По типа на шасито самолетите се класифицират в. Класификация на въздухоплавателните средства по предназначение

Класификация на самолетите
в зависимост от функциите, които изпълняват

Предназначението на самолета се определя главно от дизайна на отделните му фрагменти, общия монтаж, оборудването, използвано на самолета, както и полета, теглото и геометричните свойства. Сайтът отбелязва, че основно има две големи групи самолети - военни и граждански.

Военните самолети участват във въздушни удари срещу различни военни цели, жива сила и техника, както и комуникации на врага. Въздушни удари се нанасят както в задната част на противоположната страна, така и в предната зона. Освен това военните самолети служат за защита на работната сила и съоръженията им от въздушни удари, както и за транспортиране на войски и техника, товари и десантни сили. Понякога военните самолети се използват за разузнаване и за комуникация "със своите". Военните самолети от своя страна са разделени по предназначение на няколко типа - бомбардировачи, изтребители, изтребители -бомбардировачи, разузнавателни самолети, военнотранспортни и помощни самолети.

Бомбардировачите нанасят бомбени удари по най -важните вражески цели, както и по комуникационни центрове и места, където се наблюдава най -голямо количество жива сила и техника. По принцип действието на бомбардировача се извършва в задната част. Бойците се използват за отблъскване на въздушните удари на противника. Те се подразделят на ескортни изтребители (предпазващи бомбардировачите си от въздушни удари), изтребители от първа линия (защита на войските си над бойното поле и недалеч от фронтовата линия), изтребители-прехващачи (прихващане и унищожаване на вражески бомбардировачи). Изтребители-бомбардировачи са оборудвани с бомби, ракети и оръдия. Те участват в нанасянето на удари в предната зона и в близкия тил и унищожават въздушната армия на противника.

Военно -транспортните самолети се използват, когато е необходимо да се прехвърлят товари, оборудване и войски. Разузнавателните самолети извършват разузнаване в задната част на противоположната страна, а спомагателните самолети изпълняват връзка, корекция, санитарни и други функции.

За разлика от военните, гражданските самолети работят в областта на превоза на стоки, поща, пътници, а също така се използват в някои сектори на националната икономика. Те могат да бъдат разделени на няколко вида, също в зависимост от целта. Пътническите самолети се използват за преместване на пътници, различен багаж, както и поща... Те идват както в магистрални линии, така и в местни. Сайтът отбелязва, че разделянето зависи от броя на пътниците, обхвата на въздушното пътуване и размера на пистите. Магистралните линии се подразделят на къси, средни и дълги разстояния и извършват транспорт на разстояние от един до единадесет хиляди километра. Местните самолети включват тежки, средни и леки самолети и могат да превозват от петдесет и пет (максимум) до осем (минимум) души.

Гражданските самолети също са товарни самолети, те се използват за транспортиране на товари с различен обем и тежест. Специалните самолети се използват в селскостопанската, медицинската и полярната авиация. Освен това има самолети, които участват в геоложки проучвания, за да се гарантира безопасността на горите (например от пожари) и дори за въздушна фотография. За обучение на пилоти има специални учебни самолети - те са с начална подготовка и преходни. В самолета за първоначално обучение има само две места, те са доста лесни за научаване и технически, използват се за пилоти, които са седнали „на кормилото“ за първи път. Преходните самолети служат за обучение на вече опитни пилоти да управляват серийни самолети, които вече се използват в различни авиокомпании.

В допълнение към предназначението, има и определение за самолет според схемата. Вземат се предвид относителното положение, типовете, формите и броят на отделните части на самолета. Например, самолетите се различават по броя на крилата и тяхното разположение, по тифа на фюзелажа, колесните колела и двигателите, както и по местоположението на емпенажа. Съществуват и смесени схеми, една от които е лодка -амфибия. Местоположението, видът и броят на двигателите оказват силно влияние върху схемата и се определят главно от предназначението на самолета, което беше описано по -горе.

· Оборудване на пътнически седалки с удобни столове, подвижни маси, индивидуално осветление, вентилация и аларма;

· Добра звукоизолация на кабините;

· Извършване на полети на височини, където "неравностите" са по -малко възможни;

· Оборудване на пътнически кабини с бюфети, гардероби, тоалетни и други помощни помещения.

За товарни самолети се прилагат специални изисквания. Тези изисквания включват:

· Голяма товароносимост, увеличени размери на товарните отделения;

· Наличие на средства за обезопасяване (акостиране) на товар;

· Наличие на вътрешно-самолетни средства за механизация на товарене и разтоварване.

Много от изброените изисквания са в противоречие помежду си: подобряването на някои характеристики води до влошаване на други. Например, увеличаването на максималната скорост на полета причинява увеличаване на скоростта на кацане и влошаване на нейната маневреност; изпълнението на изискванията за якост, твърдост и устойчивост е в противоречие с изискването за осигуряване на минимална маса на конструкцията; увеличаване на обхвата на полета се постига чрез намаляване на теглото на превозвания товар и т. н. Невъзможността за едновременно изпълнение на противоречиви изисквания прави невъзможно създаването на универсален самолет или хеликоптер. Всеки самолет или хеликоптер е проектиран да изпълнява специфични задачи.

3.2. Класификация на самолети, хеликоптери и самолетни двигатели

3.2.1. Класификация на самолетите

Разнообразието от типове самолети и тяхното използване в националната икономика наложи класифицирането им по различни критерии.

Сред многото критерии, по които самолетът може да бъде класифициран, най -важният е неговото предназначение. Тази функция определя избора на летателни характеристики, размера и разположението на самолета, състава на оборудването върху него и т.н.

Основната цел на гражданските самолети е превоз на пътници, поща и товари, изпълнение на различни национални икономически задачи. В съответствие с това, по обозначение, самолетите се делят на: транспортни, със специално предназначение и обучение. От своя страна транспортните самолети се подразделят на пътнически и товарни. Според максималното излетно тегло самолетите са разделени на класове, табл. 3.1.

Таблица 3.1

Класове самолети

		Тип самолет
	75 и повече	Ил-96, Ил-86, Ил-76Т, Ил-62, Ту-154, Ту-204
		Ан-12, Ил-18, Ил-114, Ту-134, Як-42
		Ан-24, Ан-26, Ан-30, Ил-14, Як-40
		Ан-2, L-410, М-15

Учебните самолети се използват за подготовка и обучение на летателен персонал в различни учебни заведения по гражданска авиация.

Самолети със специално предназначение: земеделски, санитарни, за защита на горите от пожари и вредители, за въздушна фотография и др.

По отношение на обхвата на полета самолетите се подразделят на дълги разстояния (над 6000 км), средни (от 2500 до 6000 км), къси (от 1000 до 2500 км) и местни авиокомпании (до 1000 км). км).

Товарните самолети, за разлика от пътническите, имат големи вътрешни обеми във фюзелажа, позволяващи поемане на различни товари, по -издръжлив под и са оборудвани със средства за механизация на товаро -разтоварните операции.

Класификацията на самолета е показана на фиг. 3.1. От цялото разнообразие от дизайнерски характеристики се открояват основните: броят и разположението на крилата; тип фюзелаж; тип двигатели, техния брой и местоположение; тип шаси; вид и местоположение на оперението.

Ориз. 3.1. Класификация на самолетите

Помислете за характеристиките на оформлението на самолетите, поради броя и разположението на крилата.

По броя на крилата самолетите се подразделят на моноплани, тоест самолети с едно крило и биплани, самолет с две крила, разположени едно над друго. Предимството на бипланите е по -добра маневреност в сравнение с моноплан, поради факта, че при еднаква площ на крилото размахът на крилата им е по -малък за биплан. Въпреки това, поради голямото челно съпротивление поради наличието на подпори и скоби между крилата, скоростта на полета на биплана е ниска. В момента гражданската авиация експлоатира самолет - биплан Ан-2.

Повечето съвременни самолети се произвеждат по схемата на моноплана.

По разположението на крилото спрямо фюзелажа се разграничават самолети с ниско, средно и високо крило. Всяка от тези схеми има своите предимства и недостатъци.

Нискокрило- самолет с долно крило спрямо фюзелажа. Тази схема е най -широко използвана за пътнически самолети поради следните предимства:

· Ниска височина на шасито, което намалява теглото им, опростява почистването и намалява обема на отделенията за поставяне на шасито;

· Лесна поддръжка на самолетни двигатели при поставянето им на крилото;

· При аварийно кацане на вода се осигурява добра плаваемост;

· При аварийно кацане с неудължен колесник, кацането става на крилото, което създава по-малка опасност за пътниците и екипажа.

Недостатъкът на такава схема е, че в зоната на съединението между крилото и фюзелажа се нарушава гладкостта на прекъсването на въздуха и възниква допълнително съпротивление, наречено интерференция, и поради взаимното влияние на крилото върху фюзелажа. Освен това на самолет с ниско крило е трудно да се защитят двигателите, разположени на крилото и под крилото, от прах и мръсотия от пистата на летището.

Средна равнина- самолет с крило, разположено приблизително в средата на височината на фюзелажа. Основното предимство на тази подредба е минималното аеродинамично съпротивление.

Недостатъците на схемата включват трудността при поставянето на пътници, товари и оборудване в средната част на фюзелажа поради необходимостта от преминаване на надлъжните силови елементи на крилото тук.

Високоплан- самолет с крило, прикрепено към горната част на фюзелажа.

Основните предимства на високоплана:

· Ниски смущения между крилото и фюзелажа;

· Поставяне на двигатели високо от повърхността на ПИК. Това намалява вероятността от повреда при рулиране на земята;

· Добър изглед на долното полукълбо;

· Възможност за максимално използване на вътрешните обеми на фюзелажа, неговото оборудване със средства за механизация на товарене и разтоварване на обемисти товари.

Недостатъците на схемата включват:

· Трудност при прибиране на колесника в крилото;

· Сложността на обслужването на двигателите, разположени на крилото;

· Необходимостта от укрепване на структурата на долната част на фюзелажа.

· Според вида на фюзелажа самолетите се делят на еднофюзелажен, двустрелов с гондола и "летящо крило".

· Повечето съвременни самолети имат един фюзелаж, към който са прикрепени крилото и опашката.

В зависимост от вида и местоположението на оперението, има три основни схеми:

· Задно разположение на оперението;

· Предно разположение на опашката (самолет тип патица);

· Безредови самолети от типа „летящо крило“.

Повечето съвременни граждански самолети са монтирани на опашка. Тази схема има следните вариации:

· Централното разположение на вертикалния кил и хоризонталното разположение на стабилизатора;

· Разположена вертикална опашка;

· V - образна опашка без вертикален кил.

По типа на шасито самолетите се подразделят на наземни и хидросамолети. Шасито за наземни самолети, като правило, е на колела, понякога ски, а за хидроплани - на лодка или плувка.

Самолетите също се отличават по вида, броя и местоположението на двигателите. Буталните (PD), турбовитлови (TVD) и турбореактивните (TRD) двигатели се използват на съвременните самолети.

Разположението на двигателите на самолета зависи от техния тип, брой, размери и предназначение на самолета.

В многодвигателните самолети двигателите на витлото се монтират в гондоли пред крилото.

Турбореактивните двигатели обикновено са разположени на пилони под крилото или в задната част на фюзелажа.

Предимства на първия метод: директно поставяне на двигатели във въздушния поток, разтоварване на крилото от огъващи и въртящи моменти, лекота на поддръжка на двигателите. Разположението на двигателите в близост до земята е свързано с опасността чужди предмети да попаднат в тях от повърхността на ПИК. На самолети с такова подреждане на двигатели също се създават трудности при пилотиране с един неизправен двигател (полет с асиметрична тяга).

При втория метод основните предимства са, както следва:

· Крилото, което е без надстройки, има по -добри аеродинамични характеристики (има повече място за поставяне на средствата за механизация на крилата);

· Не възникват затруднения при полет с небалансирана тяга;

· Нивото на шума в пилотската кабина е намалено;

· Крилото предпазва двигателите от замърсяване при движение на самолета по земята;

· Осигурява удобна поддръжка на двигателите.

Това подреждане на двигателите обаче има и сериозни недостатъци:

· Хоризонталната опашка трябва да се премести нагоре и да се укрепи кила;

· Фюзелажът в зоната, където се намират двигателите, трябва да бъде подсилен;

· Центрирането на самолета се движи назад, когато горивото изгаря, намалявайки стабилността на самолета.

3.2.2. Класификация на хеликоптери

Хеликоптерите се класифицират по различни критерии, например според максималното тегло при излитане (таблица 3.2), според типа на задвижването на главния ротор, броя и местоположението на роторите или метода за компенсиране на реактивния момент на тези винтове.

Таблица 3.2

Класове на хеликоптери

	Максимално тегло при излитане, t	Тип хеликоптер
	10 и повече	Ми-6, Ми-10К, Ми-26
		Ми-4, Ми-8, Ка-32

		Ка-15, Ка-18

В повечето съвременни хеликоптери основният ротор се задвижва чрез трансмисия от двигателите. По време на въртене основният ротор изпитва действието на реактивния момент Mreakt, който е реакция на въздуха и е равен на Mcr - въртящия момент върху вала на ротора. Този момент има тенденция да завърти фюзелажа на хеликоптера в посока, обратна на въртенето на витлото. Методът за балансиране на реактивния въртящ момент на въртящия момент на ротора определя главно конструкцията на хеликоптера.

Схемата за хеликоптер с един ротор в момента е най-разпространената. Хеликоптери от такава схема имат опашен ротор, който се извършва на дълга опашна стрела извън равнината на въртене на основния ротор. Тягата, създадена от опашния ротор, балансира реактивния въртящ момент на основния ротор. Чрез промяна на стойността на тягата на опашния ротор е възможно да се извърши контрол на посоката, тоест завъртане на хеликоптера около вертикалната ос.

Хеликоптерите с един ротор са по-лесни за производство и експлоатация от други и следователно дават възможност да се получат относително по-ниски разходи за час на полет. Такива хеликоптери са компактни, имат малко части, стърчащи в потока и им позволяват да постигнат по -високи скорости на полет, отколкото в други схеми. Понякога на тези хеликоптери може да се инсталира крило, за да се увеличи скоростта. При приближаване с хоризонтална скорост се създава повдигане на крилото, в резултат на което основният ротор е частично разтоварен.

Консумацията на енергия (8 ... 10%) на двигателя за задвижване на опашния ротор, както и наличието на дълга опашна стрела и основен ротор с голям диаметър, увеличаващи размерите на хеликоптера, са недостатъците на това схема.

При хеликоптери със схема с два ротора, балансирането на реактивния въртящ момент се постига чрез предаване на въртящи се витла. Двуроторните хеликоптери могат да имат различни позиции на ротора.

При коаксиалната схема горният вал на ротора преминава през кухия вал на долния ротор. Равнините на въртене на витлата се отстраняват една от друга на такова разстояние, което би изключило сблъсък между лопатките на горните и долните витла при всички режими на полет.

Управлението на посоката на коаксиалния хеликоптер се осигурява чрез инсталиране на лопатките на горните и долните витла под различни ъгли на атака. Получената разлика в въртящия момент на роторите кара хеликоптера да се завърти в необходимата посока. Понякога, за да се подобри управлението на посоката, такива хеликоптери са оборудвани с кормила, чието действие е подобно на действието на подобни рули на самолет. Надлъжното и странично управление се осъществява чрез едновременно наклон на равнините на въртене на двата ротора.

Хеликоптерите с коаксиални витла са най -компактните и маневрени и имат висока възвръщаемост на теглото. Сложността на дизайна обаче увеличава разходите за тяхното производство и причинява трудности при експлоатацията, особено при регулирането на поддържащата система.

При надлъжното разположение роторите са монтирани в краищата на фюзелажа. Витлата, въртящи се в противоположни посоки, са синхронизирани така, че лопатките на едното витло, когато се въртят, винаги преминават между лопатките на другото.

Предимството на хеликоптерите от тази схема е дълъг, обемен фюзелаж, вътре в който могат да се транспортират обемисти товари. В противен случай те са по-ниски от вертолетите с един ротор.

Напречните хеликоптери имат два ротора, разположени в една и съща равнина отстрани на фюзелажа и въртящи се в противоположни посоки. От гледна точка на аеродинамиката, такова разположение на роторите е най -целесъобразно, но крилата, които получават натоварванията от роторите, значително увеличават теглото на конструкцията на хеликоптера.

3.2.3. Класификация на самолетни двигатели

Електроцентралата е проектирана да създава тяга. Тя включва двигатели, витла, гондоли на двигателя, горивни и маслени системи, системи за управление на двигатели и витла и др.

В зависимост от дизайна и естеството на работния процес, двигателите се класифицират на бутални (PD) и газови турбини (GTE). На свой ред газотурбинните двигатели се подразделят на: турбореактивни (TRD), турбовитлови (TVD), двуконтурни турбореактивни (DTRD) и турбовентилатор, Фиг. 3.2.

Ориз. 3.2. Класификация на самолетни двигатели

Турбореактивните двигатели са леки, компактни и надеждни, поради което заемат доминираща позиция в самолетите на дълги разстояния.

В сравнение с турбореактивните двигатели, турбовентилаторните двигатели имат по -висока горивна ефективност, но конструкцията им е значително претеглена и усложнена от витлото, което също причинява допълнителен шум и вибрации. Театърът е инсталиран на крилото и в носа на фюзелажа. Наличието на витло в театъра на операциите ограничава други възможности за тяхното местоположение на самолета.

Турбореактивният двигател е монтиран на крилото, под крилото на пилони, вътре във фюзелажа, по страните му в опашната част. Всяко оформление има свои собствени предимства и недостатъци и е избрано, като се вземат предвид вида и броя на двигателите, аеродинамиката, здравината, масата и други характеристики на въздухоплавателните средства, както и техните експлоатационни условия.

Буталните двигатели работят с авиационен бензин от марките B-70 и B-95/130. Топлинната енергия на горивото, изгорено в цилиндрите, се превръща в механична енергия и се прехвърля към витлото, което създава тягата, необходима за полет. Газотурбинните двигатели работят с авиационен керосин марки T-1, TS-1, RT-1 и др.

Въпроси за самоконтрол

1. Какво е "безопасност на полета" и как се осигурява?

2. Как се постига "икономичността на работа"?

3. В кои области е осигурен „комфорт на пътниците“?

4. На какви основания и критерии се класифицират самолетите? Недостатъци и предимства на различни конструкции на самолети.

5. Класификация на хеликоптери. Какви са предимствата и недостатъците на различните конструкции на хеликоптери?

6. Дайте класификацията на самолетните двигатели.

ГЛАВА 4

АЕРОДИНАМИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ

САМОЛЕТ

Аерохидромеханиката (механика на течности и газ) е наука, която изучава законите на движението и равновесието на течности и газове и тяхното силово взаимодействие с обтекаеми тела и гранични повърхности. Механиката на течно тяло се нарича хидромеханика, механиката на газообразно тяло - аеромеханика.

Развитието на аеронавтиката, авиацията и ракетната техника предизвика особен интерес към изследванията на силовото взаимодействие на въздуха и други газообразни среди с тела, движещи се в тях (крило на самолет, фюзелаж, витло, дирижабъл, ракети и др.).

Проектирането и изчисляването на самолети (хеликоптери) се основават на резултатите, получени от аеродинамичните изследвания. Като се вземе предвид аеродинамиката, е възможно да се избере рационална външна форма на самолета (като се вземе предвид взаимното влияние на неговите части) и да се установят допустимите отклонения във външната форма, размери и т.н. по време на производството.

За аеродинамично изчисляване на въздухоплавателно средство, т.е. за определяне на възможния диапазон от скорости, надморска височина и обхват на полета, както и за определяне на такива характеристики като стабилност и управляемост на въздухоплавателното средство, е необходимо да се знаят силите и моментите, действащи върху самолета в полет. За да се изчисли здравината, надеждността и издръжливостта на самолет, е необходимо да се знае големината и разпределението на аеродинамичните сили по повърхността на самолета. Отговорът на тези въпроси се дава от аеродинамика.

Много е важно да се определят аеродинамичните характеристики на самолета и неговите части по време на полет при свръхзвукови скорости, тъй като в този случай възниква допълнителен проблем за определяне на температурата на повърхността на обтекаемото тяло и топлопреминаването между тялото и средата.

Аеродинамиката играе важна роля не само при проектирането и изчисляването на самолет (хеликоптер), но и при неговите полетни тестове. С помощта на аеродинамични данни и полетни тестове се установяват допустимите за самолета стойности на деформации и скорости, както и режими на полет, при които се извършват вибрации, треперене на въздухоплавателното средство и др.

Според принципа на механично взаимодействие на няколко движещи се тела силите, действащи върху телата, зависят от тяхното относително движение. Същността на относителното движение е следната: ако в неподвижна въздушна среда тяло (например самолет във въздуха) се движи праволинейно и равномерно със скорост V∞, тогава когато средата и самолетът съобщават едновременно обратната скорост V ∞ се получава така нареченото "обратно" движение, т.е. въздушен поток преминава върху неподвижно тяло (например въздушен поток в аеродинамичен тунел на неподвижен модел на самолет), докато скоростта на невъзмутен поток е равен на V∞. И в двата случая уравненията, описващи относителното движение на самолета и въздуха, ще бъдат инвариантни. По този начин аеродинамичните сили зависят само от относителното движение на тялото и въздуха.

За определяне на аеродинамичните характеристики на тела (например крило, фюзелаж и други части на самолет), опростени от въздушен поток, в момента се използва синтез на теоретични и експериментални методи: теоретични изчисления с въвеждането на експериментални корекции или експериментални проучвания, отчитащи теоретичните корекции (върху вариациите на ефекта на критериите за сходство, граничните условия и т.н.). И в двата случая електронните компютри се използват широко за изчисления и обработка на експериментални данни. След създаването на самолета последният етап са полетните тестове - експеримент в пълномащабни условия. Трудно е директно да се измерват аеродинамичните сили (както например в аеродинамичните тунели) по време на полетни изпитания. Аеродинамичните характеристики се определят чрез обработка на параметрите на движението на самолета спрямо въздуха, измерени по време на изпитванията. За да се получи достатъчно количество експериментални данни, полетите се извършват в различни режими.

Аеродинамиката е разделена на два раздела: аеродинамика с ниска скорост и аеродинамика с висока скорост. Основната разлика между тези раздели е следната. Когато скоростите на газовия поток са малки в сравнение със скоростта на разпространение на звука, газът се счита за практически несвиваем при аеродинамичните изчисления и промените в плътността и температурата на газа вътре в потока не се вземат предвид. При скорости, съизмерими със скоростта на звука, не може да се пренебрегне явлението сгъстяване на газ.

Задачата на аеродинамиката е да определи аеродинамичните сили, от които зависят полетните данни на самолета.

Аеродинамиката като наука се развива в две посоки: експериментална и теоретична. Теоретичната аеродинамика намира решения чрез анализ на основните закони на хидроаеродинамиката. Въпреки това, поради сложността на процесите, протичащи, когато въздушният поток се движи около телата, решенията се получават приблизителни и изискват експериментална проверка. Експериментални аеродинамични изследвания се извършват във аеродинамични тунели или директно по време на летателни изпитания на самолети. Летните тестове осигуряват най -надеждните резултати. Обикновено се извършват след провеждане на тестове в аеродинамични тунели.

Аеродинамичните тунели са устройства, в които изкуствено се създава въздушен поток, който издухва изследваните тела.

На фиг. 4.1 показва диаграма на аеродинамичен тунел. Вентилатор - 2 се задвижва от електродвигател - 1, който позволява промяна на скоростта на вентилатора и дебита на въздуха. Всмуканият от вентилатора въздух, преминавайки през обратния канал - 4, влиза през сближаващата се дюза - 7 в работната част - 6, където е поставен тестваният модел - 5. За загуба на въздушна енергия и предотвратяване появата на вихри при завъртане на потока се използват водещите лопатки - 9, а за създаване на равномерен поток в работната зона - изправяща решетка - 8. Разширяващият се дифузьор - 3 намалява скоростта и съответно увеличава налягането на въздушния поток, което намалява енергията, необходима за въртене на вентилатора.

Ориз. 4.1. Схема на аеродинамичния тунел: 1 - електродвигател; 2 - вентилатор; 3 - дифузьор; 4 - канал за връщане; 5 - тестван модел; 6 - работната част на аеродинамичния тунел; 7 - дюза; 8 - изправяща решетка; 9 - направляващи лопатки

За определяне на аеродинамичните сили, действащи върху изпитвания модел, се използва аеродинамичен баланс. Налягането върху различни части от повърхността на модела се измерва чрез специални отвори, свързани към манометрите.

4.2. Характеристики на въздушната среда

Атмосферанаречена газообразна обвивка, която заобикаля земното кълбо и се върти с него. Горната част на атмосферата се състои от йонизирани частици, уловени в магнитното поле на Земята. Атмосферата плавно се влива в космоса и е трудно да се установи точната й височина. Условно надморската височина на атмосферата се приема равна на 2500 км: на тази надморска височина плътността на въздуха е близка до плътността на космоса. Изследването на състоянието на атмосферата е от голям интерес за авиацията, тъй като полетът и техническите характеристики на самолета зависят от свойствата на атмосферата. Метеорологичните условия имат особено голямо влияние върху летателните характеристики на самолетите.

Въздушното налягане и плътността намаляват с увеличаване на надморската височина. Параметрите на атмосферния въздух зависят от координатите на мястото и се променят във времето в определени граници. Слънчевата радиация оказва значително влияние върху състоянието на атмосферата. Атмосферата е в непрекъснато взаимодействие с космоса и земята.

Атмосферата се състои от няколко слоя: тропосфера, стратосфера, химосфера, йоносфера, мезосфера и екзосфера, всеки от които се характеризира с различни температурни промени в зависимост от надморската височина.

В тропосферата температурата намалява с надморска височина средно с 6,5 ° C на всеки 1000 м. В стратосферата температурата остава почти постоянна. В химосферата топъл слой въздух се намира между два студени слоя, така че има два температурни градиента: в долната част средно + 4 ° C на 1000 m и в горната част - 4,5 ° C на 1000 m. йоносферата, температурата се увеличава с височина средно с 10 ° C на всеки 1000 м. В мезосферата температурата намалява средно с 3oC на всеки 1000 m.

Всички слоеве са разделени един от друг с зони с дебелина 1 ... 2 км, наречени паузи: тропопауза, стратопауза, химопауза, йонопауза, мезопауза.

Най-голям интерес за авиацията представляват долните слоеве на атмосферата, по-специално тропосферата и стратосферата.

Дългосрочните наблюдения на състоянието на атмосферата на различни места по земното кълбо показват, че стойностите на температурата, налягането и плътността на въздуха варират с времето и координатите в много широк диапазон, което не позволява точно прогнозиране на състоянието на атмосферата по време на полета. Например в Сибир температурата на въздуха през зимата на нивото на океана понякога достига 2130 К, а през лятото 3030 К, тоест тя се променя с 900 К през годината. В средните ширини температурата се променя с около 700K. Съществуват и значителни колебания в температурните промени на различни височини.

Обхватът на колебанията в налягането е значителен: в средните ширини на нивото на океана той варира от 1,04 до 0,93 бара (1 бар = 105 N / m2). Съответно плътността на въздуха се променя (в рамките на ± 10%).

Липсата на сигурност в състоянието на земната атмосфера и в промяната на нейното състояние с увеличаване на височината създава сериозни трудности при аеродинамичните изчисления на летателните характеристики на самолетите, които, както вече беше отбелязано, значително зависят от състоянието на атмосферата. Необходимостта от унифициране на изчисленията, свързани с въздухоплавателни средства при решаване на практически задачи, например, еднакво калибриране на различни летателни инструменти (скоромери, тахометри и др.), преизчисляване на летателните характеристики на самолета, получени при специфични атмосферни условия, на други доведе до създаването на условни характеристики на атмосферата - стандарти. Такива характеристики бяха въведени под формата на конвенционална стандартна атмосфера (SA), която има формата на таблица с числени стойности на физическите параметри на атмосферата за редица височини.

4.3. Обща информация за законите на аеродинамиката

Аеродинамиката предоставя качествено обяснение на естеството на възникването на аеродинамични сили и с помощта на специални уравнения позволява тяхното количествено определяне.

При изучаване на движението на газове се изхожда от предположението, че тези среди са сложни с непрекъснато разпределение на материята в пространството. Потокът от газ (по -нататък - въздух) в аеродинамиката обикновено се представя под формата на отделни елементарни потоци - затворени кръгове под формата на тръби, през страничната повърхност на които въздухът не може да тече, фиг. 4.2. Ако във всяка точка на пространството скоростта, налягането и други характерни величини са постоянни във времето, тогава такова движение се нарича равномерно.

Нека приложим двата най -общи закона на природата за потока въздух в струйка: законът за запазване на масата и законът за запазване на енергията.

За случая на равномерно движение законът за запазване на масата се свежда до факта, че една и съща маса въздух преминава през всяко напречно сечение на потока за единица време, т.е.

ρ1f1V1 = ρ2f2V2 = const,

където: ρ е масовата плътност на въздуха в съответните участъци на потока;

f е площта на напречното сечение на струята;

V е скоростта на въздуха.

Това уравнение се нарича уравнение за непрекъснатост на струята.

Продуктът ρfV е вторият дебит на въздуха, преминаващ през всяко напречно сечение на струята.

За ниски дебити (M< 0,3), когда сжимаемостью воздуха мож-но пренебречь, то есть когда ρ1 = ρ2 = const, уравнение неразрывности прини-мает вид:

f1V1 = f2V2 = const.

От това уравнение се вижда, че при М< 0,3 скорость течения в струйке обратно пропорциональна площади ее поперечного сечения.

С увеличаване на скоростта тя започва все по -забележимо да влияе върху промяната в плътността. Например, при скорости, съответстващи на M> 1, увеличаването на скоростта е възможно само с увеличаване на площта на напречното сечение на потока.

https://pandia.ru/text/78/049/images/image012_75.gif "width =" 29 "height =" 38 src = ">, а потенциалната енергия, равна на работата на тежестта спрямо определено условно ниво е mgh1. Освен това въздухът над първата секция извършва работа, премествайки въздушната маса отпред. Тази работа се дефинира като продукт на силата на налягане P1f1 и пътя V1Δτ. По този начин въздушната енергия се пренася през времето Δτ през раздел II ще бъде:

По този начин въз основа на уравнението на Бернули можем да заключим, че при равномерно движение сумата от статично налягане и динамично налягане е постоянна стойност.

Основните компоненти на самолета

Самолетите са по -тежки от въздушните, характеризират се с аеродинамичния принцип на полет. Самолетите имат асансьор Y се създава благодарение на енергията на въздушния поток, измивайки носещата повърхност, която е неподвижно фиксирана спрямо тялото, а транслационното движение в дадена посока се осигурява от тягата на самолетната електроцентрала (SU).

Различните типове самолети имат едни и същи основни компоненти (компоненти): крило , вертикална (IN) и хоризонтален (ОТИВАМ) оперение , фюзелаж , електроцентрала (SU) и шаси (Фигура 2.1).

Ориз. 2.1. Основните конструктивни елементи на самолета

Самолетно крило 1създава повдигане и осигурява странична стабилност на самолета по време на полета му.

често крилото е силовата база за колесника, двигателите, а вътрешните му обеми се използват за настаняване на гориво, оборудване, различни компоненти и възли на функционални системи.

За подобрение характеристики на излитане и кацане(VPH) на съвременните самолети на крилото, средствата за механизация са монтирани по предния и задния ръб. Поставете на предния ръб на крилото ламели , а на гърба - клапи 10 , спойлери12 и спойлер елерони .

По отношение на мощността, крилото е сложна гредова конструкция, чиито опори са силовите рамки на фюзелажа.

Елерони 11са напречни контроли. Те осигуряват страничен контрол на самолета.

В зависимост от схемата и скоростта на полета, геометричните параметри, конструктивните материали и структурно-енергийната схема, масата на крилото може да бъде до 9 ... 14 % от теглото при излитане на самолета.

Фюзелаж 13обединява основните компоненти на самолета в едно цяло, т.е. осигурява затваряне на захранващата верига на самолета.

Вътрешният обем на фюзелажа се използва за настаняване на екипажа, пътниците, товара, оборудването, пощата, багажа, спасителното оборудване в случай на спешност. Във фюзелажите на товарни самолети са предвидени усъвършенствани системи за товарене и разтоварване, устройства за бързо и надеждно акостиране на товари.

Фюзелажната функция на хидропланите се изпълнява от лодка, която позволява излитане и кацане по вода.

фюзелажът по сила е тънкостенна греда, чиито опори са крилата, които са свързани чрез възлите на силовите рамки.

масата на конструкцията на фюзелажа е 9 ... 15 % от теглото при излитане на самолета.

Вертикална опашка 5се състои от неподвижна част кил4 и кормило (NS) 7 .

Кил 4 осигурява на самолета стабилност на посоката в самолета X0Z, и RN - управление на посоката около оста 0г.

Тример NS 6 осигурява премахването на продължителни товари от педалите, например в случай на повреда на двигателя.

Хоризонтална опашка9включва неподвижна или частично подвижна част ( стабилизатор2 ) и подвижната част - асансьор (PB) 3 .

Стабилизатор 2 придава на самолета надлъжна стабилност, а PB 3 - надлъжна управляемост. RV може да носи тример 8 за разтоварване на кормилната колона.

Теглото, HE и AO конструкциите обикновено не надвишават 1,3 ... 3 % от теглото при излитане на самолета.

Шасисамолет 16 се отнася до устройствата за излитане и кацане (TLU), които осигуряват излитане, излитане, кацане, движение и маневриране на въздухоплавателно средство по време на движение по земята.

Броят на опорите и тяхното местоположение относително център на масата (CM) на въздухоплавателното средство зависи от схемите на шасито и характеристиките на експлоатацията на самолета.

Шасито на самолета, показано на фигура 2.1, има две основни опори16 и едно носова опора17 ... Всяка опора включва мощност багажник 18 и поддържащи елементи - колела15 ... Всяка опора може да има няколко крака и няколко колела.

Най -често шасито на самолета се прави прибиращо се по време на полет, поради което са предвидени специални отделения във фюзелажа за неговото поставяне. 13. Възможно е почистване и поставяне на главния колесник в специални гондоли (или гондоли), обтекатели14 .

Колесникът поглъща кинетичната енергия на удара при кацане и енергията на спиране по време на бягане, рулиране и при маневриране на самолета над летището.

самолет -амфибиямогат да излитат и кацат както от наземните летища, така и от водната повърхност.

Фигура 2.2. Шаси на самолети -амфибии.

по случая хидроплан монтирайте шаси на колела и го поставете под крилото плува 1 ,2 (Фигура 2.2).

Относителната маса на шасито обикновено е 4 ... 6 % от теглото при излитане на самолета.

Power point 19 (виж Фигура 2.1), осигурява създаването на тягата на самолета.Тя се състои от двигатели, както и системи и устройства, които осигуряват тяхната работа в условията на полет и наземна експлоатация на самолета.

При буталните двигатели силата на тягата се създава от витлото, при турбовинтовия - от витлото и частично от реакцията на газове, при реактивните двигатели - от реакцията на газовете.

Системата за управление включва: стойки на двигателя, гондола, система за управление, устройства за въвеждане и извеждане на двигателя, системи за гориво и масло, системи за стартиране на двигателя, системи за пожар и противообледяване.

Относителната маса на системата за управление, в зависимост от типа двигатели и разположението им на самолета, може да достигне 14 ... 18 % от излетното тегло на самолета.

2.2. Технико-икономически и летателно-технически
характеристики на самолета

Техническите и икономически характеристики на самолета са:

Относителна маса на полезния товар:

`м пн = м Пн /м 0

където м пн е масата на полезния товар;

м 0 - тегло при излитане на самолета;

Относителна маса на максимално платен товар:

`м knmax = м кнмах / м 0

където м кнмах маса на максимален полезен товар;

Максимална почасова производителност:

NS h = м кнмах ∙ v полет

където v полет - крейсерска скорост на самолета;

Разход на гориво на единица производителност q T

Основните характеристики на самолета включват:

Максимална крейсерска скорост v cr.max;

Крейсерска икономическа скорост Vдо стр. екв;

Крейсерска височина ХГорна част;

Обхват на полета с максимален полезен товар L;

Средно аеродинамично качество ДА СЕ в полет;

Скорост на изкачване;

Товароносимост, която се определя от масата на превозените в самолета пътници, товари, багаж за дадено тегло на полета и захранване с гориво;

Характеристики на излитане и кацане (VPH) на самолета.

Основните параметри, характеризиращи УКВ, са скоростта на подхода - V wp; скорост на кацане - V NS; скорост на излитане - V omp; излитане - лведнъж; кацане - л np; максималната стойност на коефициента на повдигане в конфигурацията за кацане на крилото - С y max n; максималната стойност на коефициента на повдигане в конфигурацията за излитане на крилото Спри макс хакване

Класификация на самолетите

Самолетите се класифицират според много критерии.

Един от основните критерии за класификация на самолети е критерий за назначаване ... този критерий предопределя летателните характеристики, геометричните параметри, разположението и състава на функционалните системи на въздухоплавателните средства.

Според предназначението си самолетите се подразделят на граждански и военни ... И първият, и вторият самолет се класифицират в зависимост от вида на изпълняваните задачи.

По -долу е дадена класификацията само на граждански въздухоплавателни средства.

Граждански самолетиса предназначени за превоз на пътници, поща, товари, както и за решаване на различни икономически проблеми.

Самолетите се подразделят на пътник , товарни превози , експериментален , обучение както и на самолети целенасочена национална икономическа цел .

Пътниксамолетите, в зависимост от обхвата на полета и товароносимостта, се делят на:

- самолет на дълги разстояния - обхват на полета L> 6000 км;

- средномагистрални самолети - 2500 < L < 6000 км;

- самолети на къси разстояния - 1000< L < 2500 км;

- самолети за местни авиокомпании (MVL) - L <1000 км.

Самолети на дълги разстояния(Фиг. 2.3) с обхват на полета над 6000 км, обикновено оборудван със система за управление от четири турбореактивни двигателя или двигатели с проффан, което дава възможност за повишаване на безопасността на полета в случай на повреда на един или два двигателя.

Самолети със средни разстояния(Фиг. 2.4, Фиг. 2 .5) имат система за управление от два или три двигателя.

Самолети на къси разстояния(фиг. 2.6) с обхват на полета до 2500 км, имат система за управление от два или три двигателя.

Самолети на Local Airways (LAS)се експлоатират на въздушни маршрути с дължина по -малка от 1000 км, а тяхната система за управление може да се състои от два, три или дори четири двигателя. Увеличаването на броя на двигателите до четири се дължи на желанието да се осигури високо ниво на безопасност на полета при високата интензивност на излитания и кацания, характерна за международните самолети.

Самолетите MVL включват административни самолети, които са предназначени да превозват 4 ... 12 пътници.

Товарни самолетиосигуряват транспорт на стоки. Тези самолети, в зависимост от обхвата на полета и товароносимостта, могат да бъдат разделени подобно на пътническите. транспортирането на товари може да се извършва както в товарното отделение (Фигура 2.7), така и върху външното окачване на фюзелажа (Фигура 2.8).

Треньорски самолетосигуряват обучение и обучение на летателен персонал в образователни институции и учебни центрове за гражданска авиация (Фигура 2.9) Такива самолети често се правят на две места (инструктор и стажант)

Експериментален самолетса създадени за решаване на конкретни научни проблеми, провеждане на полеви изследвания директно в полет, когато е необходимо да се тестват хипотезите и предложените дизайнерски решения.

Самолети за национални икономически целив зависимост от предназначението, те се делят на селскостопански, патрулни, наблюдение на нефтопроводи и газопроводи, гори, крайбрежни зони, трафик, санитарни, ледено разузнаване, въздушни снимки и др.

Заедно със специално проектирани за тези цели самолети, MVL самолети с малък капацитет могат да бъдат преоборудвани за целеви мисии.

Ориз. 2.7. Товарен самолет

Ориз. 2.10

Ориз. 2.9

Фигура 2.8

Ориз. 2.8. Транспортиране на стоки на външна прашка

Ориз. 2.9. Треньорски самолет

Ориз. 2.10. Самолет за национално стопанство

Аеродинамично оформлениесамолетът се характеризира с броя, външната форма на носещите повърхности и относителното положение на крилото, оперението и фюзелажа.

Класификацията на аеродинамичните конфигурации се основава на две характеристики:

- форма на крилото ;

- местоположение на оперението Аз съм.

В съответствие с първата характеристика има шест вида аеродинамични конфигурации:

- с право и трапецовидно крило;

- със замахнато крило;

- с делта крило;

- с право крило с ниско съотношение на страните;

- с пръстеновидно крило;

- с кръгло крило.

За съвременните граждански самолети на практика се използват първите два и частично третият тип аеродинамични конфигурации.

Според втория тип класификация се разграничават следните три варианта на аеродинамичните конфигурации на самолета:

Нормална (класическа) схема;

Схеми за патици;

Схема без опашка.

Разновидност на дизайна без опашка е дизайнът на летящото крило.

Самолети нормална схема (вж. фигури 2.5, 2.6) имат HE разположена зад крилото. Тази схема стана широко разпространена в гражданските самолети.

Основните предимства на нормалната верига са:

Възможност за ефективно използване на крилаща механизация;

Лесно балансиране на самолета с разгънати клапи;

Намаляване на дължината на носа на фюзелажа. Това подобрява изгледа на пилота и намалява зоната на АО, тъй като скъсеният нос на фюзелажа причинява появата на по -малко дестабилизиращ момент на движение;

Възможност за намаляване на зоните на VO и HE, тъй като раменете на VO и VO са много по -големи, отколкото в други схеми.

недостатъци на нормалната верига:

GO създава отрицателен ефект в почти всички режими на полет. Това води до намаляване на подемната сила на самолета. Особено при преходни режими на полет по време на излитане и кацане;

Той е в нарушен въздушен поток зад крилото, което се отразява негативно на работата му.

За да се премахне HE от "аеродинамичната сянка" на крилото или от "събуждането" на клапите в преходни режими на полет, той се измества спрямо крилото по височина (фиг. 2.11, а), той се извежда до средата на кила (фиг. 2.11; б) или до върха на кила (фигура 2.11, в).

Ориз. 2.12

Ориз. 2.11

Ориз. 2.11 Разположение на хоризонталната опашка

а. VO., Отклонение спрямо крилото по височина;

б. АО се намира в средата на кила (кръстообразна опашка);

v. Т-образно оперение;

д. v -образно оперение.

В практиката на самолетостроенето има случаи на използване на комбиниран, т.нар v-образно оперение (фиг. 2.12). функциите на GO и AO в този случай се изпълняват от две повърхности, разположени под ъгъл една спрямо друга. Кормите, разположени на тези повърхности, със синхронно отклонение нагоре и надолу, работят като RV и когато единият рул е отклонен нагоре, а другият надолу, самолетът се управлява в посока на движение.

Доста често двукилеви и дори трикилеви VO могат да се използват на самолети.

Когато аеродинамичното разположение на самолета е патешки модел на GO се поставя пред крилото на носа на фюзелажа (фигура 2.13)

Предимствата на схемата за патици са:

Поставяне на HE в необезпокояван въздушен поток;

Възможността за намаляване на размера на крилото, тъй като HE става носещ, т.е. участва в създаването на асансьора на самолета;

Доста лесно париране на възникващия момент на гмуркане, когато механизацията на крилото се отклонява от отклонението на HE;

Ориз. 2.13 Разположение на самолета по схемата "патица"

Увеличение на GO рамото с повече от 30%, отколкото при нормалната схема, което позволява да се намали площта на крилото;

Когато се достигнат големи ъгли на атака, застояването на потока на ВН се случва по -рано, отколкото на крилото, което на практика елиминира опасността самолетът да достигне свръхкритични ъгли на атака и да го спре в опашка.

В самолет, направен по схемата "патица", позицията на фокуса се измества назад при преместване от М<1 к М>1 е по-малко от това на самолетите от нормалната схема, следователно се наблюдава повишаване на степента на надлъжна стабилност в по-малка степен.

Недостатъците на тази схема са:

Намаляване на носещата способност на крилото с 10-15 % поради скосяването на потока от HE;

Сравнително малко AO рамо, което води до увеличаване на AO зоната, а понякога и до инсталиране на два кила за увеличаване на стабилността на пистата. Това компенсира дестабилизиращия момент, създаден от удължения нос на фюзелажа.

Схема без опашкахарактеризиращ се с липсата на GO (виж фиг. 1.13), докато функциите на GO са изместени към крилото. Самолетите, направени по тази схема, може да нямат фюзелаж, в този случай те се наричат „летящо крило“. Такива самолети се характеризират с минимално съпротивление.

Схемата без опашки има следните предимства:

Тъй като на такива самолети се използват триъгълни крила, с големи странични ребра, относителната дебелина на профила може да бъде намалена, осигурявайки рационалното използване на обема на крилото за поставяне на гориво;

Липсата на GO натоварвания дава възможност да се облекчи опашната част на фюзелажа;

Цената и теглото на корпуса намаляват, тъй като няма HE, поради същата причина съпротивлението на триене на самолета намалява поради намаляване на площта на повърхността, опростена от въздушния поток;

Значителните геометрични размери на страничното ребро правят възможно създаването на ефект на „въздушна възглавница“ в режим на кацане на самолета;

Тъй като в схемата "без опашка" се използват крила с двойна стреловидност, в режим на излитане се наблюдава значително увеличение на коефициента на подемна сила.

Сред недостатъците на тази схема най -значимите са:

Невъзможност за пълно използване на носещата способност на крилото при кацане;

Намаляване на тавана на самолета поради намаляване на аеродинамичното качество, което се обяснява с задържането на елевоните в горно отклонено положение за постигане на най-голям ъгъл на атака на крилото;

Трудността, а понякога и невъзможността за балансиране на самолета с изтеглени клапи;

Трудността при осигуряване на стабилността на посоката на самолета поради малкото рамо на AO, следователно понякога се монтират три кила (виж фиг. 1.13).

В практиката на експериментално конструиране на самолети можете да намерите опции с комбинация от основни схеми в един самолет.

Възможен е вариант, когато два самолета се използват в самолета - един пред крилото и втори зад него. При изпълнение на схемата "тандем" самолетът има почти съизмерима площ на крилото и аеродинамичния профил. Схемата "тандем" може да се разглежда като междинно между нормалната и "патешката" схема, поради което експлоатационният обхват на подравняване се разширява със сравнително малки загуби на аеродинамично качество за балансиране на самолета.

Основните конструктивни характеристики, по които се класифицират самолетите, са:

Броят и местоположението на крилата;

Тип на фюзелажа;

Тип двигател, брой и разположение на тях на ВС;

Схема на колесника, характеризираща се с броя на опорите и тяхното относително положение спрямо самолета CM.

Моноплановете и двукрилите се разграничават в зависимост от броя на крилата.

Схема моноплан доминира в самолетостроенето, като повечето самолети се изпълняват именно по тази схема, което се дължи на по-ниското съпротивление на моноплана и възможността за увеличаване на нарастването на скоростите на полета.

Схеми за самолети "биплан" (Фигура 2.16) имат високо
маневреност, но те са бавно движещи се, така че тази схема се прилага за самолети със специално предназначение, например за селскостопански.

Фиг. 2. 16 Самолет по схемата "биплан"

Според местоположението на крилото спрямо фюзелажа, самолетът може да бъде изпълнен според „нискокрилото“ (фиг. 2.17, а), „средното крило“ (фиг. 2.17, б) и „висококрилото "(Фиг. 2.17, в) схеми.

Фигура 2.17. Различни оформления на крилата

Схема "ниско крило" най-малко изгодно от аеродинамична гледна точка, тъй като в зоната на конюгиране на крилото с фюзелажа, гладкостта на потока се нарушава и възниква допълнително съпротивление поради намесата на системата "крило-фюзелаж". Този недостатък може да бъде значително намален чрез поставяне на обтекатели, гарантиращи елиминирането на ефекта на дифузора.

Поставянето на газотурбинен двигател в основата на крилото ви позволява да използвате
изтласкващ ефект от струята на двигателя, който се нарича активен обтекател.

Самолетът с ниско крило има по-високо разположение на долния контур на фюзелажа над земята. Това се дължи на необходимостта да се изключи докосването на върха на крилото до повърхността на пистата по време на кацане, както и да се гарантира безопасната работа на системата за управление, когато двигателите са поставени на крилото. В този случай процесът на разтоварване и товарене на товари, багаж, както и качване и слизане на пътници се усложнява. Този недостатък може да бъде избегнат чрез оборудване на шасито с механизъм „клек“.

Схемата "ниско крило" най-често се използва за пътнически самолети, тъй като осигурява по-голяма безопасност в сравнение с други варианти за аварийно кацане на земята и водата. При аварийно кацане на земята с прибрани шасита крилото абсорбира енергията на удара, предпазвайки пътническата кабина. При кацане на вода самолетът се потапя във водата по крилото, което придава на фюзелажа допълнителна плаваемост и опростява организацията на работа, свързана с евакуацията на пътници.

Важно предимство на схемата "нискокрило" е най-малката маса на конструкцията, тъй като основните опори на шасито най-често са свързани с крилото и техните размери и тегло са по-малки от тези на самолет с високо крило. В сравнение с самолет с високо крило с шаси на фюзелажа, самолетът с ниско крило има по-ниска маса, тъй като не се изисква тежест на фюзелажа поради закрепването на основния колесник към него.

Самолетът с ниско крило с основните опори на крилото запазва основното правило: опорната повърхност служи за опора на самолета. Това правило се спазва във всички режими на работа, както по време на полет, така и по време на излитане и кацане. В последния случай крилото се опира на шасито по време на бягане и излитане. Благодарение на това е възможно да се унифицира силовата верига, която определя пътищата за предаване на максимални товари, и да се намали теглото на конструкцията на самолета като цяло. Разгледаните предимства се превърнаха в причина за господстващото положение на схемата "нискокрило" върху пътнически самолети.

Схема "среден самолет" (Фиг. 2. 17, б) за пътнически и товарни въздухоплавателни средства най -често не се използва, тъй като криловата кутия (нейната силова част) не може да бъде поставена в пътническата или товарната кабина.

С увеличаване на масите при излитане и параметрите на самолета става възможно разположението на крилата на широкофюзеляжните самолети да се доближи до средното крило. В този случай крилото се повдига до нивото на пода на купето или товарното отделение, както се прави на А-300, Боинг-747, Ил-96 и др. Благодарение на това решение е възможно значително подобряват аеродинамичните характеристики.

В чист вид схемата "средно крило" може да бъде приложена на двупалубни самолети, където крилото практически не пречи на използването на обеми на фюзелажа за настаняване на пътнически кабини, товарни помещения и оборудване.

Схемата "висококрило" (фиг. 2.17, в) се използва широко за товарни самолети и намира приложение и на самолети MVL. В този случай е възможно да се получи най-малкото разстояние от долния байпас на фюзелажа до повърхността на пистата, тъй като високото крило не влияе на избора на височината на фюзелажа спрямо земята.

При използване на схемата "високо крило"има възможност за свободно маневриране на специални превозни средства по време на поддръжката на самолета.

Транспортната ефективност на товарните самолети се увеличава поради най-ниското положение на пода на товарното отделение, което позволява бързо и лесно товарене и разтоварване на обемисти товари, самоходни превозни средства, различни модули и др.

Срокът на експлоатация на двигателите се увеличава, тъй като те са разположени на значително разстояние от земята и вероятността частиците от повърхността на пистата да попаднат във въздухозаборниците е рязко намалена.

Отбелязаните предимства на високоплана обясняват господстващото положение, което тази схема заема при транспортни самолети във вътрешни (Ан-22, Ан-124, Ан-225), чуждестранни (С-141, С-5А, С-17 (САЩ), и др.) практика.

Схемата "високо крило" лесно осигурява стандартизирано безопасно разстояние от повърхността на пистата до края на лопатката на витлото или долния байпас на всмукателния въздух на GTE. Това обяснява доста честото използване на тази схема на пътнически самолети MVL (An-28 (Украйна), F-27 (Холандия), Short-360 (Англия), ATR 42, ATR-72 (Франция-Италия)).

Безспорното предимство на схемата "високо крило" е по-високата стойност С при макс поради запазването на напълно или частично аеродинамично чиста горна повърхност на крилото над фюзелажа, по -голяма ефективност на механизацията на крилото поради намаляване на крайния ефект върху клапите, тъй като фюзелажната страна и гондолата играят ролята на крайни „шайби“ .

Голямото тегло на конструкцията на корпуса, в сравнение с други схеми, оказва отрицателно въздействие както върху полезния товар, така и върху резерва за гориво и обхвата на полета. Тежестта на конструкцията на корпуса се обяснява с:

Необходимостта от увеличаване на зоната на VO с 15-20 % поради падане на част от него в зоната на засенчване от крилото;

Увеличаване на масата на фюзелажа с 15-20 % поради увеличаване на броя на подсилените рамки в зоната на закрепване на основния колесник, укрепване на конструкцията на долния байпас на фюзелажа в случай на аварийно кацане с неосвободен колесник и поради подсилване на кабината под налягане.

При закрепване на главния колесник към захранващата основа на фюзелажа възникват трудности при осигуряването на необходимата следа.

Малката релса на шасито увеличава натоварването върху една бетонна плоча,
което може да изисква по -висок клас на летището за експлоатацията на самолета.

Желанието да се осигури приемлива следа често принуждава да се увеличи общата ширина на подсилените рамки в зоната на основните опори, да се образуват стърчащи гондоли на шасито и да се увеличи средната част на самолета, а оттам и аеродинамичното му съпротивление. Както показва статистиката, в този случай съпротивлението на гондолите на шасито може да достигне 10-15 % от общото съпротивление на фюзелажа.

По -ниската безопасност на високоплана по време на аварийно кацане на вода и суша понякога прави невъзможно използването на тази схема на въздухоплавателни средства с голям капацитет за пътници, тъй като по време на аварийно кацане на земята крилото, с неговата маса заедно с двигателите, има тенденция да смазва фюзелажа и пътническата кабина. При кацане на вода фюзелажът се потапя до контурите на долното крило и отделението за пътници може да е под вода. В този случай организацията на работа за спасяване на пътници е значително сложна и евакуацията на хора е възможна само чрез аварийни люкове в горната част на фюзелажа.

По тип фюзелажсамолетите се подразделят на обикновени, т.е. направено по схема с един фюзелаж (Фигура 2.18, а); съгласно схемата с два фюзелажа и схемата „гондола“ (фиг. 2.18, б).

Ориз. 2.18 Класификация на въздухоплавателното средство по тип на фюзелажа

Най-широко разпространена е схемата с единичен фюзелаж, която дава възможност да се получи най-изгодната конфигурация на формата на фюзелажа от аеродинамична гледна точка, тъй като съпротивлението в този случай ще бъде най-ниското в сравнение с други видове.

Когато поставяте опашката на самолета не върху фюзелажа, а върху две греди (Фигура 2.18, б) или заменяйки фюзелажа с гондола, се увеличава съпротивлението. Схемата "гондола" (фиг. 2.18, б) се характеризира с лошо рационализиране на гондолите, което може да доведе до нестабилност на самолета при високи ъгли на атака. Следователно схемата с две греда „гондола“ рядко се прилага в самолетостроенето, главно върху транспортни самолети, където ефективността на транспорта става от първостепенно значение. Пример за такова решение е товарният самолет Hawker Sidley Argosi.

Фигура 2.19 Самолет Edgey Aircraft

По тип двигател прави разлика между самолети с PD, турбореактивен двигател, TVLD и др.

По броя на двигателитесамолетите се подразделят на едно-, дву-, три-, четири-, шестмоторни.

На пътническите самолети, за да се гарантира безопасността на полета, броят на двигателите не трябва да бъде по -малък от два. Увеличението на броя двигатели над шест се оказва неоправдано поради трудностите, свързани с осигуряването на синхронизация на работата на отделните системи за управление и увеличаването на времето и трудоемкостта на поддръжката.

По местоположение на двигателяДозвуковите пътнически самолети могат да бъдат класифицирани в четири основни групи: двигатели - на крилото (фиг. 2.20, а), двигатели - в корена на крилото, двигатели - на задната част на фюзелажа (б) и смесена версия (в) на конструкцията на двигателя .

При избора на място за инсталиране на двигателите се вземат предвид особеностите на общото разположение на самолета, условията на работа и осигуряването на максимален ресурс на двигателите, те се стремят да получат най -ниското съпротивление на системата за управление и да минимизират загуба на въздух във въздухозаборниците.

Така че, на самолети с три двигателя е препоръчително да се използва смесено оформление (фиг. 2.20): два двигателя под крилото и третият - в задната част на фюзелажа или на кила.

Ориз. 2.20 Схеми за монтаж на самолетни двигатели

При самолети с два двигателя СУ се поставя на крилото или на задната част на фюзелажа.

С увеличаване на степента на байпас на двигателя диаметърът му се увеличава. Следователно при подреждането на двигателите под крилото е необходимо да се увеличи височината на шасито, за да се осигури нормализираното разстояние от байпаса на гондолата до повърхността на земята. Това води до увеличаване на теглото на конструкцията на самолета и създава редица проблеми, свързани с пътниците, багажа и поддръжката. На първо място, това се отнася за самолети MVL, които често се експлоатират от летища, които нямат специално оборудване. В същото време ефектът от разтоварването на крилото в полет поради поставянето на двигатели върху него е значително намален, тъй като с увеличаване на байпасното съотношение специфичното тегло на турбореактивния двигател намалява.

Фигура 2.21 показва два самолета, чийто дизайн е създаден въз основа на едни и същи изисквания за полезен товар, обхват, VPH, средна секция на фюзелажа и т.н. Фигура 2.21 показва разликата между двата самолета по отношение на височината на крилото и фюзелажа спрямо земята.

Фигура 2.21 Влияние на байпасните двигатели върху разположението на самолета

По вид на колесникате се подразделят на колесни, ски, плаващи (за хидроплани), верижни и шасита на въздушна възглавница.

Преобладаващото разпространение е получило шаси на колела и често се използва поплавък.

Според схемата на шаситосамолетите се подразделят на триколки и
двуносеви.

Триносещото устройство е направено в два варианта: триносещо с носеща опора и триносеща конструкция с опорна опора. В повечето случаи използването на самолети триколка с носова опора... Вторият вариант на тази схема се намира на леки самолети.

Схемата на двулагерния колесник практически не се използва на граждански самолети.

При тежките, особено транспортни самолети, схемата на шаси с много опори стана широко разпространена. Например, самолет Боинг-747 използва шаси с пет стойки, Ан-225 има шаси с шестнадесет, а пътник Ил-86 има шаси с четири стойки.

2.4. ИЗИСКВАНИЯ ЗА КОНСТРУКЦИЯ
САМОЛЕТ

Всички изисквания за проектиране на самолети са разделени на общ задължително за всички корпусни единици, и специален .

Общите изисквания включват аеродинамика, здравина и скованост, надеждност и устойчивост на въздухоплавателни средства, експлоатационни, поддръжка, технологичност на производството на самолети, икономически и изисквания, минимално тегло на конструкцията на корпуса и функционалните системи.

Аеродинамични изискваниясе свеждат до гарантиране, че влиянието на формата на самолета, неговите геометрични и конструктивни параметри съответстват на посочените данни за полета, получени при най -ниските разходи за енергия. Изпълнението на тези изисквания осигурява минимално съпротивление на самолета, необходимите характеристики на стабилност и управляемост, висока VHF, показатели за крейсерския режим на полета.

Изпълнението на аеродинамичните изисквания се постига чрез избор на оптималните стойности на параметрите на отделни единици (части) на самолета, тяхното рационално взаимно подреждане и високо ниво на специфични параметри.

Изисквания за якост и твърдостса представени на рамката на самолета и неговата обвивка, която трябва да поема всички видове експлоатационни натоварвания без разрушаване, като деформациите не трябва да водят до промяна в аеродинамичните свойства на самолета, не трябва да възникват опасни вибрации и не трябва да се появяват значителни остатъчни деформации . Изпълнението на тези изисквания се осигурява от избора на рационална носеща верига и площите на напречното сечение на носещите елементи, както и от подбора на материали.

Изисквания за надеждност и оцеляваневъздухоплавателните средства осигуряват разработването и прилагането на конструктивни мерки, насочени към осигуряване на безопасността на полетите.

Надеждност на самолетапредставлява способността на структурата да изпълнява функциите си, като същевременно поддържа показатели за ефективност за определен период от междурегулаторен период, ресурс или друга мерна единица за експлоатационно време. Характеристиките за надеждност са полетните часове на повреда, броят на отказите за час на полета и т.н.

Надеждността на самолета може да се увеличи чрез избор на надеждни конструктивни елементи, тяхното дублиране (резервиране).

Оцеляване на самолетасе определя от способността на конструкцията да изпълнява своите функции при наличие на повреди. За да се отговори на това изискване, са необходими конструктивни мерки, например използването на статично неопределени силови вериги, ефективни мерки за предотвратяване на пожар и главно резервиране. Тези изисквания са особено важни, за да се гарантира целевото ниво безопасност на полета .

Оперативни изискванияпредвиждат създаването на такива
структури, които ви позволяват да предоставяте технически
поддръжка на самолети с минимални материални и технически разходи.

Изпълнението на такива изисквания е възможно чрез осигуряване на удобен достъп до възли, стандартизиране и унифициране на компоненти, възли, части и съединители на самолети, използване на вградени системи за автоматично наблюдение на техническото състояние на системите и агрегатите на самолета, ефективни системи за отстраняване на неизправности и тяхното премахване, увеличаване на ресурса и междурегулаторния експлоатационен живот.

Изисквания за поддръжкапредопределят възможността за бързо и евтино възстановяване на повредени (повредени) части на самолета, оперативна поддръжка на парка на самолетните двигатели. Значението на тези изисквания се увеличава поради постоянното увеличаване на сложността на самолетите и оборудването.