Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


 

A repülőgép olyan, a levegőnél nehezebb közlekedési eszköz, amely 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 merev szárnyú repülőgépek (vitorlázó repülőgép) esetében a magasság megtartása vagy növelése csak emelkedő légáramlat (termik, vagy ún. lejtőszél) segítségével lehetséges, de az ilyen járművek ennek hiányában is képesek a kontrollált repülésre és jelentős távolság megtételére, relatíve csekély magasságvesztéssel (1:25 – 1:50 értékű siklószámmal), ezért szintén repülőgépeknek tekintjük őket.

A felhajtóerő keletkezéséhez szükséges sebességet a légcsavar vagy sugárhajtómű vonó-, illetve tolóereje, motor nélküli repülőgépeknél a gravitáció, vagyis a levegőhöz mint repülési közeghez viszonyított lejtőpálya biztosítja. Merev szárnyú repülőgépek esetében ez a jármű levegőben történő folyamatos haladásával szorosan összefügg. Ebből következően minden merev szárnyú repülőgépre megadható egy minimális biztonságos repülési sebesség, amely kizárólag a levegőhöz viszonyítva értendő.

Vannak olyan repülőgépek, amelyek a szükséges felhajtóerőt és kormányzást nem merev szárnyak, hanem forgó felületek (forgószárny, rotor) segítségével állítják elő, ezeket gyűjtőnevükön forgószárnyas repülőgépeknek nevezzük. Ebben az esetben a felhajtóerőt nem a repülőgép (és szárnya) levegőhöz viszonyított sebessége, hanem a repülőgép körül forgó szárnyak levegőhöz viszonyított sebessége állítja elő. Ezért képesek a lebegésre, illetve a helyből fel- és leszállásra. Ezek a legbonyolultabb szerkezetű 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.
  • Középhatótávolságú 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 tömege nem túl nagy, a felszálló sebesség csökkentése miatt. A Boeing 747-es kerekítve 435 tonna, de például a Tupoljev Tu-134 csak 20-30 tonna.

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

A törzs a repülőgép középső, bizonyos felhasználási típusoknál legnagyobb keresztmetszetű szerkezeti eleme. A törzshöz kapcsolják a repülőgép többi szerkezeti elemeit. A törzs elemei a törzskeretek (törzsbordák), hosszmerevítők, a külső repülőgépburkolat, a csatlakozási (szárnyakhoz) berendezések, a fülkék és rakterek konstrukciós felépítményei. Nagy sebesség mellett fontos a kis ellenállás, amely növeli a repülőgép hatékonyságát és sebességét. Az orrban helyezik el az irányításhoz szükséges navigációs és irányító berendezések egy részét, a műszerek nagy részét, továbbá a pilóta is itt foglal helyet. Hátrább a személyzet többi része, az utasok, illetve a teher.

  • 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 (vagy szimmetrikusan elhelyezve 2-3 db) gondolát képeznek ki számukra. Repüléséhez, a tévhittel ellentétben nincs szükség semmiféle számítógépes, vagy egyéb rendszerre. Megfelelő tervezéssel repülési tulajdonságai ugyanolyanok lehetnek, mint a hagyományos elrendezésű gépeknek, bár ezt kevés gyakorlati felhasználás igazolja. 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)
  •  

    A 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.

    A vezérsík feladata a repülőgép vízszintes és függőleges irányú stabilitásához való hozzájárulás. A vízszintes és függőleges vezérsík elnevezése azok elhelyezkedéséből adódnak, és természetesen ellentétes (ill. 90 fokkal elfordított) irányú hatással rendelkeznek. A Vízszintes vezérsík hagyományos felépítés esetében ("hátső szárny" néven illetjük sokan) azért felel, hogy a gép fel-le irányú vezetése biztosított legyen. Nagyon sok dologtól függ, hogy ennek formája, mérete, "profilja" milyen, de alapvető feladata, hogy segítse a függőleges iránytartást (másodlagosan a sebesség-stabilizálást), és elősegítse a váratlan (aerodinamikai) reakciók csökkentését, szóval, hogy stabilizálja a repülési tulajdonságokat. (Ezért Stabilizátor névvel is szokták illetni.) Pl. ha egy gép leejti orrát, gyorsulva zuhanni kezd, illő lenne a farkát lenyomni, ezzel lassítani a zuhanást, valamint áttételesen csökkenteni a sebességét. Fordítva is igaz persze, bár az kicsit bonyolultabb folyamat. A kis hajtóerővel rendelkező gépek (ilyeneket láthatunk mi, halandóak) esetében, főleg a vitorlás gépeknél a vízszintes vezérsíkot tekintjük a (függőleges) repülési iránynak. Ehhez képest a "nagy" szárny néhány fokkal megemelt állásszöggel bír. (Értelmezhetjük fordítva is, a szárny állásszögéhez képest a stabilizátor állásszöge kisebb, tehát gyorsuláskor lenyomja a gép farkát). Ezzel elérjük, hogy gyorsulásnál a szárny (amin a lényegi felhajtó-erő keletkezik) felemeli a gép orrát, ezzel visszalassul a gépünk, adott esetben befejezi a zuhanást is.

    A függőleges vezérsík szerepe lényegesen kevesebb, de a gyakorlatban nagyon bonyolult e-nélkül repülni; a gép oldal-irányú iránytartását segíti elő. Nem kormányzott gép esetében is jelentkezik a két "fél-szárny" között eltérő légellenállás, sok ok miatt. Ha a gép farkát nem vezetnénk meg, az jobbra-balra forgolódhatna, kül. egyéb kihatásaival együtt.

    A vezérsíkok összességét farokfelületeknek is nevezik. Ezek a szárnyakhoz hasonló kialakításúak, de méretük kisebb és (nem a vezérsík fogalmához sorolandó) 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 kombinált csűrő és magassági kormány látja el mindkét kormányzási feladatot.

    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, extrém nagy súlyú gépeknél egész sorokat alkothatnak, a jobb terheléseloszlás elérése miatt. Alacsony sebességű gépnél a futómű rögzített, nagyobb sebesség elérése esetén a futóművet behúzhatóra építik, amely jobb áramlási tulajdonságokat, 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, ez esetben két segédfutómű kerül a szárnyak alá.
      • Farokkerekes futómű. Ebben az építési módban a kanyarodást vezérlő, alacsony építésű kereket a farokrész alatt rögzítik a gép törzséhez. A főfutóműveket jóval a gép súlypontja elé helyezik, hogy a fékezéskor csökkentsék az előrebukás veszélyét. Ilyen futómű-elrendezéssel hárompontos leszállást kell végrehajtani, vagyis mindhárom futóműre nagyjából egyidejűleg kell a terhelést helyezni. Felszálláskor először a farokfutót emelik el a talajtól, majd további sebesség gyűjtése után hagyja el a gép a földet.
      • Orrkerekes futómű. A törzs elejére építik be a kormányzó kereket. A főfutómű kerekei nem kormányozhatóak, ezeket a gép súlypontja mögé helyezik, hogy a gép álló helyzetben ne billenjen hátra. Leszálláskor a főfutók érik először a talajt, majd további lassulás után ereszkedik a gép az orrfutóra. A rendszer erős fékezés esetén is biztosítja a stabil helyzetet.
    • 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. Az úszótest leszálláskor csak közegellenállást növelő eszközökkel fékezhető.
    • Szántalpas futómű. Ritka típus. Csak olyan helyen alkalmazzák, ahol hómezőre kell leszállni, nincs biztonságos vízfelület vagy szilárd talaj. Tipikusan a sarkkutatók által használt repülőgépeken alkalmazott megoldás.
    • Robbanómotoros hajtómű. A hagyományos dugattyús motorok csak légcsavar segítségével tudják megtermelni a repüléshez szükséges vonó- és/vagy tolóerőt. Olcsó megoldás, de csak hangsebesség alatti repülést tesz lehetővé.
    • Gázturbina:
    • Légcsavaros gázturbina. Gázturbinás hajtómű közvetlenül forgatja a légcsavart. Hangsebesség feletti repüléshez nem alkalmas. 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.
    • Sugárhajtómű:
    • Lüktető sugárhajtómű. Egyszerű felépítésű, kis helyigényű sugárhajtómű, melynek elve a tüzelőanyag impulzusszerű meggyújtása, majd az égés során ez szolgáltat lüktető sugárhajtást hasonlóan a dugattyús robbanómotorokhoz. Főként pilóta nélküli fegyvereken (manőverező robotrepülőgépek) és rádiótávirányítású repülőgép-modelleken alkalmazzák.
     
     
    Egy korai De Havilland Goblin II gázturbinás sugárhajtómű. Balra a centrifugálkompreszor, középen a csöves égésterek láthatók. A kép jobb oldalán a fúvócső, előtte pedig a turbina helyezkedik el.
    • Gázturbinás sugárhajtómű. Tisztán a sugárhajtás elvét hasznosító hajtómű. Hangsebesség alatti, de hangsebesség feletti repülésre is alkalmas. A hajtómű a fúvócsőben nagy sebességre gyorsított égéstermékek reakcióerejét (tolóerő) használja ki. Transszónikus sebességtartomány felső határáig biztosít tolóerőt.
    • 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 (például 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.
    •