Letjelica

Letjelica je mašina koja ima mogućnost letjeti zahvaljujući međusobnom dejstvu sa zrakom, gdje se suprotstavlja sili gravitacije bilo da koristi statičko ili dinamičko podizanje aeroprofila,. U nekim slučajevima koristi i potisnu snagu sa mlaznog motora. Česti primjeri letjelica su avion, helikopter, cepelin, zračna jedrilica i balon na vrući zrak.

NASA-ine testne letjelice

Mil Mi-8 je najproizvođeniji helikopter u historiji

Cessna 172 Skyhawk je najproizvođenija letjelica u historiji.

Voodoo, modificirani P 51 Mustang je šampion Reno Air Race utrke 2014. godine

Ljudska aktivnost koja se bavi letjelicama naziva se avijacija. Letjelicama s posadom upravlja pilot, ali bespilotna letjelica može biti daljinski upravljana ili samo-upravljana od strane računara. Letjelice mogu biti podijeljene prema različitim kriterijima, kao što su: način podizanja, propulzija letjelice, upotreba i sl.

Historija

Glavni članak: Historija avijacije

Također pogledajte: Hronologija avijacije

Tehnike pravljenja letjelica i priče o ljudskim letovima idu unazad vijekovima, ipak prvo ljudsko uzlijetanje – i sigurno slijetanje – u savremenom dobu bilo je ono sa balonima na vrući zrak koji su razvijeni u 18. vijeku. Oba svjetska rata dovela su do velikih tehničkih dostignuća. Posljedično, historija letjelica može se podijeliti u pet vremenskih etapa:

• Pioniri letenja, od ranih eksperimenata do 1914. godine
• Prvi svjetski rat, od 1914. do 1918. godine
• Avijacija između dva svjetska rata, od 1918. do 1939. godine
• Drugi svjetski rat, od 1939. do 1945. godine
• Poslijeratno doba, zvano i Doba mlaznjaka, od 1945. godine do danas.

Metode podizanja

Aerostati (lakši od zraka)

Glavni članak: Aerostat

Balon na vrući zrak

Aerostati koriste potisak kako bi lebdili u zraku na isti način kao što brodovi plove na vodi. Imali su jednu ili više velikih plinskih vreća ili kupola, koje su bile ispunjene plinom relativno niske gustoće kao što su helij, vodik ili vrući zrak, koji imaju manju gustoću od okolnog zraka.

Mali baloni na vrući zrak koji se još zovu i nebeski fenjeri prvi put su izumljeni u drevnoj Kini u 3. vijeku p.n.e. Korišteni su uglavnom tokom kulturnih proslava i predstavljali su još jednu vrstu letjelica za letenje. Prva vrsta letjelica su bili zmajevi, koji su prvi put izumljeni u drevnoj Kini prije 2000 godina (u vrijeme vladavine dinastije Han).

Zračni brod USS Akron iznad Manhattana 1930-ih godina

balon je bio originalno svaki aerostat, dok je termin zračni brod korišten za velike, snažne dizajne letjelica – često sa fiksnim krilima. Godine 1919, zabilježeno je da Frederick Handley Page da "brodove u zraku," sa manjim putnika oslovljava kao "zračne jahte." U 1930-im, veliki interkontinentalni leteći brodovi također su zvani "brodovima zraka" ili "zračnim brodovima". – iako još nijedan nije izgrađen. Pojavom balona s pogonom, koji se zove dirižabl, a kasnije i čvrstih trupova koji omogućavaju veliko povećanje veličine, počeli su mijenjati način na koji su ove riječi korištene. Izgrađeni su ogromni pogonski leteći uređaji, koji su karakterisani vanjskim okvirom i odvojenom aerodinamičkom kožom oko gasnih vreća. Cepelin su najveći i najpoznatiji. Još uvijek nije bilo letjelica s fiksnim krilima ili nerigidnih balona dovoljno velikih da bi se nazvali zračnim brodovima, tako da je "zračni brod" postao sinonim za ove letjelice. Zatim je nekoliko nesreća, kao što je Hindenburgska katastrofa 1937. godine, dovelo do prekida u proizvodnji ovih zračnih brodova. Danas je "balon" bespogonski aerostat, a "zračni brod" je s pogonom.

Pogonski, upravljački aerostat nativa se dirižabl. Ponekad se ovaj termin koristi za nerigidne balone, a ponekad dirižabl balon se koristi za definisanje zračnog broda (koji može biti rigidan ili nerigidan). Nerigidni dirižabli su okarakterisani umjereno aerodinamičkom gasnom vrećom sa stabilizirajućim perajama na leđima. Ovi su uskoro postali poznati kao blimpovi. Tokom Drugog svjetskog rata, ovaj oblik je široko preuzet za privezne balone; u vjetrovitom vremenu, ovo smanjuje napon na konopcu i stabilizira balon. U modernim vremenima, bilo koji dirižabl ili zračni brod naziva se blimp, iako blimp može biti bespogonski i pogonski.

Aerodini (teži od zraka)

Letjelice teže od zraka, kao što su avioni, moraju naći način da guraju zrak ili drugi gas ispod, tako da ta reakcija uzrokuje (prema Newtonovim zakonima kretanja) guranje letjelice prema gore. Ovo dinamičko kretanje kroz zrak je korijen termina aerodinamik. Postoje dva načina da se proizvede dinamički pomak: aerodinamičko podizanje, i pogonsko dizanje u obliku potiska motora.

Aerodinamičko podizanje sa krilima je najčešći, sa fiksnim krilima koja se drže u zraku zbog pomjeranja krila naprijed, i rotokopter koji obrće rotore u obliku krila koji se ponekad zovu rotirajuća krila. Krilo je ravna, horizontalna površina, često na poprečnom presjeku u obliku aeroprofila. Da bi letio, zrak mora proticati ispod krila i praviti dizanje. Fleksibilno krilo je krilo napravljeno od tkanine ili tankon pločastog materijala, koji je obično rastegnut preko čvrstog okvira (rešetke). Zmaj vezan je za zemlju i oslanja se na brzinu vjetra preko krila, koja mogu biti fleksibilna ili kruta, fiksna ili rotirajuća.

Sa pogonskim podizanjem, letjelica usmjerava svoj potisak motora vertikalno prema dolje. V/STOL letjelica, kao što je Harrier Jump Jet i F-35B uzlijeću i slijeću vertikalno koristeći princip pogonskog podizanja i prelazi na aerodinamičko podizanje u stalnom letu.

Prava raketa se obično ne smatra aerodinom, jer ne zavisi o zraku za svoje podizanje (čak može letjeti i do svemira); ipak, većina aerodinamičkih vozila koja se podižu bila su pogonjena ili pomognuta raketnim motorima. Raketno-pogonjene rakete koje dobijaju aerodinamičko podizanje na velikim brzinama zbog protoka zraka o njihovo tijelo su marginalan slučaj.

Fiksna krila

Airbus A380, svjetski najveći putnički avion.

Glavni članak: Letjelica fiksnih krila

Preteča letjelica fiksnih krila jeste zmaj. Dok se letjelica sa fiksnim krilima oslanja na brzinu naprijed da kreira protok zraka preko krila, zmaj je vezan za zemlju i oslanja se na vjetar koji piše preko njegovih krila da omogući let. Zmajevi su prva vrsta letjelica koja je letjela, i izumljeni su u Kini oko 500. godine p.n.e. Većina aerodinamičkih istraživanja urađena je sa zmajevima prije nego se testiralo letjelice, zračne tunele i prije nego su modelarski programi bili dostupni.

Prva letjelica teža od zraka koja je bila u mogućnosti kontrolirati slobodan let bila je jedrilica. Jedrilicu je dizajnirao George Cayley sa pravom posadom, kontrolisanim letom 1853. godine.

Praktičnu, pogonjenu, letjelicu fiksnih krila (avion) izumili su Wilbur i Orville Wright. Osim metode propulzije, letjelcia fiksnih krila ima generalno karakteriziranu svoju konfiguraciju krila. Najvažnije karakteristike su:

• Broj krila – Monoplan, biplan, itd.
• Podrška krila – Zavareni ili konzolni, kruti ili fleksibilni.
• Platforma krila – uključuje omjer, ugao krutog krila, i bilo koje varijacije duž razdaljine (uključujući važnu klasu deltra krila).
• Lokacija horizontalnog stabilizatora, ako postoji.
• Dihedralni ugao – pozitivan, nula, ili negativan (anhedral).

Letjelica sa promjenljivim krilima može izmijeniti konfiguraciju krila tokom leta.

Leteće krilo ne posjeduje trup, mada može imati male bistere ili ljuske. Suprotno ovome je tijelo za podizanje, koje nema krila, mada može imati male stabilizirajuće i kontrolne površine.

Vozila s utjecajem efekta zemljine površine ne smatraju se letjelicama. One "lete" efikasno blizu površine zemlje ili vode, kao konvencionalne letjelice ttokom polijetanja. Primjer je ruki ekranoplan (nadimak "Čudovište Kaspijskog jezera"). Letjelice s ljudskim pogonom također zavise od efekta zemlje kako bi ostale u zraku sa najmanje trošenja snage pilota, ali ovo je zbog toga što imaju manjak snage—faktički, trup aviona ima mogućnost letenja visočije.

Rotokopter

Žirokopter

Glavni članak: Rotokopter

Rotokopter, ili letjelica s rotirajućim krilima, koristi obrtni rotor s lopaticama od aeroprofila (rotirajuće krilo) da omogući podizanje. Ovi tipovi su helikopter, žirokopter i različiti hibridi kao žirodin.

Helikopteri imaju rotor kojeg pokreće motor. Rotor gura zrak prema dolje praveći podizanje. Naginjanjem rotora naprijed, donji protok se naginje unazad, praveći potisak za let naprijed. Neki helikopteri imaju više od jednog rotora i nekoliko imaju rotore s gasnim mlaznicama na vrhovima.

Žirokopteri imaju bespogonske rotore, sa odvojenim elektranama koje daju potisak. Rotor je naget unazad. Kako se žirokopter pomjera unaprijed, zrak puše prema gore preko rotora, okrećući ga. Ovo obrtanje povećava brzinu protoka zraka preko rotora, da omogući podizanje. Žirozmaj je bespogonski žirokoopter, koji se vuče da da brzinu naprijed ili se privezuje na nepomični anker u jakom vjetru za letenje zmaja.

Ciklokopteri rotiraju krila oko horizontalne ose.

Hibridni rotokopteri imaju krila koja omogućavaju neka ili sve vrste podizanja u letu naprijed. Oni se danas dijele na tip s pogonskim podizanjem a ne kao rotokopter. Nagibni rotor (kao što je V-22 Osprey), nagibno krilo, tailsitter, i koleokopter letjelice imaju svoje rotore/propelere horizontalne za vertikalan let i vertikalne za let naprijed.

Vanjski linkovi

Historija

• Evolucija modernih letjelica (NASA) Arhivirano 27. 12. 2007. na Wayback Machine (en)
• Virtuelni muzej (en)
• Smithsonian Air and Space Museum – Internetska kolekcija sa posebnim fokusom na historiju letjelica i svemirskih brodova (en)
• Amazing Early Flying Machines Arhivirano 13. 12. 2009. na Wayback Machine
• Amazing Early Flying Machines Oryginal

Arhivirano 13. 12. 2009. na Wayback Machine slajdovi Life magazina

Informacije

• Airliners.net (en)
• Aviation Dictionary Besplatni izrazi iz avijacije, fraze i žargoni (en)
• New Scientistova stranica avijacije (en)