книги из ГПНТБ / Конструкция летательных аппаратов учеб. пособие для студентов инженер.-экон. фак

Возможен вариант размещения двигателей иа пилонах над крылом (рис. 9.13). Эта схема защищает вход двигателя от

.загрязнения и может быть целесообразна для самолетов МВЛ.

Рис. 9.13. Размещение двигателей на пилонах над крылом.

При размещении двигателей необходимо учитывать воз­ можность затенения входа в двигатель крылом и фюзеляжем при полете на больших углах атаки или при скольжении, а также влияние реактивной струи на части конструкции само-

.лета и ВПП. Эти соображения определяют положение двига­ телей относительно крыла, оперения и фюзеляжа, а также углы наклона оси двигателя в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

172

3. Расположение горизонтального оперения

Для обеспечения эффективности горизонтального оперения необходимо правильно выбрать его положение относительно крыла, двигателей, вертикального оперения.

Горизонтальное оперение должно быть расположено таким образом, чтобы на него не оказывала влияние «спутная струя» за крылом во всем диапазоне углов атаки (рис. 9.14).

Рис. 9.1-1 Размещение горизонтального оперения относительно крыла.

Для этого горизонтальное оперение должно располагаться ниже или выше «спутной струи». Различные схемы располо­ жения приведены на рис. 9.15.

Расположение горизонтального оперения

Рнс. 9.15. Схемы расположения горизонтального оперения.

На положение горизонтального оперения влияет также схе­ ма размещения двигателей. Струя газов от двигателя не долж­ на проходить вблизи от поверхности горизонтального опере­ ния и оказывать влияние на его нагрузки (акустические, виб­ рационные) и обтекание. Для этого необходимо обеспечить соответствующее взаимное расположение двигателя и опере­ ния (см. рис. 9.16).

173-

По соображениям экономии веса, простоты конструкции и

стреловидном киле), что влияет на уменьшение его потребной площади;

— повышается эффективность киля (увеличивается лэф па 40%), обеспечивая уменьшение его площади и веса;

— горизонтальное оперение удаляется от влияния крыла Л1 реактивной струп двигателя.

Горизонтальное оперение

Рис. 9.16. Схема размещения горизонтального оперения от1юснтельного дшiгателя.

В то же время крепление горизонтального оперения к вер­ тикальному создает па киле п узлах его крепления к фюзеля­ жу дополнительные нагрузки, приводящие к увеличению веса конструкции киля.

Крестообразная схема (рис. 9.15,6) сложна конструктивно и менее эффективна с точки зрения аэродинамических харак­ теристик.

§ 3. СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ЭТТ К ЛЕТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Основными летными характеристиками являются скорость

идальность полета. Рейсовая скорость связана с крейсерской

иявляется важнейшей величиной, влияющей на себестоимость перевозок.

174

ставных частей летательного аппарата. За счет ухудшения взлетно-посадочных характеристик дальние самолеты имеют меньшую тяговооруженность р0 н большую удельную нагруз­

ку на крыло р0)что позволяет снизить величины Оду и С/кн. Сни­ жается также доля коммерческой нагрузки Оком. Уменьшить

потребное значение Отможно мероприятиями, повышающими аэродинамическое качество самолета и экономичность двига­ теля (уменьшение Суд).

Рис. 9.17. Установление оптимального режима полета самолета.

Самолет проектируется на расчетную дальность, которой соответствует минимальная себестоимость перевозок (рис. 9.18).

Таким образом, средствами обеспечения потребных летных характеристик являются: выбор параметров крыла, типа, чис­ ла и параметров двигателя, общей компоновки самолета.

] 7 6

Решения по перечисленным вопросам для самолетов раз­ личного класса зависят от того, какие свойства являются опре­ деляющими в конкретном случае. Оценкой оптимальности принятых решений является достижение минимума себестои­ мости перевозок.

Рпс. 9.18. Зависимость себестоимости перевозок от дальности беспосадочного полета.

§4. СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ЭТТ К ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

1. Классификация средств, улучшающих взлетно-посадочные характеристики самолетов

Взлетно-посадочные свойства самолетов характеризуются длинами разбега п пробега, скоростью отрыва и посадки, взлетной и посадочной дистанцией. Улучшение этих характе­ ристик повышает безопасность и регулярность полетов п, уменьшая потребные размеры и стоимость аэродромов, спо­ собствует расширению сети воздушных линий.

Сокращение длины разбега и пробега, как это следует из формул (9.1) и (9.2)

основанных па допущении, что движение равноускоренное, можно получить, уменьшая скорости отрыва и посадки Vorp

и ^7пос 11 увеличивая средние значения ускорении Л ср1ра3б и

./х cp.nj. ПР1! разбеге и пробеге самолета.

Скорости Котр и Гпос выражаются однотипными формула­

ми:

где G0 и Gnoc — вес самолета при взлете и посадке; S — площадь крыла;

PVB и Pvll — вертикальная составляющая тяги двигателей при взлете п при посадке. Для обычных са­ молетов Р 0, по может достигать больших значении у самолетов короткого взлета и по­ садки;

суотр и ry UuC — соответствующие коэффициенты подъемной силы.

Рис. 9.19. Ограничение величины г при посадке.

По требованиям безопасности полета значение угла атаки крыла при отрыве пли приземлении должно быть на 5—6° меньше величины критического угла атаки, при котором на­ блюдается срыв потока с крыла, обычно несимметричный, со­ провождающийся интенсивным сваливанием самолета на кры-

178

кр ыла

ло. Необходимость иметь запас по углу атаки не позпол лет совершать взлет и посадку па г П1ПХ (рис. 9.19).

Из формул (9.3) и (9.4) следует, что при заданном весе са­ молета 0 0 пли (7П0Сможно уменьшить Vorp и Нпос, увеличивая несущую способность крыла (произведение с\$) и применяя силовые установки, дающие вертикальную силу тяги.

Классификация средств, улучшающих взлетно-посадочные характеристики самолетов, приведена в табл. 9.1.

2. Механизация крыла, увеличивающая г

Механизация крыла, повышающая его коэффициент подъ­ емной силы cymas, а следовательно, и с птр и су пос, получила

широкое применение па современных самолетах гражданской авиации.

Щитки выполняются в виде отклоняемой вниз части ниж­ ней поверхности крыла, расположенной вдоль его задней кромки (рис. 9.20,н)- При отклонении щитка увеличивается кривизна профиля и, кроме того, происходит отсос погранич­ ного слоя с верхней поверхности крыла в зону разрежения между крылом и щитком. В результате су шах повышается.

Более эффективными, по конструктивно более сложными являются выдвижные щитки (рис. 9.20,6), которые при откло­ нении вниз одновременно смещаются к задней кромке крыла, увеличивая его площадь S.

Отклоненные щитки существенно увеличивают сопротивле­ ние самолета, поэтому при использовании щитков на взлете приходится значительно уменьшать угол их отклонения, сни­ жая тем самым и прирост cv.

Закрылки представляют собой хвостовую часть крыла, от­ клоняемую вниз. Применяются закрылки различных типов.

У крыла с простыми закрылками (рис. 9.20,в) прирост сушах. происходит только за счет изменения кривизны исход­

ного профиля и поэтому их эффективность сравнительно не велика.

При отклонении щелевых закрылков между ними и крылом образуется профилированная щель-сопло (рис. 9.20,г). Уско­ ренный поток воздуха, выходящий из этой щели, задерживает срыв потока с закрылка и способствует увеличению разреже-

1 8 0

пня на верхней поверхности крыла. У выдвижного щелевого закрылка (рис. 9.20,д) добавляется эффект увеличения пло­

щади крыла.

Важным достоинством выдвижных закрылков является то. что при небольших углах их отклонения значительное увели­ чение с сопровождается малым ростом гх. Это позволяет

эффективно использовать закрылки не только при посадке, но и па взлете.

а >к

Рис. 9.20. Виды механизации крыла, повышающие с

Эффективность закрылков возрастает при увеличении угла отклонения. Однако при больших углах отклонения однощеле­ вых закрылков (более 35—40э) возникает срыв потока, при­ водящий к падению су п вызывающий тряску закрылков.

Б связи с этим па большинстве современных гражданских самолетов применяются высокоэффективные двухщелевые и

181