ODBORNÉ

Konstrukční řešení letadel díl 1.

Výška umístění křídla vůči trupu letounu

Hornoplošník:

Jak již název napovídá, jedná se o letadla, jejichž křídlo je umístěno v horní části trupu. I přes některé nesporné výhody, není toto řešení v současných dopravních letadlech příliš využíváno.

Jednou z největších výhod je větší stabilita celého letadla v podstatě ve všech směrech. Těžiště je posunuto níže oproti centru aerodynamického proudění, a tudíž je letadlo méně náchylné k přetočení na záda při ztrátě rychlosti. Hornoplošná letadla nemívají vzepětí (konce křídel výš než jejich střed) vyjma malých sportovních a školních typů a mnohdy je úhel vzepětí negativní  -tedy konce křídel níže než jejich střed.

Pokud je letadlo vícemotorové, další výhodou je fakt, že při podvěšení motoru pod křídlo, je motor dostatečně vysoko nad letištní plochou. U proudových motorů je proto menší riziko nasátí nečistot z povrchu. Taktéž u vrtulových letadel je umístění motorů výš nad plochou výhodou kvůli průměru otáčející se vrtule.

Také pro piloty a cestující je tato konfigurace nejpříjemnější, protože křídlo nebrání výhledu vpřed a pod letadlo.

Mezi největší nevýhody tohoto uspořádání patří zejména obtížná konstrukce podvozku. Pokud je podvozek umístěn v trupu, je rozchod podvozkových kol, limitovan šířkou trupu. Pokud je tedy trup ve své spodní části úzký, jsou i kola podvozku blízko sebe a letadlo nemusí být příliš stabilní v příčném směru, což může vadit zejména při zhoršených povětrnostních podmínkách. Pokud tedy konstruktéři volí tuto variantu, pomáhají si podvozkovými gondolami ve spodní části trupu. Ty sice řeší problém stability ale pouze za cenu vyššího aerodynamického odporu. Tuto koncepci můžete vidět na letounech ATR nebo An-124. Konstruktéři ale nemají vyhráno, ani pokud zvolí umístění hlavních podvozkových nohou v motorové gondole pod křídlem. To, co doteď bylo výhodou, tedy vyšší umístění motorů nad terénem, se zde naopak stává problémem. Podvozek má sice potřebnou stabilitu, nicméně podvozkové nohy musejí být delší a proto je složitější vymyslet prostor, kam se podvozek zatáhne. Za zmínku také stojí, že podvozek je o mnoho těžší. Takto konstruovány jsou například DHC Dash 8 nebo An – 24/26.

Zvláštní variantou hornoplošných letadel je tzv. Parasol. Nejedná se o klasický hornoplošník, kdy je horní část křídla částí trupu, ale trup je pod křídlem podvěšen na soustavě vzpěr. Tato stavba se používala zejména ve 20. – 30. letech minulého století. Velkou výhodou byla jednoduchost stavby. Dnes se používá převážně u amatérských letounů.



ATR 42 - ČSA                                                                                                        
Foto: Petr Hlaváček      




An 26 Genex
Foto: Lukáš Musil                                                                             


Středoplošník:

Tento typ konstrukčního řešení je pro velká dopravní letadla zcela nevhodný, i když nejde říci, že nebyl nikdy použit.

Oproti hornoplošným letounům je zde těžiště umístěno téměř ve středu aerodynamického proudění. To má za následek dobrou stabilitu a dobré vyvážení v příčném směru. Letadlo je tak lépe ovladatelné a méně „záludné“ při ztrátě vztlaku na pádové rychlosti atd.

Nevhodnost této konstrukce pro velká letadla je zejména v tom, že středem trupu (centroplánu) procházejí nosníky křídla, které zmenšují prostor, který může být využit pro cestující nebo bagáž. Chytře tento problém vyřešili konstruktéři prvního vícepodlažního letadla Breguet 763 Deux Ponts, kde nosníky tvořily část podlahy mezi oběma palubami. Část cestujících tedy seděla pod křídlem a část nad ním.

Středoplošná konstrukce se nejvíce používá u moderních vojenských proudových letounů, kdy pilotní kabina je umístěna před křídlem a motor za ním.

Dolnoplošník:

Dolnoplošná koncepce je dnes u velkých dopravních letadel využívána nejčastější a to i přes spoustu negativních vlivů na letové vlastnosti.

Nejdříve ale k výhodám dolnoplošníků.

Podvozek letadla nemusí být tak vysoký, což je zřejmé zejména u letadel, která nemají motory podvěšeny pod křídly (MD-82Fokker 100 atd.) a křídlo, které tvoří spodek letounu, dává dostatek prostoru, kam se podvozek může zatahovat. Také odpadá problém s nízkou příčnou stabilitou vlivem malého rozchodu hlavního podvozku.

Křídlo umístěné na spodní části trupu také plní nezanedbatelnou bezpečnostní funkci při nouzových přistáních bez podvozku, kdy jeho hmota absorbuje značnou část tření a nárazu a funguje tak podobně, jako deformační zóna u automobilu. Také plní stabilizační roli a brání překlopení do boku.

Mezi hlavní nevýhody patří těžiště umístěné nad centrem aerodynamického proudění a letadlo tak má větší tendenci k překlopení při ztrátě vztlaku. Také se prodlužuje klouzavost při přistání. Letadlu tedy déle trvá, než ztratí přebytečnou rychlost a dosedne na plochu. Tento problém se řeší vztlakovými klapkami, které mění profil křídla a značně letoun brzdí.

Toto konstrukční řešení můžete vidět téměř na všech větších dopravních letadlech od Boeingu 737 až po Airbus 380.



Boeing 737-300 - Jet2
Foto: Petr Hlaváček


Dvojplošníky:

Tato kategorie letadel sem tak úplně nepatří, protože jak název napovídá, májí křídla vlastně dvě. Horní i dolní nosné plochy bývají spojeny vzpěrou a soustavou ocelových drátů, které společně tvoří dostatečně tuhý, nosný komplet. Proudění vzduchu kolem obou křídel se vzájemně ovlivňuje a je proto nutné zvolit správný výškový odstup mezi jednotlivými křídly.

Hlavní výhodou dvouplošných letadel je zejména nízké plošné zatížení. To znamená, že letadlo nemusí mít tak velkou účinnou plochu křídla, aby unesla váhu celého letounu. Tohoto faktu se dá využít dvěma způsoby. Prvním z nich je nutná menší rychlost vytvoření potřebného vztlaku, který dokáže letadlo odlepit od země. V dnešní civilní letecké dopravě, kdy lidé využívají letadla zejména kvůli rychlosti, to tedy výhoda není, nicméně stále jsou odvětví jako zemědělství, kdy je nízká rychlost letu výhodou. Druhý způsob využití nízkého plošného zatížení, je možnost zkonstruovat letoun, který při srovnatelném plošném zatížení jako jednoplošné letadlo, má kompaktnější rozměry a celkově je jeho hmota soustředěna blíže težišti. Následkem toho má letoun nižší setrvačnost ve všech třech osách a je tedy obratnější. Proto se s dvouplošnou koncepcí můžeme setkat například u akrobatického speciálu Pitts Special.

Hlavní nevýhodou, která značně degraduje letové vlastnosti dvojplošníků oproti aerodynamicky čistším jednoplošníkům, je vysoký čelní aerodynamický odpor, který je způsobený soustavou vzpěr a výztuh mezi oběma křídly.

Dnes už nelétá mnoho dvojplošníků a dá se říci, že poslední dvojplošník, používaný pro komerční účely, je ruský AN-2. Byl používán jako práškovací, ale dnes dobře slouží pro vyhlídkové lety a jako výsadkový letoun pro sportovní parašutisty.



An-2 - Jas Air
Foto: Lukáš Musil


Editor: Radka Morrisová
Zdroj: Dušan Slavětínský - O Letadlech



 

You have no rights to post comments