Płatowiec - Polski Serwis Naukowy

Płatowiec — główna część statku powietrznego służąca do zabudowy jednostek napędowych, wyposażenia mechanicznego i elektronicznego, uzbrojenia, a także pomieszczenia załogi i transportu ładunków. Głównym zadaniem płatowca jest wytworzenie aerodynamicznej siły nośnej. Płatowiec samolotu składa się z skrzydeł, kadłuba (niekiedy w postaci dwóch niezależnych kadłubów lub belek kadłubowych), gondoli dla zespołów napędowych, podwozia, usterzenia i układów sterowania. Płatowce szybowców budowane są bardzo podobnie, ale nie posiadają gondoli silników (wyjątek stanowią motoszybowce). Zasadniczymi częściami płatowca są kadłub i skrzydła zawierające elementy wytrzymałościowe takie jak dźwigary i podłużnice wzmocnione pomocniczymi elementami usztywniającymi w postaci wręg, żeber, przegród i pokryć.

Flyer I — pierwszy samolot silnikowy na świecie. Autorami projektu byli Orvill i Wilbur Wright. Pierwszy lot samolotu odbył się 17 grudnia 1903 r. na wzgórzach Kill Devil (Północna Karolina). Podczas 12 sekundowego lotu Flyer I, pilotowany przez Orvilla Wrighta pokonał 36,5 m. Tego dnia odbyły się łącznie cztery loty, z których najdłuższy trwał 59 sekund.

Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.

Głównym celem przy opracowywaniu płatowców jest zapewnienie maksymalnie lekkiej, a jednocześnie sztywnej i wytrzymałej konstrukcji o aerodynamicznym kształcie. Współcześnie konstruowane płatowce są coraz częściej budowane z wykorzystaniem materiałów kompozytowych, lekkich stopów metali, najczęściej duraluminium, czasem tytanu.

Kadłub samolotu jest podstawowym zespołem łączącym wszystkie jego części. Do kadłuba jest przymocowany centropłat (do niego z kolei skrzydła, czasem silnik), usterzenie ogonowe lub przednie, Mieszczą się w nim kabina załogi, w samolotach pasażerskich kabina pasażerska i inne pomieszczenia (np. ładownie, komory bombowe, zbiorniki paliwa, pomocnicze zespoły napędowe, komory podwozia oraz większość wyposażenia i instalacji).

F-117 Nighthawk – amerykański odrzutowy samolot bombowy wykonany w technologii stealth, produkowany przez firmę Lockheed. Służył w United States Air Force od 1983 do 2008. Pomimo oznaczenia "F", stosowanego w lotnictwie USA do klasyfikacji myśliwców, F-117 był taktycznym bombowcem, przeznaczonym do wykonywania precyzyjnych ataków na cele naziemne.

Historia płatowców

Pierwszym udanym płatowcem był skonstruowany w 1903 przez braci Wright samolot Flyer I, który jako pierwszy w historii wykonał lot z napędem silnikowym. Konstruowane wcześniej przez Otto Lilienthala i Czesława Tańskiego lotnie, nie były płatowcami we współczesnym rozumieniu tego słowa, choćby ze względu na brak mechaniki skrzydeł i sterowanie realizowane poprzez zmianę położenia środka ciężkości aerodyny.

De Havilland Mosquito – brytyjski dwusilnikowy, dwumiejscowy samolot wojskowy okresu II wojny światowej, produkowany w różnych wersjach jako samolot myśliwski, myśliwsko-bombowy, nocny myśliwiec, bombowiec i samolot rozpoznania fotograficznego. Zaprojektowany w firmie de Havilland był nowatorską konstrukcją, mimo że zbudowany był głównie z drewna. Uznawany za jeden z najbardziej udanych samolotów używanych podczas II wojny światowej. Został przez pilotów okrzyknięty jako drewniane cudo.

II wojna światowa – największy konflikt zbrojny w historii świata, trwający od 1 września 1939 do 2 września 1945 (w Europie do 8 maja 1945), obejmujący zasięgiem działań wojennych prawie całą Europę, wschodnią i południowo-wschodnią Azję, północną Afrykę, część Bliskiego Wschodu i wszystkie oceany. Niektóre epizody wojny rozgrywały się nawet w Arktyce i Ameryce Północnej. Poza większością państw europejskich i ich koloniami, brały w niej udział państwa Ameryki Północnej i Ameryki Południowej oraz Azji. Głównymi stronami konfliktu były państwa osi i państwa koalicji antyhitlerowskiej (alianci).

Podczas I wojny światowej budowano płatowce konstrukcji drewnianej wzmacnianej elementami metalowymi głównie w postaci stalowych linek i drutów usztywniających kratownicową konstrukcję kadłuba, a także wzmacniających konstrukcję skrzydeł. Głównym materiałem do pokryć ówczesnych płatowców było płótno i sklejka drewniana. Początkowo jednopłatowe samoloty zostały zastąpione przez dwupłaty, które mogły posiadać znacznie krótsze skrzydła przy tej samej powierzchni nośnej, co znacznie wpłynęło na zwiększenie ich zwrotności, bardzo ważnej podczas walk powietrznych. W kadłubach lub na skrzydłach maszyn montowano przeważnie tłokowe silniki rotacyjne, zastąpione w późniejszym okresie silnikami gwiazdowymi i rzędowymi.

Samolot – statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), utrzymujący się w powietrzu dzięki wytwarzanej sile nośnej za pomocą nieruchomych, w danych warunkach względem statku, skrzydeł. Ciąg potrzebny do utrzymania prędkości wytwarzany jest przez jeden lub więcej silników.

Samolot odrzutowy, odrzutowiec – samolot, którego napęd stanowi jeden lub więcej silników odrzutowych. Ściślej rzecz biorąc silniki są najczęściej turboodrzutowymi albo turbowentylatorowymi. Samoloty te rozwijają znaczne prędkości, często poddźwiękowe, a nawet naddźwiękowe.

W okresie międzywojennym konstrukcje płatowców stawały się bardziej aerodynamiczne, a jako materiał do ich budowy coraz częściej wykorzystywano metal. Jednym z pierwszych płatowców zbudowanych całkowicie z metalu był samolot transportowy Douglas DC-3.

Podczas II wojny światowej budowano płatowce głównie z metalu, czasem pokrywając je sklejką rzadziej płótnem. Do ciekawszych konstrukcji płatowców z tamtego okresu należą zbudowany w większości z drewna brytyjski De Havilland Mosquito i amerykański dwukadłubowy myśliwiec dalekiego zasięgu Lockheed P-38 Lightning.

Skrzydło samolotu (płat nośny) – zespół płatowca, jeden z głównych elementów konstrukcyjnych statków powietrznych (samolotów, szybowców) służący do wytwarzania siły nośnej. W przekroju skrzydło ma kształt profilu lotniczego. Na krawędzi skrzydła umieszczone są lotki i często urządzenia do zwiększenia siły nośnej. Skrzydło tworzy często zespół konstrukcyjny w skład którego mogą wchodzić gondole silnikowe, podwozie, zbiorniki paliwa oraz pomieszczenia na ładunek użytkowy.

Podwozie to zespół płatowca (samolotu, śmigłowca lub szybowca) umożliwiający postój na podłożu oraz przejście ze stanu spoczynku do lotu w powietrzu i odwrotnie. Podwozie umożliwia postój płatowca na ziemi, wodzie lub konstrukcji (np. pokładzie okrętu), jego przemieszczanie po podłożu (kołowanie), start i lądowanie (lub wodowanie).

Po zakończeniu wojny i rozpoczęciu ery odrzutowców stało się konieczne budowanie bardziej wytrzymałych płatowców zdolnych znieść ekstremalne warunki prędkości najpierw zbliżonych a później znacznie wyższych od prędkości dźwięku. Powszechne stało się stosowanie reguły pól dla zmniejszenia oporów opływu powietrza przy bardzo dużych prędkościach. Powstały również konstrukcje maszyn o zmiennej geometrii skrzydeł pozwalające pogodzić własności maszyn od dużej rozpiętości charakteryzujących się mniejszymi prędkościami startu i lądowania, i niskie opory powietrza umożliwiające uzyskanie większych prędkości charakterystycznych dla samolotów o skośnych skrzydłach.

Silnik gwiazdowy jest to wielocylindrowy silnik spalinowy, w którym cylindry umieszczone są promieniowo na obwodzie koła, z centralnym wałem korbowym. Silnik gwiazdowy może zawierać od trzech do kilkunastu cylindrów. Silnik taki może mieć obieg zarówno dwusuwowy jak i czterosuwowy. W przypadku tego drugiego (ponad 90% konstrukcji) liczba cylindrów w danej gwieździe jest zawsze nieparzysta. Kilkunastocylindrowe silniki gwiazdowe budowane są w układzie podwójnej, a czasem i poczwórnej gwiazdy (np. silniki do Douglas DC-7).

Jednopłat - typ konstrukcji samolotu lub szybowca, który jest wyposażony w jeden płat nośny (dwa skrzydła). Ten układ charakteryzuje się najmniejszym oporem czołowym oraz najmniejszą masą z pozostałych układów (dwupłat, trójpłat).

Obecnie budowane płatowce są konstruowane w dużej mierze z materiałów kompozytowych, a dzięki wspomaganiu sterowania przez nowoczesne systemy komputerowe ich aerodynamika nie musi być aż tak doskonała. Najbardziej charakterystycznym przykładem takiego płatowca jest Lockheed F-117 Nighthawk, w którym główny nacisk położono na zmniejszenie odbicia promieniowania radarowego kosztem aerodynamicznego kształtu. Także płatowce nowoczesnych samolotów myśliwskich budowane są w taki sposób, aby były niestabilne w locie. Oznacza to, że w przypadku awarii systemów elektronicznych samolot taki nie jest w stanie nawet szybować tracąc stabilność lotu. Taki sposób konstrukcji płatowców jest podyktowany zamiarem zwiększenia zwrotności maszyn myśliwskich, którymi jest łatwiej sterować podczas gwałtownych manewrów, jeśli nie posiadają naturalnej stabilności aerodynamicznej.

Dwupłat - układ konstrukcyjny płatowca, samolotu o dwóch płatach nośnych umieszczonych jeden nad drugim. Najczęściej górny płat umieszczony jest nad kadłubem na wspornikach lub zastrzałach i połączony z dolnym płatem za pomocą rozpórek oraz usztywniony za pomocą napiętych stalowych cięgien lub linek. Rzadziej górny płat mocowany jest bezpośrednio do górnej części kadłuba. Dolny płat zwykle mocowany jest do dolnej części kadłuba, rzadko pod kadłubem. Układ płatów górnego i dolnego wraz ze znajdującymi się między nimi zastrzałami, rozpórkami i cięgnami nosi nazwę komory płatów.

Statek powietrzny to urządzenie zdolne do unoszenia się w atmosferze na skutek oddziaływania powietrza innego niż oddziaływanie powietrza odbitego od podłoża (zgodnie z definicją legalną z ustawy — Prawo lotnicze). Ze względu na sposób unoszenia się w powietrzu statki powietrzne dzieli się na aerostaty (lżejsze od powietrza) i aerodyny (cięższe od powietrza).

Bibliografia

Encyklopedia Techniki Wojskowej, Wydawnictwo MON, Warszawa 1987. ISBN 83-11-07275-2