Flygplan elleraeroplan är en gruppluftfarkoster inom huvudgruppenaerodyner (bärplanförsedda luftfarkoster som är tyngre än luft, vars lyftkraft alstras av den luftströmning som uppkommer kring bärplanen då dessa rör sig genom luften), vars bärplan, så kallade vingar, är av fast konstruktion (ej flaxar eller roterar under gång) och framdrivs med hjälp av en kraftkälla bestående av motor med propeller eller reaktionsaggregat, såsom enraket- ellerjetmotor; jämterotorplan, som har bärytor som roterar i förhållande till kroppen, varigenom lyftkraften uppkommer.[1]
Flygplan startar och landar traditionellt på så kalladelandningsbanor (även startbanor), vilka finns anlagda påflygfält ellerflygplatser med mera. De används bland annat förtransport av människor,frakt av varor,forskning, nöje eller sport (t.ex.segelflyg), men ävenmilitära ändamål i olika grenar, såsomspaning ochstrid. De som har utbildning attframföra flygplan kallaspilot (pilotutbildning) medan de som aktuellt för flygplan (flyger) kallasflygförare (förkortatFF), alternativtflygkapten om de har befäl över andra flygförare och personal ombord ett flygplan.
Den första belagda, kontrollerade flygningen med en luftfarkost tyngre än luft (ettglidflygplan) genomfördes avOtto Lilienthal år 1891 i utkanten avBerlin. Den första belagda flygningen med ett flygplan framdriven av motorkraft genomfördes avBröderna Wright iKitty Hawk iNorth Carolina den17 december1903. Den teknik som låg till grund för deras framgång hade till stor del provats ut av andra pionjärer, men de gjorde även egna prov i en egentillverkadvindtunnel.[2]
De tidiga begreppen för flygplansliknande konstruktioner var enkeltflygmaskin.Svenska Akademiens ordbok omnämner flygmaskin 1846 som "om med vingar försedd luftballong".[3] Runt samma period under 1800-talet följer flera begrepp i Europa som börjar med förledetaero (klassisk grekiska för "luft"), såsomaeronautik, luftseglingens konst,aeronaut, en professionell "luftseglare", ochaerostat, "luftburna" fordon som kan stå "statiskt" i luften (aero + stat), ett fintekniskt ord för luftballonger.[4] Av detta myntas slutligen aéroplane på franska under slutet av 1800-talet, en kombination av aero (luft) och plan (bärplan), vilket sedan spreds till de olika europeiska språken (jämförengelska:aeroplane, senareairplane).
Enligtkungliga bibliotekets tidningsarkiv användes den svenska översättningenaeroplan för första gången i svenska dagstidningar under januari 1893, när uppfinnareHiram Maxim (uppfinnaren av den förstaautomatiska kulsprutan) skulle utprova en experimentell flygplanskonstruktion. Göteborgskurirens dagsblad 27 januari 1893 använder begreppet flygmaskin och aeroplan synonymt.[5]
Det moderna begreppetflygplan infördes i svenskan 1913 och började då ersatta ordet 'aeroplan'.[6]
I Europa skissadeLeonardo da Vinci (1452-1519) på de första flygplansliknande konstruktionerna; en flaxande konstruktion driven av muskelkraft, en helikopter och även en fallskärm. Det kom inte längre än till skisser, då det inte fanns någon drivkälla som kunde få konstruktionerna i luften.
I Europa började under 1700-talet de första experimenten medvarmluftballonger, även kallade Montgolfièrer, och senare samma sekel utveckladesvätgasballonger. Man började snart experimentera med framdrivning, men de första riktiga luftskeppen kom först med kolvmotorerna, som började utvecklas i början av 1900-talet. Luftskeppen fick en snabb utveckling fram till den stora, spektakulära olyckan medHindenburg iNew York 1937.
Under slutet på 1800-talet experimenterades på många håll med flygning enligt principen tyngre än luft. TyskenOtto Lilienthal var troligen den förste som flög ett friflygandeglidflygplan. Han gjorde försök och mätningar på modeller och många bemannade glidflygningar 1891–1895.[7] Innan han kunnat verifiera sina teorier om flygning med hjälp av kolvmotordriven propeller, omkom han 1896 vid ett haveri under experimentet. Även i Frankrike och England utfördes aerodynamiska studier och försök, avPercy Pilcher,Octave Chanute ochAugustus Moore Herring[7] men inga lyckades, därför att det inte fanns någon bra drivkälla. Man experimenterade även med ångmaskiner, men flygmaskinerna blev för tunga för att kunna lyfta.
De amerikanskabröderna Wright följde med stort intresse Lilienthals planer. De experimenterade med flera modeller, konstruerade en förbränningsmotor som installerades i ett biplan med två skjutande propellrar. De lyckades 1903 göra den första flygningen.[8] Detta blev inledning till en mycket snabb utveckling, som möjliggjordes av kolvmotorutvecklingen.
Bröderna Wright hemlighöll sina flygförsök, och många av de övriga pionjärerna sökte sig fram andra vägar. I Frankrike framträdde brasilianarenAlberto Santos-Dumont med ett flygplan och lyckades 1906 fullborda ett luftsprång av 60 meter i längd, samt kort därefter den första flygningen med en varaktighet av 21 sekunder. 1907 överträffades hans flygning avHenri Farman.[7]
Efter detta gick utvecklingen raskt framåt. En engelsk tidning satte ut ett pris på 1000 pund till den första som flög över Engelska kanalen. Vinnaren blev fransmannenLouis Blériot som flög sträckan i juli 1909. Efter det började flygindustrin utvecklas i snabb takt. ISverige byggdes det första planet 1909–1910. År 1919 invigdes det första reguljärflyget som gick mellan London ochParis. 1929 byggdes det första planet drivet av fyra motorer;Junkers G 38. Det kunde ta 19 passagerare och flyga på 3100 meters höjd. Flygplanet fortsatte att utvecklas under världskrigen. Underförsta världskriget hade man utvecklat plan som kunde komma upp i 200 km/h och under andra världskriget kunde de komma upp i över 650 km/h. Vissa plan, som till exempel MesserschmittMe 163 med raketmotor, uppnådde hastigheter upp emot 960 km/h.
Tekniken, läran och konsten om luftsegling och flygteknik kallas i traditionella sammanhang föraeronautik (vetenskapen om luftfärd) och utgör grunden för flygfarkoster, flygkonstruktion och luftfart modernluftfart.
För att ett flygplan ska kunna flyga måste det generera enlyftkraft som i planflykt är lika stor som sintyngd samt ha tillgång till en dragkraft som är minst lika stort som sitt luftmotstånd. Lyftkraft genereras när flygplanets vinge tvingas framåt genom luften och på grund av sinanfallsvinkel (vingens vinkel mot den kommande luftströmmen )accelererar luft tvärs vingens rörelseriktning, i normalfallet nedåt. För att accelerera luften utövar vingen en kraft på denna (översidan suger ner luft och undersidan trycker ner luft). För detta ska hända enklare så användsvingklaffar för att flygmaskinen ska lyfta lättare. Denna kraft motsvaras av en lika stor motkraft som luften utövar på vingen enligtNewtons tredje lag. Denna motkraft är lyftkraften. Lyftkraften ökar med farten och med vingens anfallsvinkel upp till den gräns där vingenöverstegras. Tillräcklig lyftkraft kan erhållas genom lämpliga kombinationer av fart och anfallsvinkel (högre fart kräver lägre anfallsvinkel och tvärtom). Envingprofil (motsvarande vingens lodräta genomskärning i flygriktningen) harströmlinjeform och är oftast något välvd för att ge ett lämpligt förhållande mellan lyftkraft och motstånd beroende på typ av flygplan. Ett flygplan speciellt avsett föravancerad flygning har ofta en symmetrisk vingprofil för att ha god manöverförmåga i alla flyglägen, även i ryggläge. Nödvändig framdrivningskraft, dragkraft, genereras genom en lämplig framdrivningsanordning samt även av tyngdkraften när flygplanet sjunker eller dyker mot lägre höjd.Tyngdkraften är tillsammans medtermik den enda drivkällan försegelflygplan. Beroende på avsett användningsområde och önskade prestanda anpassas vingprofil, vingform i övrigt och vingyta för varje typ av flygplan, liksom kroppsstorlek och kroppsform, framdrivningsanordning, vikt samt stabiliserings- och styrytor. Flygkroppen med dess nyttolast (passagerare och last) ger normalt ett mycket stort bidrag till flygplanets vikt och luftmotstånd. Vid start från kort bana (kort accelerationssträcka för att uppnå tillräcklig fart) och start från hög höjd (tunn luft) måste flygplanets totalvikt därför oftast minskas jämfört med normalfallet. I sådana fall tillåts färre passagerare eller mindre last, även bränsle, än normalt.
Kraften till den framåtriktade rörelsen kommer i trafikflygplan från antingen enpropeller fäst vid axeln på enkolvmotor (främststjärnmotor ellerradmotor), alternativt från enjetmotors avgaser (ej utblås). Jetmotorn är i de flesta fall antingen av typ enkelströmsmotor eller dubbelströmsmotor och den senare har en fot i propellerns arbetsprincip då den oftast har en fläkt i den yttre luftflödet. Fläkten drivs av kompressorns axel (med viss nedväxling).
Jetmotorn fungerar genom attkompressorer framtill på motorn (bland annat den stora fläkt som syns framtill på dubbelströmsmotorer) komprimerar luften och trycker in den ibrännkammaren under högt tryck. Där sprutas bränslet in och förbränns oavbrutet. Inloppet till brännkammaren har ett mindre tvärsnitt än utloppet, och därför riktas en större del av de svällande avgasernas tryck mot utloppet ochturbinen. Turbinen sätts i rörelse av de svällande avgaserna och driver kompressorn då deras axlar är sammankopplade via en kuggväxel (eller så kan kompressor och turbin använda samma axel). Kompressorn trycker då i mer luft i brännkammaren och därmed upprätthålls förbränningen vars avgaser driver turbinen och därmed motorn. Avgaserna har efter turbinen fortfarande högre fart än gashastigheten i inloppet, vilket innebär att det uppstår en kraft framåt i motorn: dragkraft. En turbopropmotor (turbindriven propellermotor) fungerar principiellt på ungefär samma sätt, men här tar turbinen upp en betydligt större del av energin i avgaserna och driver enpropeller, som i sin tur skapar framdriften. Detta ger bättre bränsleekonomi vid lägre farter i utbyte mot en lägre topphastighet.
Plan, inomaeronautik, avser välvda skivor avsedda som bärande eller styrande organ i flygmaskiner, konstruerade efter principen tyngre än luften. Det finns flera olika typer, alla med övergränsande egenskaper, exempelvis:bärplan (vingar) – plan som utgör de huvudsakliga aerodynamiskt bärande ytorna (bärytorna) på flygplan,roderplan (styrplan) – plan som utgör roderblad och roderytor,stabiliseringsplan (stabilitetsplan) – plan som tjänar till att stabilisera flygplan,stjärtplan (stjärtparti) – plan i flygkroppens bakre del som utgör stjärten,stödplan – plan med stödjande eller stabiliserande funktion, etc.
Flygplan manövreras genom att påverka luftströmmen med roder i bakkanten av vingarna, fena ochstabilisator,skevroder,sidroder respektivehöjdroder. Skevrodren sitter (oftast) längst ut på vingarna och med dem kan flygplanet lutas i sidled/bankas för att underlätta svängar. Fenan får flygplanet att flöjla mot den inströmmande luften och med sidorodret på fenan styr piloten noggrannare i girled. Höjdrodren på den horisontella stabilisatorn, styr planets nos upp eller ner och används när flygplanet skall öka eller minska anfallsvinkeln. Vid låga hastigheter, det vill säga start och landning, fällsklaffar ut i bakkanten av vingen. Dessa ger en mer välvd vingform och ger därmed större lyftkraft vid en given anfallsvinkel och hastighet. En viss typ av klaffar, Fowlerklaffar, ger även en större vingyta som bidrar till en ökning av lyftkraften. Alla typer av klaffar ger också ett högre luftmotstånd, vilket hjälper planet att sakta ner inför landning. Ytterligare luftmotstånd kan erhållas medluftbromsar, som oftast sitter på ovansidan av vingen och används när flygplanet bromsar in efter landning eller i luften.
I takt med att människan blivit medveten ommiljöförstöring, har flygplan många gånger pekats ut som en stor miljöbov, vilket har stöd i officiell statistik.
Flyg har störst påverkan på klimatet, räknat per passagerare och kilometer.[9] Enligt Trafikverkets hemsida "Dina val gör skillnad" blir klimatpåverkan 8 gånger så stor när en resa sker med flyg jämfört med när den sker med landsvägsbuss som ändå påverkar klimatet mycket mer än om resan sker med tåg.
Internationella klimatpanelen (IPCC) anger enligtLFV:s webbsida att flygtrafiken idag svarar för omkring 2 procent av de globala utsläppen av koldioxid. Tillsammans med utsläppen av kväveoxider, vattenånga och effekter från kondensstrimmor, beräknas flyget svara för 3,5 procent av människans totala påverkan på klimatet. Fram till 2050 kan flygets andel av koldioxidutsläppen stiga till 3 procent och den samlade påverkan på klimatet till 4-15 procent, men mest sannolikt 5-6 procent.[10]
De låga procenttalen betyder dock inte att flygets utsläpp är ett mindre problem - det vore som att säga att Södertälje inte behöver minska sina utsläpp eftersom de är så små i förhållande till resten av världens utsläpp. Det handlar i stället om att välja transportsätt så att utsläppen blir så små som möjligt. Väljer man rätt transportsätt så kan man resa mer i stället för mindre utan att utsläppen ökar, alternativt resa lika mycket som tidigare men med mindre utsläpp.
Monoplan har ett par vingar. Dit kan hänföras de allra flesta flygplan konstruerade efter 1930.
Biplan, "dubbeldäckare", är flygplan med två vingar, den ena ovanför den andra. Biplan var vanliga i flygets barndom.
Triplan har tre vingar,Fokker Dr.I är ett välkänt exempel med god manöverduglighet och stigförmåga.
Kvadrupelvingade flygplan har, som namnet antyder, fyra vingar, den ena ovanför den andra. Som exempel nämns det brittiskaP.B.31E Nighthawk (Nattskärra)
Lågvingat innebär att vingen på ett flygplan eller annan luftfarkost är placerade lågt i förhållande till flygplankroppens höjd. Ett exempel på ett lågvingat flygplan ärPiper PA-28.
Midvingat är ett flygplan eller annan luftfarkost där vingen placerats centralt i förhållande till flygplankroppens höjd. Ett exempel på några midvingade flygplan ärBrewster Buffalo ochMiG-17.
Högvingat är ett flygplan eller annan luftfarkost där vingen placerats högt i förhållande till flygplankroppens höjd. Ett exempel på ett högvingat flygplan ärCessna 172.
Parasollvingat är ett flygplan med vingen monterad ovanför flygplanskroppen.
Flygplan medNosvinge har en större vinge baktill och en mindre framtill, tvärt emot vad som är vanligt på både sportflygplan och passagerarflygplan. I allmänhet har flygplan med nosvinge och propeller också motorn placerad baktill så att den "trycker" fram planet genom luften. Nosen och kabinen kan därmed göras mer strömlinjeformade vilket ger lägre luftmotstånd och god bränsleekonomi. Dessutom bidrar nosvingen till flygplanets lyftkraft genom att trycka upp nosen istället för att som på vanliga plan trycka ner stjärten för att hålla planets tyngdpunkt och lyftkraft i balans, vilket också förbättrar bränsleekonomin.Dock är det svårt att utforma ett flygplan med nosvinge och vingklaffar som kan hålla balansen in längdled då klaffarna fälls ut och vingarnas lyftkraft förändras. Av denna anledning saknar de flesta sportflygplan med nosvinge vingklaffar och har därför jämförelsevis högre start- och landningshastighet än flygplan med stjärtparti och stabilisator bak. Många jaktflygplan använder sig av datorstyrda nosvingar för att öka sin manöverduglighet,JAS 39 Gripen används här som exempel.
EnFlygande vinge är ett flygplan som i stort sett bara är en enda vinge. Beroende på vingens storlek kan motor, kabin, lastutrymme med mera inrymmas i vingen eller i strömlinjeformade utbuktningar på densamma. Tack vare avsaknaden av stjärtparti och flygkropp har flygande vingar lågt luftmotstånd och därmed god bränsleekonomi. Dock tåler de inte större förflyttningar av tyngdpunkten i längdled då de i allmänhet saknar stabiliteten hos ett plan med stjärt och stabilisator eller nosvinge. Bland annat nordamerikanen Jack Northrop och de tyska bröderna Walter och Reimar Horten experimenterade med flygplan av denna typ, vilket ledde till farkoster såsomHorten Ho-229, ochNorthrops YB-35, YB-49 ochB-2 spirit.
Horten IV, ettsegelflygplan av typen flygande vinge. Utbuktningen undertill ger ökat benutrymmer för piloten som inryms i liggande ställning för att hålla luftmotståndet nere.
Piaggio P.180 Avanti, ett midvingatmonoplan med nosvinge och T-stjärt. Detta är ett ytterst sällsynt exempel på flygplan som använder både en nosvinge och en traditionell stjärt.
.jpg)
.jpg)
.JPG)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
