Popa Stefan Grupa 936
BOEING 747SP
Cuprins:1.Prezentare avion 1..1Istoric 1.2Caracterictici
geometrice de structura 1.3Performante si mase 1.5Descriere sistem
propulsie 1.6Descriere echipamente de bord 1.7Diagrama de manevra
si rafala 2.Desen
1.1 Istoric Boeing 747 SP este o versiune modificata a lui
Boeing 747 si este urmasul lui Boeing 747-100.Este un avion
american de pasageri cvadrimotor lung si foarte lung,curier de mare
si foarte mare capacitate.Initialele SP provin de la Special
Performane.Avionul a fost produs intre 1976 si 1989 si a fost creat
sub indrumarea inginerului de origine slovena Joe
Sutter(n.1921).Avionul in prezent este scos din uz,dar a fost
principalul avion al companiilor United Airlines,South African
Airways,Iran Air,Pan Am.Numarul de avioane produse au fost de 45.
Acesta a intrat in functiune in anul 1976,prima data pentru
compania Pan Am.Mai tarziu acesta a fost achizitionat pentru
anumite guverne dar si de personalitati VIP.In timpul functionarii
a stabilit anumite recorduri dar cu toate acestea nu s-a reusit sa
se atinga pragul de 200 de avioane vandute.In total s-au vandut 45
de avioane de acest tip Ideea crearii lui 747 SP a pornit de la
solicitarea facuta de compania Pan Am pentru un 747 SP capabil de a
trasporta la capacitate maxima o sarcina maxima pe ruta lor cea mai
lunga intre New York si Tokyo,dar si sa realizeze curse intre New
York si Teheran pentru compania Iran Air(New York Teheran a fost
cea mai lunga cursa comerciala non stop din lume pana cand compania
Pan Am a lansat curse intre New York si Tokyo pe la jumatatea
anului 1976) .A fost lansat cu prima comanda a lui Pan Am in anul
1973 si primul exempalar a fost livrat 3 ani mai tarziu in anul
1976. 54 de avioane au fost produse intre 1974 si 1989.In
prezent(Februarie 2013),18 avioane inca zboara si sunt in
functiune,18 au fost casate,si 9 sunt in hangare asteptand salvarea
sau expunerea intr-un muzeu.Compania care inca mai foloseste acest
tip de avion este: -Iran Air Alte corporatii sau organizatii
private: -Ernest Angley Ministries -Frys Electronics -Las Vegas
Sands -Nasa-Stratospheric Obsevatory for Infared Astronomy
-Pratt&Whitney Canada -Guverne:Arabia
Saudita,Yemen,Qatar,Oman,Bahrain Recorduri: Pan Am Flight 50:pentru
a sarbatori a 50 aniversare a companiei Pan Am un boeing 747 SP a
zburat in data de 28-30,1977 din San Francisco cu o durata de 54
ore,7 minute,12 secunde deasupra polului Nord si Sud.Acesta a facut
3 opriri:Londra-Heathrow,Aeroportul International Cape Town si pe
Aeroportul din Auckland Friendship One: A Zburat in data de de 29
-31 1988 de la Seattle / SEA, pentru a strange fonduri pentru
Fundatia prietenie. Doua escale au fost fcute, la aeroportul din
Atena i Aeroportul Taipei, Taiwan Taoyuan International (fostul
Aeroportul Internaional Chiang Kai-shek). Recordul a durat mai puin
de o lun, aa cum a fost btut de ctre un Gulfstream IV pilotat n
parte de Gulfstream Aerospace CEO :Al Paulson. Zborul in jurul
lumii a durat 35 ore i 54 minute de peste 23125 mile
Incidente: La data de 19 februarie 1985, China Airlines Flight
006, cu 274 de pasageri i echipaj la bord pe un zbor de la Chiang
Kai-shek la Aeroportul Internaional din Los Angeles, a suferit o
defectiune la motorul 4 . n timp ce echipajul a ncercat sa il
redreseze avionul s-a inclinat intr-o parte i a nceput o coborre
abrupt de la altitudinea de croazier de 41.000 de metri, ajugand la
4,8 G i 5,1 G de dou ori.Cpitanul a reuit s stabilizeze aeronava la
9.500 de metri,si a aterizat la aeroportul San Francisco care era
la aproximativ 550km. Doi pasageri au fost rnii, iar aeronava a
suferit pagube structurale majore.
1.2.Caracterstigi generale de structura
In afara faptului ca are un fuselaj considerabil mai scurt si o
usa de intrare pe fiecare parte de intrare in avion mai putin,747sp
difera de restul avioanelor 747 prin faptul ca are flapsurile
simplificate si ampenajul vertical mai inalt pentru a contracara
descreterii momentului de giratie.747 sp are flapsuri dintr-o
singura bucata siuate pe bordul de fuga,diferit de restul 747 care
au triple slotted flaps.747SP a fost deasemenea primul avion pana
la fabricarea lui Boeing 777-200LR,care avea lungimea aripii mai
mare decat lungimea fuselajului.Pierderea greutatii datorate
scurtarii fuselajului permite deplasarea pe distante mai lungi,dar
si o viteza considerabila mai mare in comparatie cu alte 747. O
caracteristica a avionului este Stratospheric Observatory for
Infared Astronomy (SOFIA),care este un observator astronomic.747SP
are fuselajul modificat pentru a transporta un telescop cu un
diametru de 2,5m la altitudini mari,deasupra la 99,9% vaporilor de
apa care absorb lumina din atmosfera. O u glisant acoper
deschizatura atunci telescopul nu este n uz.Astronomii culeg datele
si il controleaza din interiorul avionului presurizat. SP poate
transporta pana la 230 de pasageri dispusi in 3 clase sau 331
pasageri(303 la economic si 28 la business) in 2 clase,sau 440 de
pasageri intr-o singura clasa.Putea sa parcurga cea mai mare
distanta dintre avioanele de cursa lunga pana la aparitia lui
boeing 747-400 in 1989.In ciuda performantelor tehnice ,el nu s-a
vandut asa bine cum spera boeing sa se vanda.Cresterea pretului
combustibilului din anii 70-80,aripile grele ale acestuia care
implicau costuri mari,capacitatea de transportare redusa si
cresterea competitie au condus la o vanzare slaba.Cu toate acestea
unele dintre lucrarile ingineresti au fost pastrate si refolosite
la crearea lui 747-300 si 747-400. Structura lui 747SP este la fel
ca la restul avioanelor comerciale tip fagure(honeycomb) Aripan
zborul aerodinamic, bazat pe fora portant, cea mai important parte
a avionului este aripa. mpreun un ampenajele, aripa asigur
sustentaia, stabilitatea i manevrabilitatea avionului. n general
aripa este compus din structura de rezisten, nveli exterior,
rezervoarele integrate de combustibil, aparatura hidro-pneumatic
aferent comenzilor. Sub arip se instaleaz trenul principal de
aterizare al avionului, sistemul de propulsie, acroaje speciale
rachete, bombe sau rezervoare lrgabile.Elementele constructive ale
unei aripi de avion obinuite sunt: lonjeroanele, lisele, nervurile,
panourile de nveli i alte piese componente, de rigidizare (ex:
montani) folosite pentru transmiterea eforturile ntre arip i
fuzelaj sau ntre tronsoanele aripii.Aripile cu cel puin dou
lonjeroane mpreun cu nveliul formeaz chesonul de rezisten, care are
sarcina de a prelua eforturile aerodinamice i mecanice la care este
supus aripa.
Cheson de rezisten
Componentele principale ale chesonului Lonjeroanele sunt
elemente de rigidizare aezate de-a lungul aripii, care preiau cea
mai mare parte din forele i momentele ce acioneaz asupra acesteia.
Au aspectul unei grinzi consolidate alctuite din tlpi (profile
corniere) i inim (platband), mbinate ntre ele cu nituri. Sunt
realizate de regul din materiale rezistente la ncovoiere i rsucire:
duraluminiu, titan, oeluri speciale.Nervurile sunt elemente de
rigidizare transversal a aripii, montate de obicei perpendicular pe
bordul de atac al aripii. Nervurile au rolul de a pstra forma
aripii i de a transmite solicitrile aerodinamice la lonjeroane i
lise. Pot fi nervuri simple sau nervuri de for, acestea din urm
avnd rolul suplimentar de a prelua forele concentrate datorate
diverselor echipamente i instalaii acroate de aripi.Lisele sunt
elemente de rigidizare montate n lungul aripii cu rolul de a prelua
solicitrile axiale datorate ncovoierii aripii. Ele trebuie s fie
rezistente la ntindere i compresiune i mresc rezistena nveliului la
deformaie. Sunt obinute tehnologic prin extrudare sau ndoire i sunt
alctuite din duraluminiu, aliaje pe baz de titan sau oel
inoxidabil.nveliul aripii are rolul de a menine forma sa i este
realizat din tabl de duraluminiu sau aliaje pe baz de titan,
magneziu etc. nveliul este solicitat la eforturi de ncovoiere i
rsucire. Ele este prins de celelalte elemente prin nituri. Dac
distana dintre lise este mic se folosete pentru rigidizarea
nveliului tabl ondulat. mbinarea tablei ondulate cu nveliul se
poate face prin metoda suduri, nu prin nituire. Dac aripa are
grosime mic, nveliul se poate realiza prin panouri monolit.
Construcia unei astfel de aripi se realizeaz prin mbinarea
panourilor dintr-o singur bucat. La aripile cu grosime foarte mic,
spaiul interior nu mai cuprinde elemente de rigidizare, ci este
umplut cu structur de tip fagure sau cu alt material compozit,
rezultnd o structur compact, cu rezisten mecanic mare.
FuzelajulFuzelajul (din francez fuselage) este partea aeronavei n
care este plasat cabina piloilor, cabina pasagerilor, ncrctura de
transport i cea mai mare parte a echipamentelor i instalaiilor de
bord. El reprezint corpul central de care se leag aripa, ampenajele
i trenul de aterizare. Fuzelajul trebuie s aib o rezisten la
naintare minim. De aceea forma sa trebuie s fie aerodinamic, s aib
ct mai puine proeminene, suprafaa "splat" de curentul de aer s fie
bine finisat i cu ct mai puine ondulaii.Fuzelajele tip coc sunt
cele mai folosite n prezent n construcia aerospaial, ele s-au impus
definitiv odat cu apariia motoarelor turboreactoare. Elementele
principale ale fuzelajelor de tip coc sunt: structura longitudinal
format din lonjeroane i lise, structura transversal format din
cadre, i nveliul rezistent.
Structura fuzelajului
Se folosesc n prezent la aeronave dou tipuri de fuzelaje tip
coc: semimonococ cu structur format din lonjeroane puternice i
dintr-o reea rar de lise i nveli subire semicoc, structura constnd
dintr-o reea deas de lise, lonjeroane false (lise rigidizate) i
nveli subire.Fuzelajele tip coc sunt rigidizate cu ajutorul unor
perei i podele care formeaz mpreun cu restul structurii diverse
compartimente folosite pentru amplasarea echipamentelor i
instalaiilor de bord, pentru depozitarea ncrcturii de transport.
Ampenajele
Structura ampenajului orizontal vzut "de sus"Ampenajele sunt
elemente care reprezint pentru aeronav organele de echilibru,
stabilitate i comand. Dup modul cum sunt construite depinde n mare
msur capacitatea de manevr a aeronavei. Se compun de regul din
ampenajul orizontal format din stabilizator (partea fix) i
profundor (partea mobil) i ampenajul vertical format din
deriv(partea fix) i direcie(partea mobil). La aeronavele
supersonice se instaleaz cteodat dou ampenaje verticale, iar
stabilizatorul are numai parte mobil, fiind realizat dintr-o singur
bucat. n configuraia clasic stabilizatorul este plasat n spatele
aripii, dar la avioanele de vntoare moderne poate apare n faa sa,
rezultnd aa-zisa configuraie "canard" (ra) .
1.3Performante si mase
Model747SP
Echipajul din cabina de pilotaj3 (2 piloti, un inginer de
zbor)
Capacitate de transport331 (28 clasa 1, 303 clasa economica)
Lungime184ft 9 in (56.31 m)
Lungimea aripii195ft 8 in (59.64 m)
Suprafata aripii5,500ft (511 m)
Inaltime65ft 10 in (20.06 m)
Masa proprie336,870lb (152,780kg)
Masa maxima la decolare670,000lb (304,000kg)
Tipul motoarelorPratt & Whitney JT9D-7R4W sau Rolls-Royce
RB211-524C2 turbofan engines
Puterea motorului (x 4)46,500lbf (206.8kN)
Viteza maxima0.92 Mach (591 knots, 1,095km/h)
Viteza de croaziera0.88 Mach (535 knots, 990km/h)
Plafon service45,100ft (13.75km)
Distanta maxima6,650nmi (12,320km; 7,650mi)with 276 passengers +
baggage
Capacitate rezervor50,360US gal (190,600l)
1.4 Descriere sistem de propulsie
747SP este echipat cu doua tipuri de motoare.Pratt&Whitney
JT9D-1 a fost primul motor care a echipat primul model de Boeing747
si anume Boeing 747-100. JT9D-1 a fost primul motor turboventilator
cu dublu flux instalat pe un avion de tip civil comercial.
Motoarele turboreactoare cu dublu flux - denumite generic
turboventilatoare - sunt de fapt turboreactoare modificate. Ele se
caracterizeaz prin existena a dou fluxuri de curgere paralele: unul
secundar, de aer, antrenat de un ventilator montat pe acelai ax cu
compresorul de joas presiune a turbinei, care mbrac fluxul de aer
primar (interior) format din gaze de ardere. Traciunea MTR-DF este
suma traciunilor rezultate de cele dou fluxuri. Nu trebuie uitat c
ventilatorul are rol de propulsie, funcionnd ca o elice. Un sistem
MTR-DF este prezentat n desenul de mai jos:
Motorul JT9D-1 poate produce o putere de 206.8kN,aproape de 3
ori fata de motorul de pe DC-8 si 707-320C numit JT3-D.Productia
acestui tip de de motor a incetat in 1990,dar inca mai sunt
folosite pe avioanele:Boeing 747,Boeing 767-200 si pe Airbus A300
si A310.JT9D este construit din aliaje de titan si
nichel.Succesorul acestui tip de motor fabricat de
Pratt&Whitneys este PW4000 care are mai putine parti
componente,o fiabilitate mai mare si un pret de achizitionare mai
mic.
JT9D Engine Family
JT9D-3AJT9D-7JT9D-20JT9D-7Q/7Q3JT9D-59A/70AJT9D-7R4D/D1JT9D-7R4G2JT9D-7R4H1
Static Thrust (lbf)4580047900494005300053000480005475056000
Basic Engine Weight (lb)86088850845092959155890589358885
Length (in)128.2128.2128.2132.1132.2132.7132.7132.7
Fan Diameter (in)92.392.392.393.693.693.493.493.4
Used inBoeing 747-100Boeing 747McDonnell Douglas DC-10/Boeing
747Boeing 747McDonnell Douglas DC-10/Boeing 747/Airbus A300Boeing
767/Airbus A310Boeing 747Airbus A300
Rolls-Royce RB211-524:a fost un model unic cu un design in 3
bobine care genera o forta de tractiune de 50000 de
pouns.Variantele mai noi din anul 1980 ca de exemplu 542C2 care
este echipat pe modelul nostru de avion 747SP are o forta de
tractiune de 51500 pounds.In anul 1981 a fost lansat modelul
524D4,iar dupa asta a aparut o noua clasa de motoare RB211 care ve
echipa Boeing 400.RB211-524H/T produce o forta de tractiune de
60600.
Cu toate ca proiectarea lui RB211 a fost facuta intr-un timp de
colaps financiar a firmei Rolls-Royce ,au fost produse peste 1100
de motoare functionale si a fost predecesoru seriei Trent cu
motoarele turbo ventilator care echipeaza in prezent Boeing
777.
1.6 Descrierea echipamentului de bord
Panoul principal
1:Panoul de control al sistemelor de informare electronice a
zborului(EFIS-Electronic Flight Information System).Acest panou
este folosit pentru a controla informatiile care apar pe ecranul de
navigatie.2:MCP(Mode control panel).MCP se foloseste pentru a
controla Pilotul automat(Automatic Flight Control System)3:Mini
icon panel.Acest panou contine imagini mici care permite selectarea
altor panouri si ecrane.De asemenea contine informatii despre
simbolurile de pe pista si alte simboluri.4:Ecranul principal de
zbor(PFD-Primary Flight Display).Acest aparat afiseaza informatii
de zbor importante cum ar fi viteza aerului,altitudinea ,unghiul de
tangaj si de ruliu,rata de urcare,reglajul DH/MDA,si avertizori ai
autopilotului5:Ecrane de Navigatie(ND-Navigation Display).Acest
ecran afiseaza informatii importante despre pozitionarea
avionului.Are mai multe moduri Approach(APP),VOR,Map and Flight
Plan(FLN).Controlarea lui se face prin panoul de control
EFIS6:Indicatii primare ale motorului si sisteme de avertizare a
pasagerilor(EICAS).Acest ecran afiseaza statusu sistemelor
avionului si a motorului.7:Panoul de control al trenului de
aterizare .Acesta contine comenzi pentru operarea trenului de
aterizare folosit ca si functie primara dar si pentru schimbarea
vitezelor si pentru contolul extensilor flapsurilor.
Panoul de control
1.Managementul Sistemelor Inertiale de Referinta si a
Controlului Electronic al Motorului(Inertial Reference System-IRS
and Electronic Engine Control-EEC management)2.Managementul
Sistemelor Electrice(Electrical System Management).Aceste
instrumente din aceasta zona erau folosite pentru a controla
curentul electric din avion inclusiv puterea electrica
exterioara,operarea APU si generatoarele care antreneaza
motoarele3.Managementul Sistemelor Hidraulice.Aceste instrumente
situate in aceasta zona erau folosite pentru a controla motorul
condus de sistmele hidraulice.4.Dispozitive de detectare si
stingere a incendiilor.Controalele din aceasta zona sunt folosite
pentru a detecta si a controla posibilele incendii la motoare sau
in spatiile cargo5.Pornirea motorelor si dispozitivul de aruncare a
combustibilului(Fuel Jettison).Controalele din aceasta zona sunt
folosite pentru sistemele de pornire a motorului ,parametrii
motorului dar si pentru procesul de golire a
rezervoarelor6.Managementul sistemelor de alimentare.Controalele
din aceasta zona sunt folosite pentru a manipula rezervoarele de
combustibil precum si pompele de combustibil echipate pe
aeronava.7.Sisteme anti inghet.Aceste controale din aceasta zona
manipuleaza sistemele anti inghet situate pe motor,aripa si
parbriz.8.Atenuarea giratiei si presurizarea cabinei.Aceste
instrumente din aceasta zona sunt folosite pentru a porni sau opri
amortizarea giratiei si manipularea manuala a presiunii din cabina
in cazul unui eveniment nedorit9.Sisteme de climatizare.Controlul
aerului tras de elice pentru pornirea motorului si controlul
mediului ambiant din avion(caldura si aerul conditionat) pot fi
produse de catre motor sau APU.10.Luminile avionului.Instrumentele
pentru luminarea externa si interna a avionului sunt controlate
prin butoanele situate in aceasta zona.
Pedestal
Aici se gasesc cateva instrumente cu care pilotul trebuie sa fie
familiarizat.
1.Indicatoare pentru motoare si sisteme de alerta pentru
echipaj(EICAS-Engine indicator and crew alerting system).Statusul
unor sisteme ale avionului pot fi afisate aici.Afisarea se face cu
ajutorul panoului de control EICAS pe ecranul
comandantului.Afisarea include informatii despre
statusuri,combustibili,sisteme hidraulice si electrice,instrumente
ale motoarelor si de zbor ,usi si viteze.2.Indicatoarele pentru
pozitia elevatoarelor3.Levierul pentru frana.Pozitiile posibile
sunt DN-Down,ARM-Armed,Flight DETENT si UP.4.Levierul pentru
acceleratie5.Levier pentru flaps6.Frana de parcare7.Instrumente
pentru combustibil
Suport AFI
1.Panoul Radio.Click NAV1,NAV2,COM1 SAU COM2 pentru a controla
frecventa radio dorita;2.Panoul Audio;3.Panoul Radio ADF;4.Panoul
Transporder,include TCAS;5.Controlul franii automate;6.Semne pentru
pasageri.
FLIGHT MANAGEMENT COMPUTER(FMC)/CONTROL DISPLAY UNITFMU/CDU este
inima avionului in ceea ce priveste managementul vertical si
lateral.Acest sistem ofera informatii de control pilotului automat
bazat pe configuratia,greutatea si pozitia verticala/laterala
.FMU/CDU este folosit pentru navigatia laterala(LNAV),navigatia
verticala(VNAV),vitezele de decolare(V1,Vr,V2),viteze de
aterizare(Vref),altitudinea optima si maxima,definirea rutei.In
cazul acestui avion sunt disponibile cateva setari care includ
:unitati de masura,abilitatea de a salva si incarca setari pentru
avion.In timp ce sunt similare cu alte aparate de acest fel ,exista
diferente semnificative.Este recomandat sa studiezi manualu de
operare pentru a operarea adecvata a aparatului.
Planul de combustibil si greutate si de balansInformatiile de
ardere a combustibilului au fost determinate prin testare in timpul
zborului.Toate informatiile sunt pentru un singur motor(per engine)
si au fost masurate la capacitatea maxima a avionului (greutate
maxima,inaltime maxima),asadar ar trebuie sa reflecte cel mai rau
scenariu posibil.
Exemplu Checklist
1.7 Diagrama de manevr i rafal
Avionul n resurs - Factor de sarcinSe consider avionul ntr-o
evoluie simetric n plan vertical (resurs).Se presupune avionul
raportat la un sistem central.Forele se introduc n modul uzual;
pentru simplificare, traciunea s-a reprezentat pe direcia axei
longitudinale a avionului, etc.
Ecuaiile de micare se scriu prin proiecii pe direcii legate de
vitez.La acestea se adaug ecuaia de momente fa de axa de tangaj.
Conform cu normele, evoluia se presupune stabilizat, prin urmare
aceasta din urm se reduce la o condiie de echilibru.
Mai sus am introdus, n conformitate cu definiiile uzuale,
factorul de sarcin (propriu-zis) n respectiv factorul de sarcin
"secundar" (factor "de accelerare") n'. Cu aproximaii uzuale
ecuaiile se reduc la cele cunoscute
Definiii FAR: Redm textul din FAR-25 25.321 General a) Flight
load factors represent the ratio of the aerodynamic force component
(acting normal to the assumed longitudinal axis of the airplane) to
the weight of the airplane. A positive load factor is one in which
the aerodynamic force acts upward with respect to the
airplaneAadar, notm:
Prin urmare scriem
sau
Diagrama de manevr i rafal
Calcule
adoptat este 2.6
adoptat este 1.1
adoptat este 110 m/s
adoptat este 130m/s
Diagrama de manevr i rafal
19
