Классификация военных самолетов. Какие бывают самолеты Региональные и местные

Азия

Основные агрегаты самолета

Самолеты относятся к летательным аппаратам тяжелее воздуха, им характерен аэродинамический принцип полета. У самолетов подъемная сила Y создается за счет энергии воздушного потока, омывающего несущею поверхность, которая неподвижно закреплена относительно корпуса, а поступательное движение в заданном направлении обеспечивается тягой силовой установки (СУ) самолета.

Различные типы самолётов имеют одни и те же основные агрегаты (составные части): крыло , вертикальное (ВО) и горизонтальное (ГО) оперение , фюзеляж , силовую установку (СУ) и шасси (рис 2.1).

Рис. 2.1. Основные элементы конструкции самолета

Крыло самолета1 создает подъемную силу и обеспечивает поперечную устойчивость самолету при его полете.

часто крыло является силовой базой для размещения шасси, двигателей, а его внутренние объемы используют для размещения топлива, оборудования, различных узлов и агрегатов функциональных систем.

Для улучшения взлетно-посадочных характеристик (ВПХ) современных самолетов на крыле устанавливаются средства механизации по передней и задней кромкам. По передней кромке крыла размещают предкрылки , а по задней - закрылки10 , интерцепторы12 и элероны-интерцепторы .

В силовом отношении крыло представляет собой балку сложной конструкции, опорами которой являются силовые шпангоуты фюзеляжа.

Элероны11 являютсяорганами поперечного управления. Они обеспечивают поперечную управляемость самолета.

В зависимости от схемы и скорости полета, геометрических параметров, конструкционных материалов и конструктивно-силовой схемы масса крыла может составлять до 9…14 % от взлетной массы самолета.

Фюзеляж13 объединяет основные агрегаты самолета в единое целое, т.е. обеспечивает замыкание силовой схемы самолета.

Внутренний объем фюзеляжа служит для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования, почты, багажа, средств спасения людей на случай возникновения аварийных ситуаций. В фюзеляжах грузовых самолетов предусмотрены развитые погрузочно-разгрузочные системы, устройства быстрой и надежной швартовки грузов.

Функцию фюзеляжа у гидросамолётов выполняет лодка, которая позволяет производить взлет и посадку на воду.

фюзеляж в силовом отношении является тонкостенной балкой, опорами которой являются лонжероны крыла, с которыми он связан через узлы силовых шпангоутов.

масса конструкции фюзеляжа составляет 9…15 % от взлетной массы самолета.

Вертикальное оперение5 состоит из неподвижной части киля4 и руля направления (РН) 7 .

Киль 4 обеспечивает самолету путевую устойчивость в плоскости X0Z , а РН - путевую управляемость относительно оси 0y .

Триммер РН 6 обеспечивает снятие длительных нагрузок с педалей, например, при отказе двигателя.

Горизонтальное оперение9 включает в себя неподвижную или ограниченно подвижную часть (стабилизатор2 ) и подвижную часть – руль высоты (РВ) 3 .

Стабилизатор 2 придает самолету продольную устойчивость, а РВ 3 - продольную управляемость. РВ может нести на себе триммер 8 для разгрузки штурвальной колонки.

Масса, конструкции ГО и ВО обычно не превышает 1,3…3 % от взлетной массы самолета.

Шасси самолета 16 относится к взлетно-посадочным устройствам (ВПУ), которые обеспечивают разбег, взлет, посадку, пробег и маневрирование самолета при движении по земле.

Число опор и расположение их относительно центра масс (ЦМ) самолета зависит от схем шасси и особенностей эксплуатации самолета.

Шасси самолета, показанного на рис.2.1, имеет две основные опоры16 и одну носовую опору17 . Каждая опора включает в себя силовую стойку18 и опорные элементы - колеса15 . Каждая опора может иметь несколько стоек и несколько колес.

Чаще всего шасси самолета делают убирающимися в полете, поэтому для его размещения предусматривают специальные отсеки в фюзеляже 13. Возможна уборка и размещение основных опор шасси в специальных гондолах (или мотогондолах), обтекателях14 .

Шасси обеспечивает поглощение кинетической энергии удара при посадке и энергии торможения на пробеге, рулении и при маневрировании самолета по аэродрому.

самолеты-амфибии могут совершать взлет и посадку, как с наземных аэродромов, так и с водной поверхности.

Рис.2.2. Шасси самолета-амфибии.

на корпусе гидросамолета устанавливают колесное шасси, а под крылом размещают поплавки1 ,2 (рис.2.2).

Относительная масса шасси обычно составляет 4…6% от взлетной массы самолета.

Силовая установка 19 (см.рис.2.1), обеспечивает создание силы тяги самолета.Она состоит из двигателей, а также систем и устройств, обеспечивающих их работу в условиях летной и наземной эксплуатации самолета.

У поршневых двигателей сила тяги создается воздушным винтом, у турбовинтовых - воздушным винтом и частично реакцией газов, у реактивных - реакцией газов.

В СУ входят: узлы крепления двигателей, гондола, управление СУ, входные и выходные устройства двигателей, топливная и масляная системы, системы запуска двигателя, противопожарная и противообледенительная системы.

Относительная масса СУ в зависимости от типа двигателей и схемы размещения их на самолете может достигать 14…18 % от взлетной массы самолета.

2.2. Технико-экономические и летно-технические
характеристики самолетов

Технико-экономическими характеристиками самолетов являются:

Относительная масса полезной нагрузки:

`m пн = m пн /m 0

где m пн - масса полезной нагрузки;

m 0 - взлетная масса самолета;

Относительная масса максимальной платной нагрузки:

`m кнmах = m кнmах / m 0

где m кнmах масса максимальной коммерческой нагрузки;

Максимальная часовая производительность:

П ч = m кнmах ∙v рейс

где v рейс - рейсовая скорость самолета;

Расход топлива на единицу производительности q Т

К основным летно-техническим характеристикам самолетов относят:

Максимальную крейсерскую скорость v кр.mах ;

Крейсерскую экономическую скорость V к p .эк ;

Высоту крейсерского полета Н к p ;

Дальность полета с максимальной платной нагрузкой L ;

Среднее значение аэродинамического качества К в полете;

Скороподъемность;

Грузоподъемность, которая определяется массой пассажиров, грузов, багажа, перевозимой на самолете при заданной полетной массе и запасе топлива;

Взлетно-посадочные характеристики (ВПХ) самолета.

Основными параметрами, характеризующими ВПХ, являются скорость захода на посадку - V з.п ; посадочная скорость - V п ;скорость отрыва при взлете - V omp ; длина разбега при взлете - l раз ; длина пробега при посадке - l np ; максимальное значение коэффициента подъемной силы в посадочной конфигурации крыла - С у max п ;максимальное значение коэффициента подъемной силы во взлетной конфигурации крыла С у max взл

Классификация самолетов

Классификацию самолетов проводят по многим критериям.

Одним из основных критериев классификации самолетов является критерий по назначению . этот критерий предопределяет летно-технические характеристики, геометрические параметры, компоновку и состав функциональных систем самолета.

По своему назначению самолеты подразделяют на гражданские и военные . Как первые, так и вторые самолеты классифицируют в зависимости от вида выполняемых задач.

Ниже рассмотрена классификация только гражданских самолетов.

Гражданские самолеты предназначены для перевозки пассажиров, почты, грузов, а также для решения разнообразных народнохозяйственных задач.

Самолеты подразделяют на пассажирские , грузовые , экспериментальные , учебно-тренировочные , а также на самолеты целевого народнохозяйственного назначения .

Пассажирские самолеты в зависимости от дальности полета и грузоподъемности подразделяют на:

- дальние магистральные самолеты – дальность полета L >6000 км;

- средние магистральные самолеты - 2500 < L < 6000 км;

- ближние магистральные самолеты - 1000< L < 2500 км;

- самолеты для местных воздушных линий (МВЛ) - L <1000 км.

Дальние магистральные самолеты (рис. 2.3) с дальностью полета более 6000 км, обычно, оснащаются СУ из четырех ТРДД или винтовентиляторных двигателей, что позволяет повысить безопасность полета в случае отказа одного или двух двигателей.

Средние магистральные самолеты (рис. 2.4, рис. 2 .5) имеют СУ из двух-трех двигателей.

Ближнемагистральные самолеты (рис. 2.6) при дальности полета до 2500 км имеют СУ из двух-трех двигателей.

Самолеты местных воздушных авиалиний (МВЛ) эксплуатируются на авиационных трассах протяженностью менее 1000 км, а их СУ может состоять из двух, трех и даже четырех двигателей. Увеличение числа двигателей до четырех обусловлено стремлением обеспечить высокий уровень безопасности полетов при большой интенсивности взлетов-посадок, характерных для самолетов МВЛ.

К самолетам МВЛ можно отнести административные самолеты, которые рассчитаны на перевозку 4…12 пассажиров.

Грузовые самолеты обеспечивают перевозку грузов. Эти самолеты в зависимости от дальности полета и грузоподъемности могут подразделяться аналогично пассажирским. перевозка грузов может осуществляться как внутри грузовой кабины (рис.2.7), так и на внешней подвеске фюзеляжа (рис. 2.8).

Учебно-тренировочные самолеты обеспечивают подготовку и тренировку летного состава в учебных заведениях и центрах подготовки гражданской авиации (рис.2.9)Такие самолеты часто изготовляют двухместными (инструктор и стажер)

Экспериментальные самолеты создаются для решения конкретных научных проблем, проведения натурных исследований непосредственно в полете, когда необходима проверка выдвигаемых гипотез и конструктивных решений.

Самолеты народнохозяйственного назначения в зависимости от целевого использования разделяются на сельскохозяйственные, патрульные, наблюдения за нефте- и газопроводами, лесными массивами, прибрежной зоной, дорожным движением, санитарные, ледовой разведки, аэрофотосъемки и др.

Наряду со специально спроектированными для этих целей самолетами под целевые задачи могут переоборудоваться самолеты МВЛ малой грузоподъемности.

Рис. 2.7. Грузовой самолет

В соответствии с кодексом Международной авиационной федерации летательные аппараты делятся на классы, например:

Класс А - свободные аэростаты;

Класс В - дирижабли;

Класс С - воздушные суда, вертолеты, гидросамолеты и т.д;

Класс S - космические модели.

Помимо этого, класс С делится на четыре группы, в зависимости от силовой установки. Также, все гражданские воздушные суда группируют по классам в зависимости от их взлетной массы:

Класс первый - 75 т и более;

Класс второй - 30-75 т;

Класс третий - 10-30 т;

Класс четвертый - до 10 т.

Классификация по типам воздушных судов.

Воздушное судно - летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счет его взаимодействия с воздухом, отличным от взаимодействия с воздухом, отраженным от земной поверхности.

Самолет - летательный аппарат тяжелее воздуха для полетов в атмосфере с помощью силовой установки создающей тягу и неподвижного крыла, на котором при движении в воздушной среде образуется аэродинамическая подъемная сила.

Самолеты можно классифицировать по множеству признаков, однако они взаимосвязаны и образуют единую систему воздушных судов, которая находится в постоянном движении под воздействием множества рыночных факторов.

В зависимости от характера эксплуатации воздушные суда гражданской авиации можно классифицировать на:

1) воздушные суда авиации общего назначения (АОН);

2) воздушные суда авиации коммерческого назначения.

Воздушные судна, находящиеся в регулярной эксплуатации, то есть в сфере деятельности коммерческих авиакомпаний, осуществляющих перевозки пассажиров и грузов по расписанию относятся к коммерческой авиации. Использование же воздушного судна в личных или деловых целях относит его к категории авиации общего назначения.

Последние годы наблюдается рост популярности воздушных судов общего назначения, так как они способны выполнять задачи, несвойственные коммерческой авиации - перевозку небольших грузов, сельскохозяйственные работы, патрулирование, обучение пилотированию, авиационный спорт, туризм и т.д., а также существенно экономят время для пользователей. Последнее достигается за счет возможности летать вне расписания, способности использовать для взлета и посадки небольшие аэродромы и пользователь не тратит время на оформление и регистрацию авиабилетов и имеет возможность выбора прямого маршрута до места назначения. Как правило, воздушные суда АОН - воздушные суда, имеющие взлетную массу до 8,6 т. Однако возможно и использование большего воздушного судна.

В зависимости от назначения можно выделить две основные группы воздушных судов, не зависимо от условий эксплуатации - многоцелевые и специализированные воздушные суда.

Многоцелевые воздушные суда предназначены для решения широкого круга задач. Это достигается за счет переоборудования и переоснащения воздушного судна для решения конкретной задачи при минимальных конструктивных изменениях или без таковых. В зависимости от способности взлетать и садиться не только на аэродромы с искусственным покрытием, но и использовать для этих целей водную поверхность многоцелевые воздушные суда бывают наземного базирования и амфибийными.

Специализированные воздушные суда, ориентированы на выполнение какой-либо одной задачи.

Классификация воздушных судов возможна в зависимости от характеристики аэродинамической схемы, под которой понимают некоторую систему несущих поверхностей воздушного судна. В системе несущих поверхностей имеются главные поверхности - крылья, создающие основную долю аэродинамической подъемной силы, и вспомогательные поверхности - оперение, предназначенное для стабилизации воздушного суда и управления его полетом. Различают следующие виды аэродинамических схем, в соответствии с рисунком 2.10.

Рисунок 2.10 - Аэродинамические схемы воздушных судов

Воздушные суда по отдельным признакам аэродинамической схемы классифицируются в первую очередь по конструктивным характеристикам крыла, в соответствии с рисунком 2.11.

Также воздушные судна, возможно, классифицировать по схеме фюзеляжа - в зависимости от типа силовых элементов, в зависимости от конструктивных характеристик шасси - которые различают по расположению опор шасси, по силовой установке - в зависимости от типа двигателя, количества двигателей и их расположения.

Рисунок 2.11 - Конструктивные характеристики крыла воздушных судов

Особое значение для гражданской авиации имеет классификация воздушных судов в зависимости от их дальности полета, в соответствии с рисунком 2.12:

Ближнее магистральное (основных авиалиний) воздушное судно, с дальностью полета - 1000-2500 км;

Среднее магистральное воздушное судно, с дальностью полета - 2500-6000 км;

Дальнее магистральное воздушное судно, с дальностью полета свыше 6000 км.

Рисунок 2.12 - Классификация воздушных судов
в зависимости от зон дальности

Представитель деловой авиации.

Давно прошли те времена, когда аэроплан (в последствии самолет) был просто . Как говорится сам в себе и для себя. Потребности людей меняются, технический прогресс совсем не стоит на месте и самолеты практически не летают ради интереса, экстрима или чего-либо подобного. Хотя, конечно, справедливости ради стоит сказать, что и это тоже имеет место. Однако все же меркантильно- полезное применение авиации преобладает. А так как в современном мире областей ее применения уже достаточно много, то и разнообразие ее достаточно велико.

Итак, . Они определяются согласно нормативным документам. Есть такой серьезный (по виду:-)) документ: Воздушный кодекс РФ. Так вот в нем определено, что авиация имеет три вида: гражданская , государственная и экспериментальная . К гражданской относится собственно гражданская, гражданская коммерческая и авиация общего назначения. С первыми двумя, я думаю, понятно, а «общее назначение» — это всевозможные полезные работы, как-то: сельхозработы, медицинская помощь, помощь полиции, частные и корпоративные перелеты, обучение, и т.д. Экспериментальная авиация применяется для проведения различных экспериментальных работ и испытаний техники (в т.ч. и авиационной). А государственная – это военная авиация и государственная авиация специального назначения , такая, как например авиация МЧС или есть еще авиация МВД для выполнения различных спецзаданий. Интересно, что как государственная, так и экспериментальная авиация тоже могут быть использованы в коммерческих целях. Это определено в вышеупомянутом кодексе.

Транспортник АН-12

Всем известный пассажирский Boeing 737

Вот так оно все звучит официально. А теперь, не глядя в нормативные документы, я еще кое-что добавлю и от себя. С гражданской авиацией все более-менее ясно. Это пассажирская, транспортная и грузо-пасcажирская. Их функции понятны всем. А яркие их представители – это, например, трудяги ТУ-154 и Боинг-737, Ан-12 и Ил-76.
Что касается авиации общего назначения, то хоть в кодексе этот название и прописано, но рядом с ним существуют и другие определения, и иной раз не всегда понятно которое из них вмещает в себя другое. Разбираться в этом не будем, просто я еще упомяну кое-какие , точнее их названия, которые сейчас употребляются в авиационной практике.

Интерьер салона самолета бизнес-авиации.

За рубежом уже достаточно давно существует, а в России только набирает обороты так называемая деловая авиация или «Business aviation» в англо-американском варианте. Это обычно специальные самолеты (ну и, конечно, комплекс их технического обслуживания) малой вместимости, но совсем немалого комфорта:-). Они используются для индивидуальных и корпоративных полетов и, конечно же, для оказания специальных услуг. Один из представителей – это Gulfstream G500.

Самолет ЯК-52.

Спортивный ЯК-55М

Спортивный СУ-26М.

Заслуженный АН-2

Далее можно выделить спортивную авиацию и авиацию первоначального обучения. Иначе говоря аэроклубовскую. Это те самолеты и вертолеты, на которых люди учатся летать и далее совершенствуют свои навыки полета. В России система аэроклубов в процессе революционных преобразований, начиная с перестройки и далее, была основательно порушена. Но кое-что осталось и сейчас даже потихоньку развивается. Представители этого вида авиации у нас это, в основном, ЯК-52, ЯК-55, СУ-26 и трудяга ЯК-18Т. Используется, конечно, в этой системе и АН-2 (в основном для вспомогательных целей, например для вывоза парашютистов). За рубежом это чаще всего Cessna-172, Piper PA-28 Warrior и Robinson R-22.

Piper PA-28 Warrior

Вертолет Robinson R-22

Естественно, что все эти летательные аппараты используются также и в коммерческих грузовых и пассажирских целях. Ведь аэроклубы все, в основном, частные. Да и просто один самолет может быть в частном владении. Тогда человек, имеющий удостоверение частного пилота, может летать на нем в собственных целях (даже просто для удовольствия:-)). Но это, правда, больше относится к США и западным странам. В России для этого пока нет ни законодательной базы, ни технических и финансовых возможностей. А жаль… Было бы неплохо иметь такой «семейный самолетик» и летать на нем по выходным в гости в другой город:-).

В связи с вышеупомянутым нужно обязательно сказать, что вообще сейчас сформировалось такое понятие, как малая авиация . Законодательно это понятие четко не определено (хотя, на мой взгляд оно наиболее близко к авиации общего назначения), но обычно летательные аппараты малой авиации имеют малый взлетный вес (обычно до 9000 кГ) и берут на борт не более 18 пассажиров. Конечно же к малой авиации относится и вся инфраструктура обслуживния, т.е. аэродромы, системы управления воздушным движением, техническое обслуживание. Летательных аппаратов малой авиации сейчас по миру становится все больше. В США, например, их зарегистрировано уже более 280-ти тысяч. Соответственно растет и количество взлетных полос и площадок. По статистике более 80% всего, что летает в мире работает в малой авиации. То есть малая авиация завоевывает мир:-). Вот такие дела. Но оставим ее в покое и вернемся к серьезным :-).

Хотя я, собственно, уже все перечислил. Но обязательно стоит сказать, что некоторым особняком от этого деления стоит военная авиация (хоть она и является частью государственной). Дело в том, она сама тоже имеет виды и кроме того некоторые из них еще и делятся на рода. Довольно интересное деление и это уже тема другой статьи, а точнее второй части статьи о видах авиации.

Фотографии кликабельны .

План:

1 Классификация самолётов
- 1.1 По назначению
- 1.2 По взлётной массе
- 1.3 По типу и числу двигателей
- 1.4 По компоновочной схеме
- 1.5 По скорости полёта
- 1.6 По роду посадочных органов
- 1.7 По типу взлёта и посадки
- 1.8 По роду источников тяги
- 1.9 По надёжности
- 1.10 По способу управления
2 Конструкция самолётов
3 История самолётов
4 Интересные факты

Введение

Самолёт (он же аэроплан ) - летательный аппарат с аэродинамическим способом создания подъемной силы при помощи двигателя и неподвижных крыльев (крыла) и используемый для полётов в атмосфере Земли. (Далее в этой статье термин самолёт трактуется только в этом смысле.)

Самолёт способен перемещаться с высокой скоростью, используя подъёмную силу крыла для поддержания себя в воздухе. Неподвижное крыло отличает самолёт от орнитоптера (махолета) и вертолета, а наличие двигателя - от планера. От дирижабля самолёт отличает аэродинамический способ создания подъемной силы, - самолётное крыло в набегающем потоке воздуха создает подъемную силу.

Приведённое определение является «классическим» и актуальным для самолётов, существовавших на заре авиации. По отношению к современным и перспективным разработкам в авиационной технике (интегральные и гиперзвуковые аэродинамические компоновки, использование изменяемого вектора тяги и др.) понятие «самолёт» требует уточнения: Самолёт - летательный аппарат для полётов в атмосфере (и космическом пространстве (напр. Орбитальный самолёт)), использующий аэродинамическую подъёмную силу планера для удержания себя в воздухе (при полёте в пределах атмосферы) и тягу силовой (двигательной) установки для маневрирования и компенсации потерь полной механической энергии на лобовое сопротивление.

1. Классификация самолётов

Классификация самолётов может быть дана по различным признакам - по назначению, по конструктивным признакам, по типу двигателей, по лётно-техническим параметрам и т.д и т. п.

1.1. По назначению

1.2. По взлётной массе

Лёгкомоторный самолёт МАИ-223

1-го класса (75 т и более)
2-го класса (от 30 до 75 т)
3-го класса (от 10 до 30 т)
4-го класса (до 10 т)
легкомоторные
сверхлёгкие (до 495 кг)

Класс самолёта связан с классом аэродрома, способного принять самолёт данного типа.

1.3. По типу и числу двигателей

Звездообразный двигатель в разрезе

Компрессор турбореактивного двигателя (ТРД)

По типу силовой установки:
- поршневые (ПД) (Ан-2)
- турбовинтовые (ТВД) (Ан-24)
- турбореактивные(ТРД) (Ту-154)
- с ракетными двигателями
- с комбинированной силовой установкой (КСУ)
По числу двигателей:
- однодвигательные (Ан-2)
- двухдвигательные (Ан-24)
- трёхдвигательные (Ту-154)
- четырёхдвигательные (Ан-124 «Руслан»)
- пятидвигательные (He-111Z)
- шестидвигательные (Ан-225 «Мрия»)
- семидвигательные (К-7)
- восьмидвигательные (АНТ-20, Boeing B-52)
- десятидвигательные (Convair B-36J)
- двенадцатидвигательные (Dornier Do X)

1.4. По компоновочной схеме

Классификация по данному признаку является наиболее многовариантной). Предлагается часть основных вариантов:

По числу крыльев:
- монопланы
- полуторапланы
- бипланы
- трипланы
- полипланы
По расположению крыла (для монопланов):
- высокопланы
- среднепланы
- низкопланы
- парасоль
По расположению хвостового оперения:
- нормальная аэродинамическая схема (оперение сзади)
- летающее крыло (бесхвостый)
- бесхвостка
- типа «утка» (оперение спереди);
По типу и размерам фюзеляжа:
- однофюзеляжные;
  - узкофюзеляжные;
  - широкофюзеляжные;
- двухбалочной схемы («рама»);
- бесфюзеляжные («летающее крыло»).
- Двухпалубный самолёт
По типу шасси:
- Сухопутные;
  - с колёсным шасси;
    - с хвостовой опорой;
    - с передней опорой;
    - велосипедного типа опорой;
  - с лыжным шасси;
  - с гусеничным шасси;
- Гидросамолёты;
  - амфибии;
  - поплавковые;
  - «летающие лодки».

1.5. По скорости полёта

дозвуковые (до 0,7-0,8 Маха)
трансзвуковые (от 0,7-0,8 до 1,2 М)
сверхзвуковые (от 1,2 до 5 М)
гиперзвуковые (свыше 5 М)

1.6. По роду посадочных органов

сухопутные
корабельные
гидросамолёты
Летающая подводная лодка

1.7. По типу взлёта и посадки

вертикального (ВВП)
короткого (КВП)
обычного взлёта и посадки

1.8. По роду источников тяги

винтовые
реактивные

1.9. По надёжности

экспериментальные
опытные
серийные

1.10. По способу управления

пилотируемые лётчиком
беспилотные

2. Конструкция самолётов

Основные элементы летательного аппарата:

Крыло - создаёт при поступательном движении самолёта необходимую для полёта подъёмную силу.
Фюзеляж - является «телом» самолёта.
Оперение - несущие поверхности, предназначенные для обеспечения устойчивости, управляемости и балансировки самолёта.
Шасси - взлётно-посадочное устройство самолёта.
Силовые установки - создают необходимую тягу.
Системы бортового оборудования - различное оборудование, которое позволяет выполнять полёты при любых условиях.

3. История самолётов

Виктор Васнецов «Ковёр-самолёт», 1880 г.

В древнеиндийской литературе описаны летательные аппараты виманы. Имеются также упоминания летательных аппаратов в фольклоре разных народов (ковёр-самолёт, ступа с Бабою Ягой).

Первые попытки построить самолёт предпринимались ещё в XIX веке. Первым самолётом, построенным в натуральную величину в 1882 году и запатентованным, является самолёт Можайского А. Ф. Кроме того, самолёты с паровыми двигателями строили Адер и Максим. Однако ни одна из этих конструкций не смогла подняться в воздух. Причинами этого служили: слишком высокая взлётная масса и низкая удельная мощность двигателей - (паровых машин), отсутствие теории полёта и управления, теории прочностных и аэродинамических расчётов. В связи с этим самолёты строились «наобум», «на глазок», несмотря на наличие инженерного опыта у многих пионеров авиации.

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 59 секунд и пролетел 260 метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя.

Их аппарат представлял собой биплан типа «утка» - пилот размещался на нижнем крыле, руль направления сзади, руль высоты спереди. Двухлонжеронные крылья были обшиты тонким небелёным муслином. Двигатель «Флайера» был четырёхтактный, со стартовой мощностью 16 лошадиных сил и весил всего (или целых, если оценивать с современной точки зрения) 80 килограмм.

Аппарат имел два деревянных винта. Вместо колёсного шасси Райты использовали стартовую катапульту, состоящую из пирамидальной башни и деревянного направляющего рельса. Привод катапульты осуществлялся с помощью падающего массивного груза, связанного с самолётом тросом через систему специальных блоков.

В России практическое развитие авиации задержалось из-за ориентации правительства на создание воздухоплавательных летательных аппаратов. Основываясь на примере Германии, русское военное руководство делало ставку на развитие дирижаблей и аэростатов для армии и не оценило своевременно потенциальные возможности нового изобретения - самолёта.

Свою отрицательную роль в отношении летательных аппаратов тяжелее воздуха сыграла и история с «Аэромобилем» В. В. Татаринова. В 1909 году изобретатель получил 50 тысяч рублей от Военного министерства для постройки вертолёта. Кроме того, было много пожертвований от частных лиц. Те, кто не мог помочь деньгами, предлагали бесплатно свой труд для воплощения замысла изобретателя. Россия возлагала большие надежды на это отечественное изобретение. Но затея закончилась полным провалом. Опыт и знания Татаринова не соответствовали сложности поставленной задачи, и большие деньги были выброшены на ветер. Этот случай отрицательно повлиял на судьбы многих интересных авиационных проектов - русские изобретатели не могли больше добиться государственных субсидий.

В 1909 году русское правительство наконец проявило интерес к самолётам. Было решено отклонить предложение братьев Райт о покупке их изобретения и строить самолёты своими силами. Конструировать самолёты поручили офицерам-воздухоплавателям М. А. Агапову, Б. В. Голубеву, Б. Ф. Гебауеру и А. И. Шабскому. Решили строить трёхместные самолёты различных типов, чтобы потом выбрать наиболее удачный. Никто из проектировщиков не только не летал на самолётах, но даже не видел их в натуре. Поэтому не приходится удивляться, что самолёты терпели аварию ещё во время пробежек по земле.

«Кудашев-1» - первый российский летающий самолёт

Крылатый Бенц . Русский аэроплан в кузове грузовика на Кавказском фронте первой мировой. 1916 год.

Первые успехи русской авиации датируются 1910 годом. 4 июня профессор Киевского политехнического института князь Александр Кудашев пролетел несколько десятков метров на самолёте-биплане собственной конструкции.

16 июня молодой киевский авиаконструктор Игорь Сикорский впервые поднял свой самолёт в воздух, а ещё через три дня состоялся полёт самолёта инженера Якова Гаккеля необычной для того времени схемы биплан с фюзеляжем (бимоноплан).

4. Интересные факты

В 1901 году два профессора одного из университетов США «доказали», что летательный аппарат тяжелее воздуха принципиально никогда не сумеет оторваться от земли, что это подобно «перпетуум мобиле». Сенат США запретил Пентагону финансировать разработки, но через три года самолёт братьев Райт взлетел, что дало дорогу авиационным разработкам.
Гиперзвуковой самолет X-43A является самым быстрым самолётом в мире. Аппарат X-43A недавно установил новый рекорд скорости - 11230 км/час, тем самым превысив скорость звука в 9,6 раза. Для сравнения: реактивные истребители летают со скоростью звука или превышающей ее всего в два раза.

Литература

История конструкций самолётов в СССР - Вадим Борисович Шавров. История конструкций самолётов в СССР 1938-1950 гг // М. Машиностроение, 1994. ISBN 5-217-00477-0.
"ТЕРНИСТЫЙ ПУТЬ В НИКУДА. Записки авиаконструктора." Л.Л.Селяков

Основные агрегаты самолета

Рис. 2.1. Основные элементы конструкции самолета

Крыло самолета1 создает подъемную силу и обеспечивает поперечную устойчивость самолету при его полете.

Элероны11 являютсяорганами поперечного управления. Они обеспечивают поперечную управляемость самолета.

Функцию фюзеляжа у гидросамолётов выполняет лодка, которая позволяет производить взлет и посадку на воду.

масса конструкции фюзеляжа составляет 9…15 % от взлетной массы самолета.

Вертикальное оперение5 состоит из неподвижной части киля4 и руля направления (РН) 7 .

Триммер РН 6 обеспечивает снятие длительных нагрузок с педалей, например, при отказе двигателя.

Масса, конструкции ГО и ВО обычно не превышает 1,3…3 % от взлетной массы самолета.

самолеты-амфибии могут совершать взлет и посадку, как с наземных аэродромов, так и с водной поверхности.

Рис.2.2. Шасси самолета-амфибии.

на корпусе гидросамолета устанавливают колесное шасси, а под крылом размещают поплавки1 ,2 (рис.2.2).

Относительная масса шасси обычно составляет 4…6% от взлетной массы самолета.

2.2. Технико-экономические и летно-технические
характеристики самолетов

Технико-экономическими характеристиками самолетов являются:

Относительная масса полезной нагрузки:

`m пн = m пн /m 0

где m пн - масса полезной нагрузки;

m 0 - взлетная масса самолета;

Относительная масса максимальной платной нагрузки:

`m кнmах = m кнmах / m 0

где m кнmах масса максимальной коммерческой нагрузки;

Максимальная часовая производительность:

П ч = m кнmах ∙v рейс

где v рейс - рейсовая скорость самолета;

Расход топлива на единицу производительности q Т

К основным летно-техническим характеристикам самолетов относят:

Максимальную крейсерскую скорость v кр.mах ;

Крейсерскую экономическую скорость V к p .эк ;

Высоту крейсерского полета Н к p ;

Дальность полета с максимальной платной нагрузкой L ;

Среднее значение аэродинамического качества К в полете;

Скороподъемность;

Взлетно-посадочные характеристики (ВПХ) самолета.

Классификация самолетов

Классификацию самолетов проводят по многим критериям.

Ниже рассмотрена классификация только гражданских самолетов.

Пассажирские самолеты в зависимости от дальности полета и грузоподъемности подразделяют на:

- дальние магистральные самолеты – дальность полета L >6000 км;

- средние магистральные самолеты - 2500 < L < 6000 км;

- ближние магистральные самолеты - 1000< L < 2500 км;

- самолеты для местных воздушных линий (МВЛ) - L <1000 км.

Средние магистральные самолеты (рис. 2.4, рис. 2 .5) имеют СУ из двух-трех двигателей.

Ближнемагистральные самолеты (рис. 2.6) при дальности полета до 2500 км имеют СУ из двух-трех двигателей.

К самолетам МВЛ можно отнести административные самолеты, которые рассчитаны на перевозку 4…12 пассажиров.

Рис. 2.7. Грузовой самолет

Рис. 2.10

Рис. 2.9

Рис.2.8

Рис. 2.8. Перевозка грузов на внешней подвеске

Рис. 2.9. Учебно-тренировочный самолет

Рис. 2.10. Самолет народнохозяйственного назначения

Аэродинамическую компоновку самолета характеризует число, внешняя форма несущих поверхностей и взаимное расположение крыла, оперения и фюзеляжа.

В основу классификации аэродинамических компоновок положено два признака:

- форма крыла ;

- расположение оперени я.

В соответствии с первым признаком выделяют шесть типов аэродинамических компоновок:

- с прямым и трапециевидным крылом;

- со стреловидным крылом;

- с треугольным крылом;

- с прямым крылом малого удлинения;

- с кольцевым крылом;

- с круглым крылом .

Для современных гражданских самолетов практически используют первые два и частично третий тип аэродинамических компоновок.

Согласно второму типу классификации выделяют следующие три варианта аэродинамических компоновок самолетов:

Нормальной (классической) схемы;

Схемы " утка " ;

Схема "бесхвостка".

Разновидностью схемы "бесхвостка" является схема "летающее крыло".

Самолеты нормальной схемы (см.рис.2.5, 2.6) имеют ГО, расположенное за крылом. Эта схема получила господствующее распространение на самолетах гражданской авиации.

Основные достоинства нормальной схемы:

Возможность эффективного использования механизации крыла;

Легкое обеспечение балансировки самолета с выпущенными закрылками;

Уменьшение длины носовой части фюзеляжа. Это улучшает обзор пилоту и уменьшает площадь ВО, так как укороченная носовая часть фюзеляжа вызывает появление меньшего дестабилизирующего путевого момента;

Возможность уменьшения площадей ВО и ГО, так как плечи ГО и ВО значительно больше, чем у других схем.

недостатки нормальной схемы:

ГО создает отрицательную подъемную силу практически на всех режимах полета. Это приводит к уменьшению подъемной силы самолета. Особенно на переходных режимах полета при взлете и посадке;

ГО находится в возмущенном воздушном потоке за крылом, что отрицательно сказывается на его работе.

Для выноса ГО из "аэродинамической тени" крыла или из "спутной струи" закрылков на переходных режимах полета его смещают относительно крыла по высоте (рис.2.11, а), выносят его на середину киля (рис.2.11;б) или на верх киля (рис.2.11, в).

Рис. 2.12

Рис. 2.11

Рис. 2.11 Схемы размещения горизонтального оперения

а. ВО., смещенное относительно крыла по высоте;

б. ВО расположено на середине киля (крестообразное оперение);

в. Т- образное оперение;

г. v - образное оперение.

В практике самолетостроения известны случаи использования на самолете комбинированного, так называемого v -образного оперения (рис. 2.12). функции ГО и ВО в этом случае выполняют две поверхности, разнесенные под углом относительно друг друга. Рули, размещенные на этих поверхностях, при синхронном отклонении вверх и вниз работают как РВ, а при отклонении одного руля вверх, а другого вниз достигается управление самолетом в путевом отношении.

Достаточно часто на самолетах может применяться двухкилевое и даже трехкилевое ВО.

При аэродинамической компоновке самолета по схеме "утка" на ГО размещают перед крылом на носовой части фюзеляжа (рис.2.13)

Достоинствами схемы "утка" являются:

Размещение ГО в невозмущенном воздушном потоке;

Возможность уменьшения размеров крыла, так как ГО становится несущим, т.е. участвует в создании подъемной силы самолета;

Достаточно легкое парирование возникающего пикирующего момента при отклонении механизации крыла отклонением ГО;

Рис. 2.13 Компоновка самолета по схеме "утка"

Увеличение плеча ГО на более 30 %, чем у нормальной схемы, что позволяет уменьшить площадь крыла;

При достижении больших углов атаки срыв потока на ГО возникает раньше, чем на крыле, что практически устраняет опасность выхода самолета на закритические углы атаки и сваливание его в штопор.

У самолета, выполненного по схеме "утка", смещение положения фокуса назад при переходе от М <1 к М>1 меньше, чем у самолетов нормальной схемы, поэтому увеличение степени продольной устойчивости наблюдается в меньшей мере.

Недостатками данной схемы являются:

Снижение несущей способности крыла на 10-15 % из-за скоса потока от ГО;

Сравнительно малое плечо ВО, приводящее к увеличению площади ВО, а иногда и к установке двух килей для увеличения путевой устойчивости. Это компенсирует дестабилизирующий момент, создаваемый удлиненной носовой частью фюзеляжа.

Схема "бесхвостка" характеризуется отсутствием ГО (см. рис. 1.13), при этом функции ГО перекладываются на крыло. Самолеты, выполненные по такой схеме, могут не иметь фюзеляжа, в этом случае их называют "летающим крылом". Для таких самолетов характерно минимальное лобовое сопротивление.

Схема "бесхвостка" имеет следующие достоинства:

Так как на таких самолетах используются треугольные крылья, то при больших размерах бортовой нервюры можно уменьшить относительную толщину профиля, обеспечив рациональное использование объема крыла для размещения топлива;

Отсутствие нагрузок ГО позволяет облегчить хвостовую часть фюзеляжа;

Уменьшается стоимость и масса планера, так как отсутствует ГО, по этой же причине уменьшается сопротивление трения самолета из-за уменьшения площади обтекаемой воздушным потоком поверхности;

Значительные геометрические размеры бортовой нервюры обеспечивают возможность создать эффект "воздушной подушки " на режиме посадки самолета;

Так как в схеме "бесхвостка" применяют крылья двойной стреловидности, то на взлетном режиме происходит существенней прирост коэффициента подъемной силы.

Среди недостатков этой схемы наиболее существенным являются:

Невозможность полного использования несущей способности крыла на посадке;

Снижение потолка самолета из-за уменьшения аэродинамического качества, что объясняется удержанием элевонов в верхнем отклоненном положении для достижения наибольшего угла атаки крыла;

Сложность, а иногда и невозможность балансировки самолета при выпущенных закрылках;

Сложность обеспечения путевой устойчивости самолета из-за малого плеча ВО, поэтому иногда устанавливают три киля (см. рис. 1.13).

В практике опытного авиастроения можно встретить варианты с комбинацией основных схем в одном самолете.

Возможен вариант, когда на самолете применяют два ГО - одно перед крылом и второе за ним. При реализации схемы "тандем", самолет имеет почти соизмеримые по площади крыло и ГО. Схему "тандем" можно рассматривать как промежуточную между нормальной схемой и схемой "утка", благодаря чему расширяется эксплуатационный диапазон центровок при сравнительно малых потерях аэродинамического качества на балансировку самолета.

Основными конструктивными признаками, по которым проводят классификацию самолетов, служат:

Число и расположение крыльев;

Тип фюзеляжа;

Тип двигателей, число и размещение их на самолете;

Схема шасси, характеризуемая количеством опор и их взаимным расположением относительно ЦМ самолета.

В зависимости от числа крыльев различают монопланы и бипланы.

Схема моноплана доминирует в самолетостроении, и большинство самолетов выполняется именно по этой схеме, что обусловлено меньшим лобовым сопротивлением моноплана и возможностью увеличения роста скоростей полета.

Самолеты схемы "биплан" (рис.2.16) отличаются высокой
маневренностью, но они тихоходны, поэтому данную схему реализуют для самолетов специального назначения, например, для сельскохозяйственных.

Рис 2. 16 Самолет схемы "биплан"

По расположению крыла относительно фюзеляжа самолеты могут выполняться по схеме "низкоплан" (рис.2.17, а), "среднеплан" (рис. 2.17, б) и "высокоплан" (рис.2.17, в).

Рис.2.17. Различные схемы расположения крыла

Схема "низкоплан" наименее выгодна в аэродинамическом отношении, так как в зоне сопряжения крыла с фюзеляжем нарушается плавность обтекания и возникает дополнительное сопротивление из-за интерференции системы "крыло-фюзеляж". Данный недостаток можно существенно уменьшить постановкой зализов, обеспечивая устранение диффузорного эффекта.

Размещение ГТД в корневой части крыла позволяет использовать
эжекторный эффект от струи двигателя, который получил название активного зализа.

Низкоплан имеет более высокое расположение нижнего обвода фюзеляжа над поверхностью земли. Это связано с необходимостью исключения касания концом крыла поверхности ВПП при посадке с креном, а также с обеспечением безопасной работы СУ при размещении двигателей на крыле. В этом случае усложняется процесс выгрузки-погрузки грузов, багажа, а также посадку-высадку пассажиров. Этого недостатка можно избежать, если оснастить шасси самолета механизмом "приседания".

Схему "низкоплан" наиболее часто используют для пассажирских самолетов, так как она обеспечивает большую по сравнению с другими вариантами безопасность при аварийной посадке на грунт и воду. При аварийной посадке на грунт с убранным шасси крыло воспринимает энергию удара, защищая пассажирскую кабину. При посадке на воду самолет погружается в воду по крыло, которое сообщает фюзеляжу дополнительную плавучесть и упрощает организацию работ, связанных с эвакуацией пассажиров.

Важным достоинством схемы "низкоплан" является наименьшая масса конструкции, так как основные опоры шасси чаще всего связаны с крылом и их габариты и масса меньше, чем у высокоплана. В сравнении с высокопланом, имеющим шасси на фюзеляже, низкоплан имеет меньшую массу, так как не требуется утяжеления фюзеляжа, связанного с креплением к нему основных опор шасси.

Низкоплан с размещением основных опор на крыле сохраняет основное правило: опорой самолету служит несущая поверхность. Это правило выдерживается на всех эксплуатационных режимах, как в полете, так и при взлете - посадке. Крыло в последнем случае опирается при пробеге и разбеге на шасси. Благодаря этому удается унифицировать силовую схему, определяющую пути передачи максимальных нагрузок, и снизить массу конструкции самолета в целом. Рассмотренные достоинства стали причиной господствующего положения схемы "низкоплан" на пассажирских самолетах.

Схема "среднеплан" (рис. 2. 17, б) для пассажирских и грузовых самолетов чаще всего не применяется, так как кессон крыла (его силовая часть) не может быть размещен в пассажирской или грузовой кабине.

С ростом взлетных масс и параметров самолетов появляется возможность приблизить компоновку крыла широкофюзеляжных самолетов к среднеплану. Крыло в этом случае поднимают до уровня пола пассажирского салона или грузовой кабины, как эти сделано на самолетах А-300, и Боинг-747", Ил-96 и др. Благодаря такому решению удается значительно улучшить аэродинамические характеристики.

В чистом виде схема "среднеплан" может быть реализована на двухпалубных самолетах, где крыло практически не мешает использованию объемов фюзеляжа для размещения пассажирских салонов, грузовых помещений и оборудования.

Схема "высокоплан" (рис.2.17,в) широко используется для грузовых самолетов, а также находит применение на самолетах МВЛ. В этом случае удается получить наименьшее расстояние от нижнего обвода фюзеляжа до поверхности ВПП, так как высоко расположенное крыло не влияет на выбор высоты фюзеляжа относительно земли.

При использовании схемы "высокоплан" появляется возможность свободного маневрирования спецавтотранспорта при техническом обслуживании самолета.

Транспортная эффективность грузовых самолетов повышается из-за самого низкого положения пола грузовой кабины, позволяющего обеспечить быстроту и легкость погрузки-выгрузки крупногабаритных грузов, самоходной техники, различных модулей и др.

Ресурс двигателей увеличивается, так как они находятся на значительном удалении от земли и вероятность попадания твердых частиц с поверхности ВПП в воздухозаборники резко уменьшается.

Отмеченные достоинства высокоплана объясняют то господствующее положение, которое заняла данная схема на самолетах транспортной авиации в отечественной (Ан-22, Ан-124, Ан-225), зарубежной (C-141, С-5А, С-17 (США) и др.) практике.

Схема "высокоплан" легко обеспечивает получение нормируемого безопасного расстояния от поверхности ВПП до конца лопасти воздушного винта или нижнего обвода воздухозаборника ГТД. Этим объясняется достаточно частое использование этой схемы на пассажирских самолетах МВЛ (Ан-28 (Украина), F-27 (Голландия), Шорт-360 (Англия), АТР 42, АТР-72 (Франция-Италия)).

Несомненным достоинством схемы "высокоплан" является более высокое значение С у max благодаря сохранению над фюзеляжем полностью или частично аэродинамически чистой верхней поверхности крыла, большей эффективности механизации крыла за счет снижения концевого эффекта на закрылках, так как борт фюзеляжа и мотогондола играют роль концевых "шайб".

Однако большая масса конструкции планера по сравнению с другими схемами отрицательно сказывается или на полезной нагрузке, или на запасе топлива и дальности полета. Утяжеление конструкции планера объясняется:

Необходимостью увеличения площади ВО на 15-20 % из-за попадания части ее в зону затенения от крыла;

Возрастанием массы фюзеляжа на 15-20% вследствие увеличения числа усиленных шпангоутов в зоне крепления основных опор шасси, усиления конструкции зоны нижнего обвода фюзеляжа на случай аварийной посадки с невыпущенным шасси и за счет упрочнений гермокабины.

При креплении основных опор шасси к силовой базе фюзеляжа возникают сложности с обеспечением требуемой колеи.

Малая колея шасси увеличивает нагрузку на одну бетонную плиту,
что может потребовать для эксплуатации самолета более высокий класс аэродрома.

Стремление обеспечить приемлемую колею часто заставляет увеличивать габаритную ширину усиленных шпангоутов в зоне размещения основных опор, формировать выступающие гондолы шасси и увеличивать мидель самолета, а значит, и его аэродинамическое сопротивление. Как показывает статистика, в этом случае лобовое сопротивление гондол шасси может достигать 10-15 % от общего сопротивления фюзеляжа.

Меньшая безопасность высокоплана при аварийной посадке на воду и сушу делает иногда невозможным использование этой схемы на самолетах большой пассажировместимости, так как при аварийной посадке на грунт крыло своей массой вместе с двигателями стремится раздавить фюзеляж и пассажирскую кабину. При посадке на воду наблюдается погружение фюзеляжа до нижних обводов крыла и пассажирский салон может оказаться под водой. В этом случае организация работ по спасению пассажиров значительно осложняется и эвакуация людей возможна лишь через аварийные люки в верхней части фюзеляжа.

По типу фюзеляжа самолеты подразделяются на обычные, т.е. выполненные по однофюзеляжной схеме (рис.2.18,а); по двухфюзеляжной схеме и схеме "гондола" (рис.2.18,б).

Рис. 2.18 Классификация самолетов по типу фюзеляжа

Наибольшее распространение получила однофюзеляжная схема, позволяющая получить наиболее выгодную конфигурацию формы фюзеляжа с аэродинамической точки зрения, так как лобовое сопротивление в этом случае будет наименьшим по сравнению с другими типами.

При размещении оперения самолета не на фюзеляже, а на двух балках (рис.2.18,б) или замене фюзеляжа гондолой происходит увеличение лобового сопротивления. Для схемы "гондола" (рис. 2.18,б) характерна плохая обтекаемость гондол, что может привести к неустойчивости самолета на больших углах атаки. Поэтому двухбалочная схема "гондола" в практике самолетостроения реализуется редко, в основном, на транспортных самолетах, где вопросы транспортной эффективности становятся первостепенными. Примером такого решения может служить грузовой самолет "Аргоси" фирмы "Хоукер Сидли".

Рис.2.19 Самолет "Эджи Эркрафт"

По типу двигателей различают самолеты с ПД, ТРД, ТВлД и др.

По числу двигателей самолеты подразделяют на одно-, двух-, трех-, четырех-, шестидвигательные.

На пассажирских самолетах из условия обеспечения безопасности полетов число двигателей не должно быть менее двух. Увеличение числа двигателей свыше шести оказывается неоправданным из-за сложностей, связанных с обеспечением синхронизации работы отдельных СУ и увеличением времени и трудоемкости работ при техническом обслуживании.

По расположению двигателей дозвуковые пассажирские самолеты могут классифицироваться на четыре основные группы: двигатели - на крыле (рис. 2.20, а), двигатели - в корневой части крыла, двигатели - на хвостовой части фюзеляжа (б) и смешанный вариант (в) компоновки двигателей.

При выборе места установки двигателей учитывают особенности общей компоновки самолета, условия эксплуатации и обеспечения максимального ресурса двигателей, стремятся получить наименьшее лобовое сопротивление СУ, свести к минимуму потери воздуха в воздухозаборниках.

Так, на самолетах с тремя двигателями целесообразно применять смешанный вариант компоновки (рис.2.20): два двигателя под крылом и третий - в хвостовой части фюзеляжа или на киле.

Рис. 2.20 Схемы установки двигателей на самолетах

На самолетах с двумя двигателями СУ размещают на крыле или на хвостовой части фюзеляжа.

С увеличением степени двухконтурности двигателя его диаметр увеличивается. Поэтому при компоновке двигателей под крылом необходимо увеличивать высотушасси для обеспечения нормируемого расстояния от обвода мотогондолы до поверхности земли. Это приводит к увеличению массы конструкции самолета и порождает ряд проблем, связанных с пассажирами, багажом и техническим обслуживанием. Прежде всего, это касается самолетов МВЛ, которые часто эксплуатируются с аэродромов, не имеющих специального оборудования. В то же время эффект разгрузки крыла в полете из-за размещения на нем двигателей значительно снижается, так как с увеличением степени двухконтурности удельная масса ТРД уменьшается.

На рис.2.21 показаны два самолета, конструкция которых создавалась исходя из одинаковых требований к платной нагрузке, дальности, ВПХ, миделю фюзеляжа и др. На рис.2.21 видно различие между двумя самолетами по высоте расположения относительно земли крыла и фюзеляжа.

Рис.2.21 Влияние двухконтурности двигателей на компоновку самолета

По типу опор шасси их подразделяют на колесное, лыжное, поплавковое (для гидросамолетов), гусеничное и шасси на воздушной подушке.

Преимущественное распространение получило колесное шасси, и довольно часто применяют поплавковое.

По схеме шасси самолеты подразделяются на трехопорные и
двухопорные.

Трехопорная схема выполняется в двух вариантах: трехопорная схема с носовой опорой и трехопорная схема с хвостовой опорой. В большинстве случаев на самолетах применяется трехопорная схема с носовой опорой . Второй вариант этой схемы встречается на легких самолетах.

Двухопорная схема шасси на гражданских самолетах практически не используется.

На тяжелых, особенно транспортных, самолетах получило распространение многоопорная схема шасси. Например, на самолете "Боинг-747" используется пятистоечное шасси, на самолете Ан-225 -шестнадцатистоечное, а на пассажирском Ил-86 - четырехстоечное.

2.4. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОНСТРУКЦИИ
САМОЛЕТОВ

Все требования, предъявляемые к конструкции самолетов, подразделяют на общие , обязательные для всех агрегатов планера, и специальные .

К общим требованиям относят аэродинамические, прочностные и жесткостные, надежности и живучести самолетов, эксплуатационные, ремонтопригодности, технологичности производства самолетов, экономические и требования, минимальной массы конструкции планера и функциональных систем.

Аэродинамические требования сводятся к тому, чтобы влияние формы самолета, его геометрические и проектные параметры соответствовали заданным летным данным, полученным при наименьших энергетических затратах. Реализация этих требований предусматривает обеспечение минимального сопротивления самолета, потребных характеристик устойчивости и управляемости, высоких ВПХ, показателей крейсерского режима полета.

Выполнение аэродинамических требований достигается выбором оптимальных значений параметров отдельных агрегатов (частей) самолета, их рациональной взаимной компоновкой и высоким уровнем удельных параметров.

Прочностные и жесткостные требования предъявляются к каркасу планера и его обшивке, которые должны воспринимать все виды эксплуатационных нагрузок без разрушения, при этом деформации не должны приводить к изменению аэродинамических свойств самолета, не должны возникать опасные вибрации, не должны появляться значительные остаточные деформации. Выполнение этих требований обеспечивается выбором рациональной силовой схемы и площадей поперечных сечений силовых элементов, а также подбором материалов.

Требования надежности и живучести самолета предусматривают разработку и реализацию конструктивных мероприятий, направленных на обеспечение безопасности полетов.

Надежность самолета представляет собой способность конструкции выполнять свои функции с сохранением эксплуатационных показателей в течение установленного срока межрегламентного периода, ресурса или другой единицы измерения времени функционирования. Характеристиками надежности являются налет часов на один отказ, количество отказов на один час налета и др.

Повысить надежность самолета можно подбором надежных элементов конструкции, их дублированием (резервированием).

Живучесть самолета определяется способностью конструкции выполнять свои функции при наличии повреждений. Для обеспечения этого требования необходимы конструктивные мероприятия, например, применение статически неопределимых силовых схем, эффективных противопожарных мероприятий и, главным образом, резервирования. Эти требования особенно важны для обеспечения заданного уровня безопасности полетов .

Эксплуатационные требования предусматривают создание таких
конструкций, которые позволяют в сжатые сроки обеспечивать техническое
обслуживание самолетов при минимальных материально-технических затратах.

Реализация таких требований возможна при обеспечении удобного доступа к агрегатам, стандартизации и унификации узлов, агрегатов, частей самолета и разъемов, применении встроенных систем автоматического контроля технического состояния систем и агрегатов самолета, эффективных систем поиска неисправностей и их устранения, увеличении ресурса и межрегламентных сроков службы.

Требования ремонтопригодности предопределяют возможность быстрого и дешевого восстановления отказавших (поврежденных) частей ВС, оперативного поддерживания численности самолетомоторного парка. Значимость этих требований возрастает в связи с постоянным усложнением самолетов и средств н