ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ

ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ТЯЖЕЛЕЕ ВОЗДУХА

Самолет — летательный аппарат (ЛА) тяжелее воздуха для полетов в атмосфере с помощью двигателей и неподвижным относительно других частей аппарата… Основные части самолета: «рыло, фюзеляж, шасси, оперение, силовая установка. … Крыло создает подъемную силу при движении самолета. Оно обычно неподвижно закреплено на фюзеляже, но у некоторых…

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТАМ, И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Требования, предъявляемые к самолетам гражданской авиации, определяются Нормами летной годности гражданских самолетов СССР (НЛГС).

Самолет должен иметь заданные летные характеристики: скорость, дальность и продолжительность полета, скороподъемность, высоту полета, как можно мень- шю посадочную скорость, хорошую устойчивость и управляемость при обеспечении безопасности полета.

Как средство транспорта, самолет и вертолет должны иметь хорошие экономические показатели, т. е. малую стоимость производства в целом, низкие эксплуатационные расходы, большую продолжительность службы, обладать достаточной прочностью и жесткостью, высокой живучестью и надежностью. Эксплуатационные требования включают обеспечение удобных .подходов к двигателям, узлам управления, агрегатам, оборудованию. Требования ремонтной пригодности сводятся к обеспечению возможности быстро и дешево восстанавливать поврежденные и износившиеся части и детали.

Ог пассажирских самолетов и вертолетов требуется, кроме того, удобство размещения пассажиров, обеспечение им комфорта, создание наиболее благоприятных условий для жизнедеятельности человеческого организма.

Многие из перечисленных требований противоречивы: улучшение одних данных влечет за собой ухудшение других. Так, например, увеличение максимальной скорости полета приводит к росту посадочной скорости, ухудшению маневренности самолета; требования прочности, жесткости и живучести противоречат требованию уменьшения массы конструкции; увеличение дальности полета может быть достигнуто путем снижения полезной нагрузки и т. п. Невозможность одновременного выполнения противоречивых требований исключает создание многоцелевого самолета и вертолета. Поэтому любой самолет и вертолет проектируют для вы-полнения определенных задач.

Значительное влияние на летно-технические показатели самолетов и безопасность полета на всех необходимых летных режимах оказывает аэродинамическая компоновка, под которой понимают рациональный выбор внешних форм и взаимного расположения крыла, оперения, фюзеляжа и силовой установки.

Основной признак классификации ЛА—их назначение, так как оно, в первую очередь, определяет летно-технические данные, внешние формы, основные размеры, насыщенность оборудования и пр. Все самолеты и вертолеты делятся на гражданские и военные. Особую группу составляют экспериментальные самолеты и вертолеты. Гражданские самолеты и вертолеты транспортные, специального применения и учебные предназначены для обслуживания народного хозяйства.

Транспортные самолеты перевозят пассажиров, почту и различные грузы, а поэтому

разделяются на пассажирские и грузовые. Часто один и тот же тип самолета бывает грузовым и пассажирским, отличаясь только оборудованием. Гражданские самолеты СССР в зависимости от дальности полета подразделяются иа магистральные дальние, способные совершать полеты на расстояние более ^000 км, магистральные средние — до 6 000 км, магистральные ближние — до 2 500 км, местных воздушных линий — до 1 000 км. В зависимости от максимальной взлетной массы ЛА присваивают классы: 1—самолеты массой более 75 т, вертолеты — более 10 т; 2 — самолеты массой 30—75 т, вертолеты — 5—10 т; ^ самолеты массой 10—30 т, вертолеты — 2—5 т; 4 — самолеты массой-до 10 т, вертолеты — до 2 т.

Грузовые самолеты и вертолеты от пассажирских отличаются отсутствием Щитового оборудования, обеспечивающего необходимые удобства пассажирам, увеличенными размерами грузовых помещений, наличием больших грузовых дверей, более прочным полом, установкой на борту устройств, механизирующих погрузку и разгрузку. Такие ЛА должны обладать большой грузоподъемностью и экономичностью.

Самолеты н вертолеты специального применения выполняют самые различные задачи в народном хозяйстве и отличаются от транспортных особым оборудованием и, в отдельных случаях, большей емкостью баков для топлива.

Учебные самолеты и вертолеты предназначены для обучения технике пилотирования и самолетовождению пилотов.

СХЕМЫ САМОЛЕТОВ

По числу крыльев различают монопланы — самолеты с одним крылом и бипланы—самолеты с двумя крыльями, расположенными одно над другим. Бипланы, у… меиьшими у биплана. Основной недостаток биплана — большее чем у моноплана… При низком расположении крыла конструктивно проще распо- ‘ ложить оперение выше крыла и

СХЕМЫ ВЕРТОЛЕТОВ

Реактивный момент возникает при вращении НВ. Он поворачивает корпус вертолета в сторону, противоположную направлению вращения винта. При одинаковой мощности двигателей реактивный момент у вертолета значительно… Одновинтовая схема с рулевым винтом (рис. 1.5, а) предложена Б. Н. Юрьевым в 1910 г. и в настоящее время имеет…

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТРУБЫ

движения воздуха (газа) и взаимодействие воздушного потока (газа) с находящимися в нем телами. Аэродинамика как самостоятельная наука начала развиваться в конце XIX… Аэродинамические эксперименты проводят главным образом в аэродинамических трубах, где можно создать искусственный…

АТМОСФЕРА

дсха и атмосферное давление максимальные у Земли по мере подъема на высоту постепенно уменьшаются. На высоте в несколько тысяч километров плотность… Воздух, составляющий атмосферу, представляет собой механическую смесь га.юв,… постоянных компонентов атмосферы практически не изменяется до высоты 90 км. До высоты 400—600 км сохраняет преи-…

ВЯЗКОСТЬ И СЖИМАЕМОСТЬ ВОЗДУХА

Вязкость газа возрастает при повышении температуры. У капельных жидко- стей увеличение температуры, наоборот, понижает вязкость. Изменение давления… Сжимаемость воздуха определяется его свойством изменять свой первоначальный… Зависимость объема газа от его температуры (при постоянном давлении) описывается законом Гей-Люссака. Закон гласит,…

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ НАГРЕВ ТЕЛ ПРИ СВЕРХЗВУКОВОЙ СКОРОСТИ ПОЛЕТА

Поскольку температура воздуха, а следовательно, и скорость звука изменй; ются с высотой, то и температура торможения является функцией высоты поле… Таблица 2 Начальна! температура,

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПОЛЕТ

Горизонтальный полет — прямолинейный полет в вертикальной плоскости на постоянной высоте. В горизонтальном полете на самолет действуют сила веса С,… жести (рис. 3.1). Это условие б дем распространять на все ра сматриваемые… у / ¦ / ¦.¦¦ противления: Р=ХВ, или Р=

НАБОР ВЫСОТЫ И СНИЖЕНИЕ

Набор высоты — прямолинейное движение самолета вверх пс траектории, наклонной к горизонту. Если при этом скорость сохраняется постоянной, то набор… Исходя из того, что Y=CyS (pV2/2), потребная скорость набора ВЫСОТЫ;

ВЗЛЕТ И ПОСАДКА

После отрыва от земли набирают высоту при одновременно* разгоне самолета. Самолет с малым избытком тяги после отрыв? переводят в режим выдерживания… Проекция траектории взлета самолета на горизонтальную плоскость от начала… Посадка — заключительный этап полета, состоящий из снижения, выравнивания, выдерживания, приземления и пробега по…

ВИРАЖ

Вираж — криволинейный полет самолета в горизонтальной плоскости. Этот наиболее распространенный вид криволинейного полета служит для изменения направления полета. В практике различают виражи правильные и неправильные. Правильным виражом называется полет самолета по дуге окружности радиусом

г на постоянной высоте с постоянной скоростью (рис. 3.5). Я правильный вираж — полет самолета по криволинейной траеи рин со скольжением, с изменяемыми радиусом или высотой.

Для выполнения виража необходима центростремительная с ла, получить которую можно, если накренить самолет на некот рый угол у — угол между плоскостью симметрии самолета и ве тикальной плоскостью, называемый углом крена. Рассмотрим уел вия правильного виража (см. рис. 3.5). Уравнения правильно) виража исходя из схемы сил, действующих на самолет, след ющие:

yB = <7=ycos’Y — условие полета

в горизонтальной плоскост Р—Ха — условие постоянства скорости полета;}

(G/g) (^в/2) = У sin y = Уг — условие криволинейного движ ния по дуге окружности радиуса г.

Таким образом, на самолет при вираже действуют взаим* уравновешивающиеся силы тяги двигателей и лобового сопроти! ления, вертикальная составляющая подъемной силы и силы весГоризонтальная составляющая подъемной силы не уравновешен и служит центростремительной силой, вызывающей искривлени траектории.

При вираже подъемная сила, как видно из рис. 3.5, должн быть больше, чем в обычном горизонтальном полете. Следователь но, при вираже крыло самолета нагружено больше. Отношение подъемной силы при вираже к подъемной силе, потребной для обычного горизонтального полета, называется перегрузкой мв=1 = y/yr]?=y/G. В горизонтальном полете перегрузка равна единив це, так как подъемная сила равна весу самолета. При виража подъемная сила (перегрузка) должна быть тем больше, чем больУ ше крен самолета. Так как при вираже G—Ycosy» то яв=4 = У/У cos y= 1/cos у. Следовательно, при правильном вираже пере! грузка определяется только углом крена и не зависит от типа и веса самолета. Характерные параметры виража — скорость и ра4 диус траектории.*;

Одно из условий правильного виражаj

G — Y cos у или G = cyS (pV^/2) cos у.

Решая полученное уравнение относительно скорости, получим

VB = /2G7<cySpcu!>Y) =Уг.,У1Гш.

Радиус виража можно найти из условия криволинейного движения самолета при вираже. Установлено, что(Gfs) (vJr) = Уsin Y’

Подставив вместо У его значение, получим

{G/g)(vltr)=cyS{vVh2) sny.

Отсюда определим радиус виража

r=2Gi(g?Scy Sin Y).

формула позволяет оценить влияние различных факторов на радиус виража. Однако в нее в явном виде не входит скорость, несомненно влияющая на радиус виража. Из рис. 3.5 видно, что у^Уъ^У—в^у, но Уг = (°/ё) (У1Г)- Приравняв правые части уравнений, получим г = V»2/ (^Г ^ V) • Радиус виража с увеличением скорости при постоянном угле крена возрастает, а при сох-ранении постоянной скорости с увеличением угла крена уменьшается. Однако скорость оказывает на радиус виража гораздо большее влияние, чем крен.

Последняя формула для радиуса виража позволяет найти время выполнения виража т = (2яг)/Квtg у.Как видно, оно в меньшей степени, чем радиус, зависит от скорости.

ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА

( Участок горизонтального полета оставляет примерно 85% всего расстояния для… запаса топлива, за исключением невырабатываемого остатка, называется технической дальностью полета. Невырабатываемый…

Глава 5

СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА САМОЛЕТ. НОРМЫ ПРОЧНОСТИ

ПЕРЕГРУЗКИ В ПОЛЕТЕ. КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ

При анализе сил, действующих на самолет, используют принцип Даламбера, согласно которому движущееся тело можно рассматривать как находящееся в… где ZFм — векторная сумма массовых сил, включая силы инерции; T.Fп — векторная сумма всех поверхностных сил.

НОРМЫ ПРОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ

А — маневренные самолеты, на которых выполняют все фигуры высшего пилотажа без ограничении. Максимальное значение экс-« плуатациопной перегрузки для… Б — ограниченно маневренные самолеты. На них выполняют фигуры высшего… В — немапевреипые самолеты. К ним относят все тяжелые самолеты, на которых не разрешается выполнять фигуры высшего…

Глава 6 КРЫЛО САМОЛЕТА

НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КРЫЛО

В полете на крыло действуют аэродинамические силы, ииерцй онные массовые силы конструкции крыла, агрегатов и оборудова! ния, находящихся на крыле… Аэродинамические силы — подъемная и лобовое сопротивл ние — возникают в полете… во много раз превышает силу лобового сопротив ления, то с некоторым допущением под аэродинамической нагруз кой можно…

РАБОТА КРЫЛА ПОД НАГРУЗКОЙ

  Если мысленно отсечь часть крыла плоскостью, перпендикуляр ной размаху крыла,… Миэг =Т0изб2.^

КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЫЛА

Лонжерон — это продольная балка, воспринимающая изгибающий момент (полностью или частично) и поперечную силу. В самолетных конструкциях применяют… Балочный лонжерон состоит из двух поясов (верхнего1 и нижнего 2), связанных… При восприятии изгибающего момента верхний и нижний пояс2 лонжеронов нагружаются соответственно усилиями сжатия 5C« I…

КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВЫЕ СХЕМЫ КРЫЛЬЕВ

В однолонжеронной схеме лонжерон обычно устанавливают ‘в месте максимальной толщины профиля Недостаток крыла лонжеронной схемы — возможность… Моноблочным называется крыло, изгибающий момент в котором в основном… С увеличением скорости полета значительно возрастают местные нагрузки. Для сохранения неизменной формы профиля…

МЕХАНИЗАЦИЯ КРЫЛА

Щиток — простейшая механизация крыла (рис. 6.12, а), пред-ставляющая собой отклоняемую поверхность (пластинку), расположенную в нижней задней части… аэродинамического качества и увеличение угла планирования сЯ молета.Щ Несколько сложнее устройство щитка со скользящим шарниром который одновременно с отклонением вниз перемещается назаЯ…

Глава 7 ФЮЗЕЛЯЖ

ВНЕШНИЕ ФОРМЫ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Фюзеляж характеризуется размерами, формой поперечного се чения, видом сбоку и удлинением. Основные разме ры фюзеляжа следующие: длина Ьф, диаметр… У грузовых самолетов форма и размеры.попереч ного сечения фюзеляжа зависят от… определяются габаритными размерами перевозимой техники при этом учитывается и возможность обеспечения достаточной егс…

НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ФЮЗЕЛЯЖ

При установившемся полете внешние нагрузки (за исключен! ем аэродинамических сил) действуют в вертикальной плоскости массовые силы равны весу. В…

КОНСТРУКЦИИ ФЮЗЕЛЯЖЕЙ

Силовой частью ферменных фюзеляжей является каркас, представляющий собой пространственную ферму. Стержни фермы работают на растяжение или сжатие, а… К каркасу фермы крепятся узлы, которые служат для присоединения к фюзеляжу… Основные преимущества ферменных фюзеляжей перед балочнш ми — простота изготовления, удобство монтажа, осмотра и ремой«…

Г л а в а 8

ОПЕРЕНИЕ САМОЛЕТА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Продольная балансировка, устойчивость и управляемость самолета обычной схемы обеспечиваются горизонтальным оперением. Путевая балансировка,… Как уже отмечалось, при переходе к сверхзвуковой скорости полета на самолете… При переднем расположении горизонтального оперения повышается его эффективность (оперение не затенено крылом), что…

КОНСТРУКЦИЯ ОПЕРЕНИЯ

Киль и стабилизатор на небольших самолетах делаются чаще всего двухлонжеронными. На тяжелых самолетах киль и стабилизатор обычно моноблочной… Рули и элероны, как правило, выполнены однолонжеронными с набором стрингеров и… передней части руля иногда устанавливают стенку (всш гательный лонжерон).

Глава 9 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

  Любая из основных систем управления состоит из рычагов управления и проводки,… Для облегчения пилотирования и повышения безопасности полета или продолжительном полете управление большинства…

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ

На тяжелых самолетах вследствие большой площади рулей высоты и элеронов увеличиваются нагрузки, потребные для отклонения рулей. В этом случае… Для управления рулем направления предназначены педали двух типов:… Пульт ножного управления состоит из трех щек Щ между которыми на штангах 11, соединенных с трубой 8, подвеше-’ ны…

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С УСИЛИТЕЛЯМИ

Отказ от использования воздушного потока для уменьшения нагрузок на органы управления пилота потребовал установки на самолете достаточно мощного… Некоторые 88стр нет!!!!

Глава 10 ШАССИ САМОЛЕТА

СХЕМЫ ШАССИ

У самолета, оснащенного шасси с передней опорой, основные опоры расположены позади центра тяжести самолета симметрично относительно его продольной… У самолетов с шасси велосипедного типа центр тяжести находится примерно на… Наиболее широко распространено на современных самолетах шасси с передней опорой, что объясняется следующими…

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные величины, характеризующие расположение опорных точек самолетов, следующие: колея, база, высота шасси, угол стоянки и угол выноса основных… Колея шасси 6, т. е. расстояние между центрами площадей контактов основных… Высота шасси самолетаЯ — расстояние от «земли до центра тяжести самолета. Для самолетов с поршневыми и турбовинтовыми…

СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ШАССИ

/?»ер 2/?оск — где /?пеР — стояночное усилие на переднюю стойку; Яося — стояночное усилие на… Значения Япер и аосн зависят от соотношении расстоянии от центра тяжести самолета до передней и основных стоек

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ И СИЛОВЫЕ СХЕМЫ ШАССИ

По конструктивно-силовым схемам шасси можно разделить на ферменные, балочные и ферменно-балочные. Ферменное шасси (рис. 10.4) образует пространственная ферма, к которой… Балочное шасси (рис. 10.5) представляет собой консольную балку, верхний конец которой крепится к крылу или фюзеляжу.…

КОЛЕБАНИЯ НОСОВОЙ СТОЯКИ

и разбеге. Неориентирующиеся направление передние колеса препятствовали берета бы разворотам самолета на земле. Однако свободноориентирующе- еся колесо передней стойки шасси при пробеге и разбеге…