Structura avionului  

            Forma exterioară a avionului, dimensiunile, motorizarea, organizarea structurală a componentelor sale îi influenţează direct performanţele. Avionul este un aparat complex alcătuit în mod normal din patru subsisteme:

1. structura de rezistenţă

2. sistemul de propulsie                                                                                  

3. echipamentele de bord şi aparatele de comandă a zborului

4. instalaţiile şi mecanizarea aeronavei

            În general, un avion este alcătuit din următoarele părţi principale: aripa cu dispozitivele sale de sustentaţie, fuzelajul, ampenajele orizontal şi vertical cu părţile lor mobile, trenul de aterizare şi sistemul de propulsie. Părţile mobile ale avionului sunt: eleroanele, profundorul, direcţia, flapsurile, voleţii, frâna aerodinamică şi compensatoarele.       

  

            Aparatura de bord este alcătuită din: sisteme pentru controlul zborului, sisteme pentru controlul funcţionării motoarelor, sisteme de navigaţie aeriană, aparatură radio/radiolocaţie.

            La avioanele militare se adaugă armamentul de bord, instalaţiile de bombardament şi dirijare a rachetelor, blindajul de protecţie, acroşajele şi aparatura adecvată misiunilor de luptă.

            Acţionarea comenzilor avionului se realizează prin intermediul instalaţiilor hidraulice şi pneumatice. Esenţiale pentru zborul avionului sunt şi instalaţiile de alimentare cu combustibil şi ulei, instalaţiile electrice, de antigivraj (dezgheţare), sanitară, de izolaţie termică şi fonică, climatizare şi comenzile agregatelor aeronavei, echipamentul de dirijare.

            Comanda sistemului de propulsie şi a comenzilor părţilor sale mobile asigură manevrarea aeronavei.

            Comanda tracţiunii se realizează prin maneta de gaze care acţionează sistemul de propulsie. Comenzile părţilor mobile sunt asigurate prin manşă, paloniere, flapsuri, frâne, etc. De exemplu, acţionarea manşei înainte şi înapoi implică bracarea profundoarelor în sus şi în jos, fapt care duce la o mişcare a avionului în sus sau în jos. Mişcarea manşei spre stânga sau dreapta acţionează eleroanele de pe aripi, ducând la o mişcare de ruliu (rotaţie) în jurul axei longitudinale. Călcarea palonierelor (pedalelor) spre stânga sau dreapta acţionează direcţia avionului în lateral. Ceea ce trebuie reţinut însă, este că manevrarea aeronavei se face prin acţionarea combinată a diferitelor comenzi.

 

 

     Părţile componente şi funcţionarea avionului                           

                Aripa

            În zborul aerodinamic, bazat pe forţa portantă, cea mai importantă parte a avionului este aripa. Împreună un ampenajele, aripa asigură sustentaţia, stabilitatea şi manevrabilitatea avionului. În general aripa este compusă din structura de rezistenţă, înveliş exterior, rezervoarele integrate de combustibil, aparatura hidro-pneumatică aferentă comenzilor. Sub aripă se instalează trenul principal de aterizare al avionului, sistemul de propulsie, acroşaje speciale rachete, bombe sau rezervoare lărgabile.

            Forma în plan a aripii este extrem de diversificată, în funcţie de destinaţia, rolul, dimensiunile, forma sau viteza avionului: aripa dreaptă (An-2, Cessna 172), aripă trapezoidală (F-22 Raptor), aripă în săgeată (A300, BAC 1-11, Su-27), aripă în săgeată cu geometrie variabilă (Tornado, B-1), aripă triunghiulară (F-16, Saab-37 Viggen), aripă delta gotic (Concorde), etc.

                                
              Elementele constructive ale unei aripi de avion obişnuite sunt: lonjeroanele, lisele, nervurile, panourile de înveliş şi alte piese componente, de rigidizare (ex: montanţi) folosite pentru transmiterea eforturile între aripă şi fuzelaj sau între tronsoanele aripii.

            Aripile cu cel puţin două lonjeroane împreună cu învelişul formează chesonul de rezistenţă, care are sarcina de a prelua eforturile aerodinamice şi mecanice la care este supusă aripa.

              Lonjeroanele sunt elemente de rigidizare aşezate de-a lungul aripii, care preiau cea mai mare parte din forţele şi momentele ce acţionează asupra acesteia. Au aspectul unei grinzi consolidate alcătuite din tălpi (profile corniere) şi inimă (platbandă), îmbinate între ele cu nituri. Sunt realizate de regulă din materiale rezistente la încovoiere şi răsucire: duraluminiu, titan, oţeluri speciale.

                Nervurile sunt elemente de rigidizare transversală a aripii, montate de obicei perpendicular pe bordul de atac al aripii. Nervurile au rolul de a păstra forma aripii şi de a transmite solicitările aerodinamice la lonjeroane şi lise. Pot fi nervuri simple sau nervuri de forţă, acestea din urmă având rolul suplimentar de a prelua forţele concentrate datorate diverselor echipamente şi instalaţii acroşate de aripi.

                Lisele sunt elemente de rigidizare montate în lungul aripii cu rolul de a prelua solicitările axiale datorate încovoierii aripii. Ele trebuie să fie rezistente la întindere şi compresiune şi măresc rezistenţa învelişului la deformaţie. Sunt obţinute tehnologic prin extrudare sau îndoire şi sunt alcătuite din duraluminiu, aliaje pe bază de titan sau oţel inoxidabil.

                Învelişul aripii are rolul de a menţine forma sa şi este realizat din tablă de duraluminiu sau aliaje pe bază de titan, magneziu etc. Învelişul este solicitat la eforturi de încovoiere şi răsucire. Ele este prins de celelalte elemente prin nituri. Dacă distanţa dintre lise este mică se foloseşte pentru rigidizarea învelişului tablă ondulată. Îmbinarea tablei ondulate cu invelişul se poate face prin metoda suduri, nu prin nituire. Dacă aripa are grosime mică, învelişul se poate realiza prin panouri monolit. Construcţia unei astfel de aripi se realizează prin îmbinarea panourilor dintr-o singură bucată. La aripile cu grosime foarte mică, spaţiul interior nu mai cuprinde elemente de rigidizare, ci este umplut cu structură de tip fagure sau cu alt material compozit, rezultând o structură compactă, cu rezistenţă mecanică mare.

             Fuzelajul

                Fuzelajul (din franceză fuselage) este partea aeronavei în care este plasată cabina piloţilor, cabina pasagerilor, încărcătura de transport şi cea mai mare parte a echipamentelor şi instalaţiilor de bord. El reprezintă corpul central de care se leagă aripa, ampenajele şi trenul de aterizare. Fuzelajul trebuie să aibă o rezistenţă la înaintare minimă. De aceea forma sa trebuie să fie aerodinamică, să aibă cât mai puţine proeminenţe, suprafaţa "spălată" de curentul de aer să fie bine finisată şi cu cât mai puţine ondulaţii.

                Fuzelajele tip cocă sunt cele mai folosite în prezent în construcţia aerospaţială, ele s-au impus definitiv odată cu apariţia motoarelor turboreactoare. Elementele principale ale fuzelajelor de tip cocă sunt: structura longitudinală formată din lonjeroane şi lise, structura transversală formată din cadre, şi învelişul rezistent.          

             Se folosesc în prezent la aeronave două tipuri de fuzelaje tip cocă:

• semimonococă cu structură formată din lonjeroane puternice şi dintr-o reţea rară de lise şi înveliş subţire

• semicocă, structura constând dintr-o reţea deasă de lise, lonjeroane false (lise rigidizate) şi înveliş subţire.

                Fuzelajele tip cocă sunt rigidizate cu ajutorul unor pereţi şi podele care formează împreună cu restul structurii diverse compartimente folosite pentru amplasarea echipamentelor şi instalaţiilor de bord, pentru depozitarea încărcăturii de transport.

             Ampenajele

                Ampenajele sunt elemente care reprezintă pentru aeronavă organele de echilibru, stabilitate şi comandă. După modul cum sunt construite depinde în mare măsură capacitatea de manevră a aeronavei. Se compun de regulă din ampenajul orizontal format din stabilizator (partea fixă) şi profundor (partea mobilă) şi ampenajul vertical format din direcţie (partea fixă) şi derivă (partea mobilă). La aeronavele supersonice se instalează câteodată două ampenaje verticale, iar stabilizatorul are numai parte mobilă, fiind realizat dintr-o singură bucată. În configuraţia clasică stabilizatorul este plasat în spatele aripii, dar la avioanele de vânătoare moderne poate apare în faţa sa, rezultând aşa-zisa configuraţie "canard" (raţă) (de exemplu la Eurofighter)

                La alte avioane moderne ambele ampenaje pot lipsi, aripa preluând în totalitate rolurile de stabilizare şi comandă (de exemplu la B-2) prin folosirea suprafeţelor de comandă numite elevoane.

            Construcţia ampenajelor respectă în general schemele de construcţie ale aripii.