemanyag hatására a teljesítmény megnövekszik, de kedvezőtlenebb a motor fogyasztása.

[szerkesztés] Lásd még

Commons
A Wikimedia Commons tartalmaz Repülőgép témájú médiaállományokat.
  • Civil repülőgépek listája