К (Кабина - Крыло)

Кабина - специальное помещение для размещения экипажа, пассажиров или грузов внутри самолета или вертолета. Размеры и устройство кабины экипажа зависят от назначения и размеров воздушного судна. На первых аэропланах кабин вообще не было. Летчик управлял самолетом сидя, иногда лежа или даже стоя. Единственной его защитой были кожаный костюм-комбинезон, шлем и специальные очки.

Самолеты, построенные в 1910-1913 годах, летали уже со скоростью 80-100 километров в час на высоте 1-2 километров. Но их кабины оставались в основном открытыми, хотя уже делались и закрытые. Когда же скорости самолетов возросли, появились полузакрытые кабины (с защитным козырьком спереди и обтекателем сзади) и закрытые. У современных лайнеров кабины полностью герметичные (изолированные от наружного воздуха), в них поддерживаются заданная температура, давление, влажность и чистота воздуха.

Кабина экипажа: вверху - современного самолета; внизу - самолета будущего

У самолетов, летающих на большие и средние расстояния, кабина экипажа обычно оборудована на четырех человек: два летчика, бортинженер и штурман. На дальних самолетах может быть еще и радист. Кроме того, на больших самолетах в кабине имеются одно-два места для инструктора или инспектора, штурмана-лоцмана и стажеров (учеников). У самолетов же местных линий экипаж составляют два-три человека.

В кабине находятся органы управления - штурвал, педали, всевозможные рукоятки, кнопки, выключатели. На приборных досках установлены различные приборы, индикаторы, указатели, лампочки-сигнализаторы, табло, светящиеся надписи. И все они должны размещаться так, чтобы экипаж мог видеть и понимать их показания. При этом приборные доски не должны мешать обзору. Надо сказать, что компоновка кабины - очень сложное и ответственное дело.

Конструкторы много работают над улучшением кабин, облегчением работы экипажа. Сейчас стараются заменять многочисленные приборы, за которыми надо постоянно следить, телевизионными экранами. На них показания появляются только тогда, когда есть неисправность или отклонения в работе систем, либо по требованию членов экипажа. Например, если пилот хочет узнать высоту полета, скорость ветра, температуру воздуха за бортом, он нажимает кнопку и на экране появляются цифры.

О кабине для пассажиров вы прочтете в статье "Салон".

Существует еще грузовая кабина. Это помещение в самолете (вертолете) для перевозки техники и грузов. В задней части такой кабины (а иногда и в передней) имеются большие люки-ворота для погрузки. Пол делают "пупырчатым" или с шипами, чтобы загружаемые грузы и машины не скользили. А по бокам и в полу предусмотрены кольца или гнезда для крепления (швартовки) грузов. В потолке кабины часто устанавливают тельфер (подъемник), облегчающий погрузку. У некоторых самолетов грузовые кабины достигают внушительных размеров: длина составляет более 30 метров, ширина - до 6, а высота - до 4,5 метров.

"Калитка". Во многих аэропортах пассажиры, направляясь к своему самолету, должны пройти как бы через "калитку" - своеобразную дугу-ворота, в которую вмонтированы датчики магнитометра. Этот чувствительный прибор реагирует на спрятанные в карманы крупные металлические предметы (оружие).

Надо сказать, что такая система проверки не так уж и нова. Много столетий назад во дворце одного восточного императора были ворота, сделанные из магнитного железняка. Если человек, замысливший недоброе, проходил через ворота со спрятанным кинжалом, то магнит словно невидимой рукой "хватал" оружие и тянул его к себе. От неожиданности и испуга человек пытался удержать кинжал и тем самым выдавал себя.

Камов Николай Ильич (1902-1973) - советский конструктор вертолетов. В 1918 году он поступил в Томский политехнический институт, где и увлекся авиацией. Получив диплом инженера, уехал в Москву, работал в мастерских по ремонту самолетов. Свою конструкторскую деятельность Николай Ильич начал с создания так называемого автожира. Внешне этот аппарат похож на вертолет. Только его большой винт, создающий подъемную силу, раскручивается не двигателем, а встречным потоком воздуха (как ветряная мельница). А движение вперед происходит с помощью тянущего винта, который вращает двигатель.

Вертолеты Н. И. Камова

В ноябре 1928 года скромная квартира Камова превратилась в самое настоящее конструкторское бюро. Не зная ни выходных, ни праздничных дней, он с добровольными помощниками одержимо трудился над проектом автожира. В результате менее чем через год - 25 сентября 1929 года - летчик-испытатель И. В. Михеев и Н. И. Камов совершили первый в нашей стране полет на аппарате, названном КАСКР-1. И хотя пролетели они всего 250 метров, но ведь это было только начало!

Затем был создан автожир А-7, который использовался в борьбе с вредителями лесов и садов в предгорьях Тянь-Шаня. После Великой Отечественной войны Н. И. Камов приступил к проектированию вертолетов соосной схемы, у которых два несущих винта располагаются друг над другом, на одной оси. Были созданы Ка-8, Ка-10, Ка-15 и Ка-18.

Но самым удачным оказался вертолет Ка-26. Его называют "летающее шасси" из-за того, что прямо на аэродроме можно быстро установить на вертолет оборудование для авиационно-химических работ или ледовой разведки, санитарное или пожарное, установить кабину для пассажиров или грузов, патрульной службы ГАИ или геологической партии. Этот вертолет особенно удобен для уничтожения вредителей полей и деревьев. Его несущие винты так завихряют распыляемые яды, что они проникают в самую густую листву и оседают на нижней стороне листьев.

За успехи в труде Н. И. Камов удостоен звания Героя Социалистического Труда, награжден Государственной премией СССР, орденами и медалями СССР. Сегодня ОКБ возглавляет Сергей Викторович Михеев.

Каркас - основа, "скелет" самолета и вертолета. У первых самолетов он представлял собой пространственную ферму, а обшивка лишь придавала обтекаемую форму. Делали ее из полотна или тонкой фанеры. Сегодня такие фюзеляжи применяют редко (только для легких самолетов).

Каркасы фюзеляжей: а - ферменный; б - лонжеронный; в - стрингерный

У современных самолетов каркас крыла, фюзеляжа, оперения состоит из набора балок, стержней, различных профилей, который называется силовым набором. Он воспринимает все нагрузки, действующие на машину. Силовой набор бывает продольный и поперечный. Продольный набор - элементы каркаса, направленные вдоль фюзеляжа, размаха крыла, оперения или лопасти винта. К нему относятся лонжероны и стрингеры. Поперечный - элементы каркаса, расположенные поперек частей самолета, вертолета. В крыле и оперении это нервюры, в фюзеляже - шпангоуты. Обшивка в этом случае, как и каркас, воспринимает нагрузки.

Существуют три вида фюзеляжей. У лонжеронного фюзеляжа каркас состоит из мощных лонжеронов и довольно слабых стрингеров и шпангоутов. Такой каркас покрывают листами обшивки небольшой толщины. Стрингерный фюзеляж (его еще называют полумонокок) состоит из часто расположенных стрингеров и шпангоутов и обшивки. Сегодня большинство самолетов имеют такой фюзеляж. Обшивка в этом случае делается большей толщины, чем у фюзеляжа лонжеронного типа. Третий тип фюзеляжа - обшивочный (скорлупно-балочный, монокок). Он состоит из прочной или многослойной обшивки, подкрепленной только шпангоутами. В этом случае все нагрузки воспринимает в основном обшивка.

Крылья современных самолетов обычно бывают так называемых лонжеронной и кессонной конструкций. Лонжеронным называется такое крыло, в котором основную нагрузку воспринимают мощные лонжероны. В зависимости от числа лонжеронов крылья подразделяют на одно-, двух- и многолонжеронные. Если же усилия при изгибе воспринимаются не только лонжеронами, но и обшивкой со стрингерами, то такое крыло называется кессонным. В этом случае обшивку делают более толстой и прочной, а внутренние объемы крыла (кессоны) используют в качестве топливных баков, а также для размещения каких-либо агрегатов или оборудования.

Каркас оперения, рулей, а также лопастей несущих винтов аналогичен каркасу крыла. При небольшой их толщине для увеличения прочности в пространстве между листами обшивки размещают пористый или сотовый заполнитель.

Касса - место, откуда начинается для нас дорога в небо. Покупаете "пропуск"- билет и становитесь авиапассажирами. Многие думают, что продажа билетов - простое дело. Нужно всего-навсего принять заказ, запросить место на нужный рейс, заполнить бланк билета, получить деньги. Но есть в этой профессии и свои тонкости. Хороший кассир подберет вам такой рейс, что "стыки" в расписаниях самолетов, поездов, междугородных автобусов будут удобными, а время, потраченное на дорогу,- минимальным. Он четко знает все авиамаршруты и предложит вам кратчайший путь и удобное время вылета. Билетный кассир должен знать все льготы, предоставляемые пассажирам, уметь расторопно пользоваться многочисленными справочниками, расписанием, таблицами.

Что еще требуется кассиру? Хорошо, если у него разборчивый почерк, четкая дикция. Нужна еще и усидчивость.

Надо сказать, что кассир, как и другие работники гражданской авиации, пользуется различными льготами. Например, через небольшое время после поступления на работу может бесплатно лететь в любой уголок страны - хоть на север, хоть на юг.

Сегодня на помощь кассирам приходят вычислительные машины. С помощью системы "Сирена" автоматизированы трудоемкие операции в продаже билетов. Рабочее место кассира становится похожим на пульт оператора - здесь есть и микрофон, и клавиши для набора запроса, и устройство, выдающее ответ, и пишущая машинка, автоматически (по команде кассира) заполняющая билет. Так что работа кассира - дело интересное, требующее определенных знаний и умений обращаться с современной техникой.

Киль - неподвижная часть вертикального хвостового оперения самолета. К нему крепится поворачивающийся руль направления. Киль обеспечивает самолету устойчивость пути, препятствуя его непроизвольным, случайным отклонениям от курса. Например, если от порыва ветра нос самолета отклонился влево, то самолет некоторое время по инерции будет двигаться боком в том же направлении. Сразу же на правую поверхность киля и руля направления начнет давить поток встречного воздуха, который и заставит самолет вернуться в прежнее положение. Все будет точно так же, если нос самолета отклонится вправо. Разница только в том, что встречный поток воздуха будет давить на киль с левой стороны.

Класс воздушного судна. Чем отличаются самолеты и вертолеты друг от друга? В первую очередь взлетной массой, от которой уже зависят их размеры и другие характеристики. Поэтому было принято, что класс самолета должен определяться взлетной массой (смотрите таблицу).

Но в исключительных случаях, учитывая какие-то выдающиеся данные (скорость, высоту, дальность полета, сложное оборудование), министр гражданской авиации может издать приказ о присвоении более высокого класса самолету или вертолету (независимо от его массы).

Командир корабля - главный человек на воздушном судне. Перед началом полета бортпроводница, приветствуя пассажиров, непременно назовет его имя, отчество и фамилию. Да, этот человек достоин нашего внимания и уважения. Командирами становятся самые опытные пилоты Аэрофлота, прекрасно знающие не только технику, но и умеющие работать с людьми.

В Наставлении по производству полетов определены права и обязанности командира корабля. Командир воздушного судна руководит всей деятельностью экипажа, обеспечивает строгую дисциплину и порядок на воздушном судне. Он обязан быть требовательным к себе и подчиненным, знать уровень специальной подготовки членов экипажа и воспитывать у них высокие деловые, моральные качества, сознательное отношение к служебному долгу. Сплоченность экипажа и, как говорят в Аэрофлоте, его слетанность во многом зависят от командира.

Командир корабля обязан знать: Воздушный кодекс СССР, основные правила полетов над территорией СССР, наставления по производству полетов в гражданской авиации СССР и соответствующие наставления по штурманской и аэродромной службе, по связи, метеообслуживанию, правила перевозок, теорию полета, самолетовождение, метеорологию, радиосвязь, материальную часть самолета или вертолета, двигателей, приборов, правила эшелонирования (полета в определенном диспетчером воздушном "коридоре"), пробивания облачности и расчета захода на посадку по приборам. И это далеко не полный - перечень того, что должен знать" человек, отвечающий за наш с вами полет.

При взлете, при наборе высоты и при снижении, а тем более при посадке командир и второй пилот обычно ведут самолет одновременно. Командир должен постоянно держать в голове множество данных. Диспетчер сообщает ему обстановку в секторе полета, высоту, направление и скорость ветра, метеоусловия. Командир выводит самолет на курс, набирает высоту и одновременно держит в поле зрения пилотажные приборы, показывающие ему курс, крен, высоту, скорость. Командир отдает команды бортинженеру увеличивать или уменьшать тягу двигателей, чтобы самолет не терял скорости. И самое главное - командир все время помнит, что за его спиной - пассажиры, за безопасность которых отвечает именно он.

Композиционные материалы состоят из основы (это обычно полимеры или металлы) и наполнителя. Наряду с алюминиевыми сплавами они все больше используются в авиации. Их основное достоинство заключается в том, что благодаря возможности комбинировать составные элементы и их расположение в материале, можно в результате получить самые разные свойства - высокую жаропрочность и морозоустойчивость, твердость и гибкость, коррозионную стойкость и радиопроницаемость. В качестве наполнителя используют стеклянные, асбестовые, углеродные и другие волокна в виде жгутов, нитей, тканей, сеток, листов. Основой (ее еще называют связующим) чаще всего бывают эпоксидные и другие смолы или алюминиевые, магниевые, титановые и никелевые сплавы. Достоинство композиционных материалов в том, что материал и изделие формуются одновременно, то есть изделие сразу получает готовую форму.

Если наполнителем служит ткань, сетка, широкие ленты, то их сначала раскраивают, а затем выкладывают эти раскроенные детали в форму. Если деталь имеет вид тела вращения, то часто наполнитель просто наматывают на специальных станках с программным управлением. После этого в зависимости от исходных материалов заготовку помещают в прессы, автоклавы, гидроклавы и другие аппараты, где и формуют изделия. Для получения температуры, необходимой для размягчения и сварки металлических или отверждения полимерных связующих, кроме обычных методов нагрева используют токи высокой частоты, инфракрасный нагрев, пропускание тока через металлические волокна-наполнители.

Что же дает авиации применение композиционных материалов? Уменьшение веса деталей самолетов и вертолетов почти на четверть. При этом одновременно возрастают жесткость и вибропрочность конструкций, повышается надежность их работы. Упрощается и сокращается изготовление деталей и агрегатов, резко снижается трудоемкость постройки самолетов и вертолетов. Применяют композиционные материалы в конструкциях крыла, лопастей винтов вертолетов, отсеков фюзеляжа, поверхностей управления, обтекателей антенн, а также для изготовления кресел, полов, декоративных панелей, перегородок пассажирских салонов.

"Конек-горбунок" - первый самолет советской гражданской авиации. Эту маленькую двухместную деревянную машину создал в Одессе в 1923 году конструктор В. Н. Хиони. "Конек-Горбунок" был настолько мал, что о перевозке на нем пассажиров не могло быть и речи. Таких самолетов построили всего 30 и использовали для борьбы с саранчой - с них распыляли ядохимикаты. Таким образом, сельскохозяйственная авиация появилась в нашем гражданском воздушном флоте раньше пассажирской. Впрочем, и пассажирские машины не заставили себя долго ждать.

Контейнер - большой металлический ящик для перевозки грузов. Раньше, когда не было контейнеров, все вещи пассажиров, почту, посылки загружали в самолет вручную. Представляете, сколько времени требовалось, чтобы сначала все чемоданы, свертки, коробки, ящики и ящички погрузить в автомобиль, довезти до самолета, а там снова вручную перенести в багажное отделение! Сегодня багаж сразу ставят в контейнер, закрывают его, привозят на самолет и достают вещи уже в месте прибытия пассажиров. А если это контейнер для грузов и почты, его перегружают в автомобиль, вагон или отвозят на пароход, и он следует до места назначения; Размеры таких контейнеров бывают внушительными - длина до 12 метров, ширина и высота до 2,5 метров.

Крейсерский полет - полет с наиболее длительной и наиболее характерной для данного самолета (вертолета) постоянной скоростью (она тоже обычно называется крейсерской). Это основной, самый экономичный режим полета любого самолета и вертолета. Высота при этом не изменяется или немного увеличивается (самолет становится легче, поскольку сгорает топливо и двигатели могут при той же мощности "поднять" его повыше).

Кресло - место пассажира, в котором он проводит большую часть полета. Конструкторы стараются сделать его как можно удобнее и безопаснее. Надо сказать, что на первых самолетах в кабину просто ставили легкие складные табуреты, стульчики или кресла из ивовых прутьев. Конечно, ни о каких удобствах не было и речи. Лишь позднее для пассажирских самолетов стали создавать специальные сиденья. Сначала они были довольно примитивными - мягкая подушка-сидение, подголовник, подлокотники да ремни безопасности.

Сегодня конструкторы стараются продумать все до мелочей - форма сидений, их мягкость, даже обивка кресел выбираются очень тщательно. Спинка может занимать несколько положений - как вам удобно. Если вы хотите почитать или пообедать, к вашим услугам столик. Для того чтобы положить газету, книгу, есть сеточка на спинке. Ремни безопасности - обязательная принадлежность каждого кресла, так же как для самолетов, летающих над морями и океанами, спасательный жилет. И хотя индивидуальная лампочка, кнопка вызова проводника и "свой" вентилятор не входят в оборудование кресла, они тоже создают ощущение приятного путешествия.

Крыло - часть самолета, которая создает подъемную силу при его поступательном движении. Кроме того, оно обеспечивает устойчивость и управляемость в полете. На крыле находятся рули крена - элероны, а также так называемые элементы механизации крыла - закрылки, предкрылки, щитки, интерцепторы. Крыло обычно используют для установки двигателей, шасси, топливных баков, оборудования. Часто герметизируют непосредственно отсеки крыла, которые служат топливными баками. От размеров, формы и расположения крыла относительно других частей очень сильно зависят летные характеристики самолета. Иногда крыло устанавливают и на вертолетах.

Форма крыла в плане

По виду сверху (в плане) различают несколько типов крыла: прямоугольное, трапецевидное, стреловидное, треугольное. Каждый тип крыла имеет свои достоинства и недостатки. Так, прямоугольное крыло удобно в изготовлении, но обладает по сравнению с трапециевидным худшими аэродинамическими и весовыми качествами. Стреловидные крылья более пригодны для высоких скоростей полета. Дело в том, что скорость воздушного потока около крыла, фюзеляжа, оперения выше скорости полета и зависит от кривизны обтекаемой поверхности. При скорости полета, составляющей примерно три четверти скорости звука, скорость воздушного потока местами может достигать скорости звука. В этих местах возникает так называемый волновой кризис, в результате чего возрастает сопротивление, уменьшается подъемная сила, ухудшается устойчивость и управляемость самолета. А стреловидное крыло "сдвигает" возникновение волнового кризиса в область более высоких скоростей. Но подъемная сила стреловидного крыла меньше, чем нестреловидного (при прочих равных условиях). Треугольные крылья имеют малое лобовое сопротивление при полетах на сверхзвуковых скоростях, у них довольно значительный внутренний объем, но при этом коэффициент подъемной силы меньше, чем у прямого крыла, а также ограничена эффективность механизации крыла (в основном из-за малого размаха крыла). И это далеко не полный перечень достоинств и недостатков различных форм крыла.

Угол поперечного V крыла: а - положительный; б - отрицательный

По виду спереди крылья различают по углу поперечного V. Если концы крыла подняты кверху, угол считается положительным, если опущены - отрицательным. Положительный угол поперечного V увеличивает поперечную устойчивость самолета, отрицательный - уменьшает.

Любое крыло состоит из каркаса и обшивки, покрывающей его. У первых самолетов деревянный каркас обтягивали специальным полотном (оно называлось перкаль). Затем обшивку стали делать из фанеры. Когда в авиацию "пришел" металл, и каркас, и обшивка стали металлическими. С ростом скоростей полета увеличились нагрузки на крыло. Для сохранения его формы стали повышать жесткость обшивки. Добивались этого двумя путями: добавлением стрингеров и нервюр либо увеличением толщины обшивки. Сегодня применяют многослойную обшивку в виде панелей. Межобшивочное пространство при этом заполняется пористым или сотовым заполнителем.