Ұшақ

Ұшақ (ағылш. airplane, plane, орыс. самолёт) — күштік қондырғы (қозғалтқыш) көмегімен атмосферада ұша алатын, қозғалмайтын қанаты бар, ауадан ауыр ұшу аппараты болып саналады. Бұл аппарат өз қозғалтқышының тарту күшімен белгілі бір жылдамдықпен қозғалған кезде қанатында пайда болатын көтергіш күш әсерінен аспанға көтеріледі.

Як-42 ұшағы

Тарихы

Ежелгі үнді әдебиетінде вимана атты ұшу аппараттарының сипаттамалары кездеседі. Ұшу аппараттары туралы ақпарат сонымен қатар түрлі халықтардың фольклорында да кездеседі (сиқырлы ұшатын кілем, Мыстан кемпірдің келісі).

XVIII-XIX ғғ. аралығында ағылшын табиғат зерттеуші Джордж Кейли қозғалмайтын қанаты және одан бөлек қозғаушысы бар ұшу аппаратының концепциясын ұсынған болатын. 1843 жылы ағылшын өнертапқышы Уильям Хенсон ұшақ жобасына патент алды. 1864 жылы Николай Афанасьевич Телешов Ресейдегі алғашқы ұшақ жобасын ұсынды. 1874 жылы француз теңіз офицері Жан Мари Феликс де Ла Круа Дю Тампль бу машинасы орнатылған толық өлшемді ұшақты жасады. Алайда қозғалтқыштың қуаты жетіспегені салдарынан оған ұшуға мүмкіндік бермеді. 1882 жылы Ресей Империясы әскери мекемесі мен Орыс техникалық қоғамының қатысуымен орыс теңіз офицері Александр Федорович Можайский жобасы бойынша жасалынған бу қозғалтқышы орнатылған ұшақты ұшыруға талпыныс жасалынған болатын. Сол кезеңге дейін жасалып, сыналып жүрген аппараттардың бәрі моторсыз ұшу аппараттары еді. XX ғ-да КСРО-да жасалынған зерттеулер сол кезде қолданылған қозғалтқыштың қуаты ұшақтың ұшуы үшін жеткіліксіз болғанын көрсетеді, алайда бұл ұшақты өз көзімен көрген адамдардың айтуынша ұшақтың жерден қысқа қашықтыққа бірнеше рет көтерілуі болған. Клеман Адер (Франция) және Хайрем (Гирам) Максимнің (США) бу қозғалтқышы бар ұшақтары да бірнеше рет жерден қысқа көтерілімдер жасаған болатын, алайда тұрақты басқарылатын ұшулар жасай алмады. Мұның басты себептері: ұшу мен басқару теориясының, беріктік теориясы мен аэродинамикалық есептеулердің болмауы. Соның нәтижесінде ұшақтар жорамалданып құрастырылған болатын, алайда авиация пионерлерінің көбісінде мол инженерлік тәжірибесі бар болатын.

Конструкция

Ұшақтардың негізгі элементтері (агрегаттары):

• Қанат — ұшақтың ілгерілемелі қозғалысы кезінде ұшу үшін көтергіш күшті тудыратын аэродинамикалық бет. Көтеріші күш қанаттың астыңғы және үстіңгі беттеріндегі ауа қысымының нәтижесіне пайда болды: ұшақ ілгері қозғалған кезде қанаттың астыңғы бетіндегі ауа қысымы үстіңгіге қарағанда артық болады. Қанат көтергіш күш тудырумен бірге көлденең бағыттағы орнықтылықты қамтамасыз етеді. Қанатта аэродинамикалық басқару құралдары (элерондар, элевондар және т.б.), қанаттың көтергіш күші мен ұшақтың аэродинмикалық кедергісін басқаруға арналған қанат механизациясы (алғықанатша, жалғасқанатша және т.б.) орнатылады және көп жағдайларда онда қозғалтқыштар, шассидің негізгі тіректері бекітіледі, әрі оның қуысына жанармай құйылады. Жалғыз қанатты ұшақ — моноплан, ал қанаттары екі қабат орналасқан ұшақ — биплан деп аталады.
• Фюзеляж — экипаж, жолаушылар, жүктер және құрылғыларды орналастыруға, қанатты, қауырсынды, шассиді, қозғалтқыштарды және т.б. ұшақ бөліктерін тұтастырып бекітуге арналған. Фюзеляжы жоқ ұшақтар да бар (мысалы, «ұшатын қанаттар»). Гидроұшақтарда фюзеляж рөлін қайық атқарады.
• Қауырсын — ұшу кезіндегі тұрақтылықты, басқаруды және ұшақтың баланстауын қамтамасыз ететін аэродинамикалық беттер. Ұшақты басқару үшін қауырсында ауытқитын беттер — аэродинамикалық рөлдер (бағыт рөлі, биіктік рөлі) орнатылады немесе қауырсын беттері ауытқитын болып жасалынады.
• Шасси — ұшаққа жерден ұшуды, қонуды, жер бетінде басқаруды және тұрақтауды қамтамасыз ететін тіректер, доңғалақтар және т.б. құрылғылардан тұратын жүйе. Көпшілік жағдайларда шасси жиналмалы болып жасалады. Гидроұшақтарда шасси ретінде арнайы қалтқылар қолданылады. Ұшарда және қонарда жол талғамайтын ұшақтың түрі амфибия деп аталады. Бұл ұшақтың доңғалақты шассиі және қайық тәрізді корпусы болады.
• Күштік қондырғы — ұшақтың ұшуына қажетті, оның аэродинамикалық қарсылыс күшін теңестіретін тарту күшін туғызушы қозғалтқыштар мен қозғаушылардың (винттердің) жиынтығы. Тарту күшін поршенді қозғалтқыштарда ауа винттері, трубовинтті қозғалтқыштарда ауа винттеріне қоса қозғалтқыштан шығатын газдардың реактивті ағыны, ал реактивті қозғалтқыштарда тек газдардың реактивті ағыны, яғни реактивтік күш тудырады.
• Борттық жабдықтар жүйелері — кез келген жағдайда ұшуды қамтамасыз ететін түрлі құрылғылардың жиынтығы.

Классификация

Қолдану мақсатына сәйкес ұшақтар азаматтық және әскери ұшақ болып ажыратылады. Азаматтық ұшақтарға көліктік (жолаушылар таситын, жүк таситын, т.б.), спорттық, туристік, а. ш. жұмыстарына арналған, т.б. арнайы мақсаттық ұшақтар жатқызылады. Көліктік ұшақтар ұшу жолының ұзындығына орай құрлықаралық, магистралдық, жергілікті желі ұшақтарына топталады. Әскери ұшақтар көліктік, байланыстық, санитарлық, т.б. болып бөлінеді. Ұшақтардың ұшу жылдамдығының артуы оның ұшу-қону жолын ұзартады. Қазіргі кезде тік көтеріліп ұшатын әрі тік төмендеп қонатын ұшақтар кеңінен қолданылады; (қараңыз Авиация, Авиация өнеркәсібі)

Қолдану мақсатына қарай

Әскери ұшақ

Әскери:

• Жойғыш
• Тосқауылшы
• Жойығыш-бомбылаушы
• Бомбылаушы
• Майдандық бомбылаушы
• Стратегиялық бомбылаушы
• Зымырантасушы
• Шабуылдаушы ұшақ
• Жанармай құюшы ұшақ
• Дәлдеп-түзетуші
• Патрульдік ұшақ
• Барлаушы ұшақ
• Кемеге қарсы ұшақ
• Әуелік әуе тасымалдаушы
• Әскери көліктік
• Көпнысанды және арнайы.

Әскери ұшақтар қазақ жерінде 1940 -1945 жж. кеңінен қолданылған. Соғыс жылдарында өте жақсы дамымағанымен, қолдануға жарарлық болған. Алайда уақыт өте келе қолданылатын ұшақтың бұл әскери түрлері ҚР-да құрастырылмайды. Өзге елден келетін ұшақтың қазіргі түрлері өте көп.

Жолаушылар ұшағы

Азаматтық

• Жолаушы тасымалдаушы ұшақ
• Көлік ұшағы — жүк тасымалдаушылар
• Пошталық — Авиапошта тасымалдауға арналған.
• Курьерлік
• Ауылшарушылық
• Санитарлық — медециналық көмек беруші ұшақтар
• Өрт сөндіруші — өрт сөндіру үшін (негізіен орман өрттерін)
• Геологиялық барлау — Әуеден геологиялық барлау өткізу
• Эксперименталды — ұшу эксперименттерін жасауға арналған ұшатын лабаратория
• Спорттық — авиациялық спортпен айналасуға арналған ұшақтар
• оқу-жаттығу ұшақтары — ұшқыштарды даярлауға арналған ұшақ
• әскери оқу-жаттығу ұшақтары — әскери ұшқыштарды даярлауға арналған ұшақ. Ең кеңінен пайдаланылатын ұшақтардың бір түрі болып саналатын Азаматтық әуе көліктері ең кең тараған авиация.

Ұшу массасына қарай

• 1 санатты (75 т және одан да көп)
• 2 санатты (30-тен 75 тоннаға дейін)
• 3 санатты (10-нан 30 тоннаға дейін)
• 4 санатты (10 тоннаға дейін)
• жеңілмоторлы
• өте жеңіл (495 кг-ға дейін)

Ұшақ санаты осы ұшақты қабылдай алатын аэродромның санатымен байланысты.

Қозғалтқыштар бойынша

• Күш қондырғысының типіне байланысты:
  • поршеньді (ПҚ) (Ан-2)
  • турбовинтті (ТВҚ) (Ан-24)
  • турбореактивті(ТРҚ) (Ту-154)
  • Зымырандық қозғалтқышпен
  • Комбинацияланған күш қондырғысымен (ККҚ)
• Қозғалтқыш саны бойынша :
  • бір қозғалтқышты (Ан-2)
  • екі қозғалтқышты (Ан-24)
  • үш қозғалтқышты (Ту-154)
  • төрт қозғалтқышты (Ан-124 «Руслан»)
  • бес қозғалтқышты (He-111Z)
  • алты қозғалтқышты (Ан-225 Мрия)
  • жеті қозғалтқышты (К-7)
  • сегіз қозғалтқышты (АНТ-20, Boeing B-52)
  • он қозғалтқышты (Convair B-36J)
  • он екі қозғалтқышты (Dornier Do X)

Құрылымдық сызбасы бойынша

Бұл нышан бойынша классификациялау көпнұсқалы. Төменде ең негізгілері берілген.

Қанат саны бойынша:

• Моноплан
• Полутораплан
• Биплан
• Триплан
• Полиплан

Монопландардағы қанаттың орналысуы бойынша:

• Жоғарыплан
• Ортаплан
• Төменплан
• Парасоль

Қауырсынның орналасуы бойынша:

• Стандартты сызба (қауырсын ұшақ артында)
• Ұшатын қанат (құйрықсыз)
• Құйрықсыз
• «үйрек» (қауырсын ұшақ алдында);

Фюзеляждың типі, өлшемі және қабат саны бойынша:

• Бірфюзеляжды:
  • Тарфюзеляжды;
  • Кеңфюзеляжды;
• Екібалкалы сызба («рама»);
• Фюзеляжсыз («ұшатын қанат»).
• Екіпалубалы ұшақ

Шасси түрі бойынша:

• Құрлықтық;
  • дөңгелекті шасси:
    • құрық тірегімен;
    • алдыңғы тірекпен;
    • велосипред типтес тірекпен;
  • шыңғылы шасси;
  • табан шынжырлы шасси;
  • ауа жастығындағы (ЭКИП және т.б. экперименталды типтерінде);
• Гидроұшақтар;
  • амфибиялар;
  • қалтқылы;
  • «ұшатын қайық».

Ұшу жылдамдығына қарай

• дыбыс жылдамдығына дейінгі (Махтың максимал ұшу саны 0,7-0,8-ден кем)
• дыбыс жылдамдығымен шамалас (Махтың максимал ұшу саны 0,7-0,8 - 1,2 аралығында)
• дыбыстан жоғары (Махтың максимал ұшу саны 1,2 - 5 аралығында)
• гипердыбыстық (Махтың максимал ұшу саны 5-тен аса)

Қону мүшелері бойынша

• құрлықтық
• қайықтық
• гидроұшақтар
• ұшатын сүңгуір қайығы

Ұшу және қону түрі бойынша

• вертикалді (қиғаш) (ҚҰҚ)
• қысқа (ҚҚҰҚ)
• көлденең (басқаша қарапайым) ұшып қонатын

Модельді жобалау және меңгеру деңгейі бойынша

• экспериментальді
• тәжірибелі
• сериялы

Басқару түріне байланысты

• ұшқыш басқаратын
• ұшқышсыз (робо-ұшақтар)

Қолданылған әдебиеттер

• “Қазақстан”: Ұлттық энциклопедия/Бас редактор Ә. Нысанбаев – Алматы “Қазақ энциклопедиясы” Бас редакциясы, 1998 ISBN 5-89800-123-9
• Б.Ш. Абдульдина, М.Б. Маданова, Г.С. Кулджина Русско-казахский авиационный словарь (Орысша-қазақша авиациялық сөздік) — Азаматтық авиация академиясы, 2007. — ISBN 978-601-7086-01-5.
• Житомирский Г. И Конструкция самолётов — 3-ші. — М.: "Машиностроение", 2005. — Б. 406. — ISBN 5-217-03299-5.