Avionul este unul din marilerealiziiri ~tiintifice ale secolu-lui xx. Inginerii s-au inspiratdin studierea zburiitorilornaturii -piisiirile.

Daniel Bernoulli, a facut primul pas important1n cucerirea cerului. Si-a dat seama ca daca unlichid sau un gaz se scurge cu viteza mare, arepresiune mai scazut:l decat la o scurgerelenta. Avand 1n vedere ca aerul este unamestec de gaze, observatia este valabila ~i Incazul aerului. Daca aerul se Intalne~te cu aripi-le unei p~sari In rni~care, va p~trunde partialpe deasupra, partial dedesubtullor. Datorit~faptului ca fata superioara a aripii este arcuit~,deci mai lung~, decat fata inferioar~, aerul vaparcurge o distan~ mai mare deasupra aripii.Aceasta va cre~te viteza curer1tului de aer dea-supra aripii, astfel aerul va exercita o presiune

O Omul a dezvoltat multe tehilologiinoi de cand a inceput sa zboare.Sage'ile Ro~ii. membrii For,elor AerieneBritanice Regale efectueaza acroba,iidemne de admira,ie.

mai mica pe fata superioara a aripii, decit pecea inferioara. Diferenta de presiune vaImpinge aripa 1n sus. Aceasta diferenta depresiune se nume~te forta de ascensiune(aero) dinamica.

jn secolul al XIX-lea multi dintre pionieriizborului s-au folosit de aceste principii pentruproiectarea planoarelor primitive. Sir George

O Modelul deavion aflat intr-untunel de vant arataturbulen~ele deaer. Pentru verifi-carea unor modelenoi de avioane. ~i aturbulen~elor deaer se folosesctunelele de vant.in tunel se intro-duce fum. ceea ceface vizibila mi~-carea aerului.

D intotdeauna oamenii au visat sacucereasca cerul cu abilitatea $i gratiapasarilor. Icar din legendele grece$ti a

zburat cu aripi de ceara spre cer. cand Insa aajuns prea aproape de soare, ceara s-a topit,iar el s-a prabu$it In gol.

Leonardo da Vinci, marele artist $i inventa-tor renascentist a fost oDsedat de ideea de azbura. A lasat in urma sa mai multe proiecteale unor ma$inarii zburatoare imaginate de el.Au trecut Insa 400 de ani pana cand s-a aflatsecretul zborului.

Primele tentative de zbor au avut de celemal multe ori un sfar$it tragic. Unii dintrepilotii cu spirit de aventura $i-au legat aripi debrate, dand din ele "CU indarjire, pentru a seInalta inaer. Nici una din aceste Incercari nua dat rezultat, fiindca "pilotii" nu $i-au datseama ca atat forma, cat $i mi$carea aripii uneipasari are un rol important In zbor .

Descoperire importantain 1738 un matematician ~i medic elvetian,

accelereaz;I, Astfel, presiunea va sc;Idea inpartea de sus, ~i va cre~te in partea de jos,ceea ce urrn;Ire~te forta de ascensiune.

O Dupa decolare ro,ile pe care a pornitavionul de pe rol mai pot fi vazute pentrucateva clipe. Ro,ile vor fi retrase maitarziu. ~i vor ramane in aceasta pozi,ie petoata durata zborului.Ridica-te!

Mai tarziu, primii aviatori au descoperit cumpot face s~ zboare aparatele mai grele decataerul. Pentru aceasta a fost nevoie s~-~i deaseama, cum se poate produce forta ascen-sional~ necesar~. jn cazul plutirii in aerlucrurile au fost mai simple, l~sand totul peseama aerului, dar pentru a se ridica, a tre-buit s~ se g~seasc~ o modalitate de a atinge

Gayley, numit tatal aviatiei, a construit primulplanor in 1853, cu care a ~i zburat. Mai tarziu,prin anii '90 ai secolului trecut, fratii ameri-cani Wright au construit aripi, cu care avioa-nele puteau fi ghidate in anurnite directii.

Sectiunea transversala a aripii separate defuselaj arninte~te de imaginea unei picaturi deapa care se scurge pe o suprafata plana. jnfata, la "bordul de atac" aripa este mai groasa~i rotunjita, in spate insa, la "bordul de scur-gere" se subtiaza complet. Aceasta forma senume~te profil. Curentii de aer orientati dea-supra ~i dedesubtul aripii sugereaza foartebine principiul Bernoulli.

Producerea turbulentelordeaer .

Pe langa forta de ascensiune, la ridicareaaripii avionului contribuie ~i turbulenta aeru-lui. Aerul care trece deasupra aripii la para-sirea bordului de scurgere se intoarce ~i seproduce turbionarea aerului, la fel ca in cazulapei care se scurge intr-o gaura. Fenomenulse nume~te turbulenta initiala, care la randulei produce o alta turbulenta: contraturbulenta.Aceasta este la fel de puternica, ca ~i tur-bulenta initiala, dar se rote~te in directieopusa, astfel ca atunci cand va trece pe subaripa, in directie opusa, se va intalni cu curen-tulde aer principal, pe care il va incetini.

Contraturbulenta se va deplasa maideparte, ia1' la bordulde atac al aripii se vadeplasa in sus, alaturandu~se curentului prin-cipal. Din acest motiv curentul de aer inferiorincetine~te, iar cel superior, deasupra aripii.

carma

(deriva)ampenaj

ve:ti,cal~ ampenaj

orizontal man~a.

--

~

.

eleron

SUPRAFETE DE DIRECTIONARE

stabilizator I palonierorizontal :

(profundor)

iNCLINARE LONGITU-DINALA

iNCLINARELATERALA

ROTATIE -iNTOARCERE,

viteza necesarn pentru a obtine fol1a ascen-sional~.

Wilbur ~i Orville Wright au rezolvat prob-lema, folosind un motor cat mai mic ~i maiu~or. Fe motor au montat o alice format~ dinpiese de prom de arip~: aceasta se rotea peplan verticalln fata motorului. Mi~carea aeru-lui determinat:I de rotatie, sau mai bine zisfol1a determinat:I de aceast~ ~care, senume~te foqa de tractiune. Aerul va fi lmpinslnapoi, iar aparatul de zbor va lnainta. La 27decembrie 1903 In Kitty Harok, Carolina deNord, fratii Wright au efectuat primul zborpeavionullor cu motor. Aparatul a putut s~ par-curg~ doar 36 de metri in 22 secunde, dar areu~it s~ pun~ in practic~ principiul utilizat ~ide proiectantii de avioane care i-au urmat.

Aparate moderne cu reac\iein anii '40 cercet:Itorii care se ocupau de zborau dezvoltat aparatele de zbor cu reactie.Porta de tractiune este obtinut:I In acest cazprin comprimarea aerului lntr-o camern deardere, unde se amestec~ cu un combustibilspecial -kerosen, dup~ care amestecul va fiaprins. Explozia produce un curent (jet) pu-temic de aer, care va propulsa avionul inmomentulln care va p~r~si camera de ardereprin spatele motorului.

Avioanele cu reactie zboarn cu vitez~ maimare decat cele cu alice, dar folosesc o canti-tate foarte mare de combustibil, mai ales laviteze mici. Din acest motiv, au dezvoltat unalt tip de aparat de zbor cu alice actionat~ demotor cu reactie. in zilele noastre se utilizeaz~cel mai des aparatele de zbor cu reactie cu jetde aer dublu. Ace!,tea au o alice format~ dintr-o multitudine de palete, care impinge aerullncamera de explozie, dar produce curenti deaer ~i In jurul motorului, la fel ca o alice nor-mal~, m~rind forta de tractiune. Jetul de gazepoate fi directionat in a~a fel, lncat !'~ sereduc~ fol1a de propulsie,lncetinand aparatulde zbor.

~~

~

Prin intermediul man~eise pot pozifiona eleroa-nele aflate pe aripi.Unul dintre ele va fi

coborat. pentru a mariforfa dinamica ascensio-nala. iar celalalt va firidicat. pentru a scadeaforfa ascensionala.

-

Cu ajutorul palmierului ~se poate vira la stongasou dreapta. La ointoarcere normalil seutilizeazil insilconcomitent inclinarea'ateralil ~i rotafia.

Man~a orienteazil

plilcile de directie a

ampenajului orizontal,

ceea ce determinil o

inclinare in fatil sou in

spate a axului

longitudinal 01 avionului.

2

Miscarea in aer a ax de indinareavionului este fa1:a-spateghidato de aripi ~i

nplocile situate pe

bordul de scurgere aa.mperc:'jului orizon~al ~. SI vertIcal. Cele trel -

suprafefe dedirectionare intorcavionul in jurul celortrei axe: axul deinclinare lateralo,axul de inclinarefafo-spate ~i axul de *" ; ..

rotatie. Aceste functii ax desunt'manevrate din' indinarecabino (carlingo), cu lateralaajutorul man~ei ~i apalonierului.

O Modelul Harrier are 4 jaluzele mobilepentru orientarea jetului de aer din motorin jos, provocand un jet de ascensiune pen-tru decolare. Cand avionul se ridica, pilotulva reorienta directoarele de jet la loc,curentul producand o for~a de propulsie aavionului.

versal~, produc deci o fort~ dinamic~ deascensiune.

La decolare se ridic~ flapsurile de pe bor-dul de scurgere a aripii, care m~resc suprafata~i In acest fel intensitatea fortei de ascensiune.Stabilizatoarele orizontale (profundoarele)aflate pe ampenajul orizontal sunt ridicate. inacest timp botul avionului este orientat i:n sus,coada este cobocita, iar avionul se Inalt~ i:naer. Este foarte important ca i:nainte de Ince-perea aceste manevre avionul s~ aib~ vitez~cbrespunz~toare. Flapsurile ~i profundoareletrebuie ridicate exact In clipa In care fortadinamic~ de ascensiune egaleaz~ greutateaavionului, altfel aparatul pierde din vitez~ ~inu reu~e~te s~ decoleze.

jn momentul In care avionul are o vitez~corespunz~toare, pentru ca forta dinamic~ deascensiune s~ fie suficient de mare, acesta vatrebui ghidat corespunz~tor. Zborul are 6etape principale: decolarea, ascensiunea,zborul orizontal, Intoarcerea, coborarea ~iaterizarea. Aceste mi~c~ri vor fi obtinute cuajutorul pl~cilor de ghidare situate pe aripi ~ipe a~a numitele ampenaje. Si acestea auforma profilului de arip~ pe sectiune trans-

Trebuie avuta In vedere ~i problemaforteide rezistenta a aerului. Deplasarea avionuluiproduce o rezisten1;a din parteaaerului, ceeace furnizeaza aparatul. Forta respectivaactioneaza asupra oricarui corp aflat Inmi~care, dar despre forta de rezistentaindusa nu putem vorbi decat Ih cazulavioanelor. Este vorba despre faptul c~ oparte din energia curentului de aercare trecedeasupra aripii se va Intoarce In directieopusa, Impiedicand deplasarea avionuluLFenomenul este cauzat pe de-o parte de

O Atunci cand avionul zboara cu o vitezaconstanta. fort,ele sunt in echilibru. Fort,a deascensiune care ac,ioneaza asupra aripiloreste egala cu greutatea avionului. iar fort,ade propulsie cu fort,a de rezisten'a a aerului.

~

~"

~

:;.0=

O Pjlotul aeroplanului manevreaza cuflapsurjle de altjtudjne. La decolare ~j inal-,are le rjdjca, la coborare le ac,ioneaza indirec,je opusa, jar la aterjzare le rjdjca dinnou, crescand astfel for,a de ascensjune.

~

~"

.~u~

3

PAsAREA MECANICA

pozitia aripilor, pe de alt~ parte de tur-bulentele de aer.

La decolare pilotul contracareaz~ rezis-tenta opus~de aer prin coborarea flapsurilor.Avionul va zbura la un nivel detenninat,viteza lui fiind suficient de mare pentru caforta de propulsie s~. dep~~easc~ forta derezisten1;:l a aerului. Stabilizatoarele orizontalevor fi ridicate din nou, aparatul ln~ltandu-sela nivelul final. Avionul poate efectua un zbororizontal 1:n cazul 1:n care greutatea proprieeste egal~ cu forta de ascensiune. :

Schimbarea direc\iei .~Avionul poate zbura spre destinatie, dar pe j;jparcurs va fi nevoit s~ vireze pentru a avansa ~1:n directia potrivit:l. Virajele se pot efectua cu 3ajutorul altor stabilizatoare, ~i anume: cueleroanele situate pe aripi ~i cu deriva (saucanna), component~ a ampenajului vertical.

Eleroanele se afl~ pe bordul de scurgere aaripilor. Dac~ pilotul vrea s~ lntoarc~ avionulla stanga, atunci va coborl eleronul de pearipa dreapt~, crescand pe partea respectiv~forta de ascensiune. in acela~i timp va ridicaeleronur stang, pe acea parte reducand fortade ascensiune. cand avionul este lnclinat sprestanga, odat~ cu eleroanele va trage cannaspre stan~a, manevra fiind astfel complet:1.

O Bombardierul invizibil (STEALTH B2) afost proiectat pentru a nu putea fi desco-perit. Datorita culorii, nu poate fi vazut pecer. ~i nu are unghiuri ascu,ite, deci practicnu poate fi detectat nici de radare.

Apoi, dac;l avionul este orientat spre directiadorit;l, pilotul retrage eleroanele ~i deriv;l inpozitia normal;l.

Cand avionul se apropie de destinatie,pilotul trebuie s;l se preg;lteasc;l pentru ateri-zarea in conditii de sigurant;l. Este un procescomplex ~i trebuie efectuat cu o precizieextraordinar;l, pentru ca nu cumva aparatul s;lpiard;l brusc din in;lltime. jn conditii idealepilotul va zbura in directia opus;l vantului,curentii de aer facilitand directionarea. Vantul

lateral poate cauza probleme, deoarece poatedezechilibra avionul, ~i Ingreuneaza efectu-area manevrelor de aterizare.

Aterizare linaPentru aterizare pilotuI reduce viteza $icoboara flapsurile $i profundoarele pentru cabotuI sa fie orientat In jos; va scade fortadinamica de ascensiune, cre$te forta de rezis-tenta a aerului, avionuI lncepe sa coboare.cand ajunge In apropierea pistei de aterizare,sunt ridicate stabilizatoarele orizontale, $iintra In functiune aripile adjuvante frontale,situate la borduI de atac aI aripilor. Acesteamaresc suprafa~ aripilor $i accentueaza fortade ascensiune. RezultatuI va fi lnclinareaavionului pe plan orizontaI, botuI fiind orien-tat mai sus decat coada. Aceasta compenseazascaderea fol1ei de ascensiune care rezulta dinreducerea vitezei. Viteza avionului va fi atatde redusa, lncat pentru cateva clipe pare caplute$te deasupra pistei de aterizare.

Pentru reducerea vitezei se pun Infunctiune cateva flapsuri suplimentare.Acestea se afla pe borduI de atac aI aripilor $ise numesc spoilere. Acestea produc turbina-rea aerului, care la randuI lor vor mari fortade rezistenta a aerului $i depa$esc forta deascensiune.

Oprirea avionuluiin aceasta etapa vor fi coborate rotile ceea cemare~te In continuare forta de frecare. ' La

Inceput avionul va atinge solul cu rotile trenu-lui de aterizare principale. Profundoarele vorfi coborate, pentru ca botul sa coboare ~irotile trenului frontal sa atinga solul. Aparatula aterizat complet. Flapsurile sunt coboratecomplet, pentru a mari cat mai mult forta defrecare. Sunt actionate franele de roata, iaraparatulse opre~te in final.

i~"'

~

4

O Exista ~i aparate de zbor cu geometrievariabila. Daca este nevoie de o for,adinamica de ascensiune mai mare, aripilevor fi intinse complet. La zborurile deviteza, aripile pot fi retrase langa fuselaj.