Все самолеты можно объединить в группы, различающиеся по следующим конструктивным признакам: числу и расположению крыльев; типу фюзеляжа; форме и расположению оперения; типу, количеству и расположению двигателей; конструкции и расположению шасси. Схема самолета в большой степени влияет на летные, весовые и эксплуатационные качества самолета.
По числу крыльев различают монопланы — самолеты с одним крылом и бипланы—самолеты с двумя крыльями, расположенными одно над другим. Бипланы, у которых одно из крыльев короче другого, получили название полуторапланов. На заре развития авиации встречались самолеты с тремя несущими поверхностями (трипланы) и даже лятипланы. Биплан маневреннее моноплана, так как при одинаковой площади крыльев размах их и дліина оказываются
меиьшими у биплана. Основной недостаток биплана — большее чем у моноплана лобовое сопротивление, которое затрудняло дальнейший рост скоростей полета. В современной авиации самолеты-бипланы встречаются редко. Подавляющее большинство современных самолетов выполняется по схеме моноплана. В зависимости от положения крыла относительно фюзеляжа различают самолеты с низким (низкоплан), средним (среднеплан) и высоким (высокоплан) расположением крыла.
При низком расположении крыла конструктивно проще распо- ‘ ложить оперение выше крыла и
вывести его из зоны затенения воздушным потоком, сбегающим с крыла. Кроме того, при этом высота стоек шасси получается небольшой, что позволяет уменьшить массу шасси. Однако низкоплан с аэродинамичеокой точки зрения из-за взаимного влияния крыла и фюзеляжа (интерференции) менее выгоден. К тому же нижнее расположение крыла дает плохой обзор вниз из окон пассажирских кабин.
Самолеты со средним расположением крыла в современной авиации получают все большее распространение, так как у них взаимное влияние крыла и фюзеляжа, определяющее общее сопротивление самолета, наименьшее. Недостаток самолета со средним расположением крыла — необходимость пропускать продольные силовые элементы крыла через фюзеляж, что затрудняет размещение в этом месте грузов, оборудования и пассажиров.
Самолеты с высокорасположенным крылом отличаются следующими преимуществами: высокое размещение двигателей от поверхности взлетно-посадочной полосы уменьшает возможность попадания в них твердых частиц с поверхности аэродрома; простота загрузки и разгрузки самолета; хороший обзор вниз из окон пассажирских кабин. Для летающих лодок высокое расположение крыла наиболее рационально. К недостаткам схемы относятся: трудность уборки шасси в крыло, утяжеление конструкции шасси и фюзеляжа (для обеспечения безопасности при посадке с убранными шасси), сложность обслуживания двигателей и крыла, заправки топливных и масляных баков. Самолеты с высокорасположенным крылом получили широкое распространение в транспортной авиации для перевозки грузов.
По типу фюзеляжа самолеты подразделяют на несколько’видов. Подавляющее большинство современных самолетов имеет фюзеляжи, которые служат не только для размещения экипажа, пассажиров, оборудования и груза, но и для крепления крыла и оперения. Фюзеляжи, не несущие оперения, называют гондолами. Оперение в этом случае поддерживается двумя балками, и самолеты при этом иногда называют двухбалочными. Такая схема удобна для грузовых самолетов, так как в задней части гондолы можно сделать большие люки для погрузки крупногабаритных грузов.
V самолетов могут быть два фюзеляжа и может не быть фюзеляжа совсем. Самолет без фюзеляжа называется «летающим крылом», Фюзеляж заменяет вмонтированная в крыло гондола, если Масса самолета небольшая и не удается разместить все грузы в
толще крыла. Если же самолет имеет большие размеры, то функции фюзеляжа выполняет само крыло.
По расположению оперения различают:
самолеты, у которых оперение (горизонтальное — стабилизатор и руль высоты, вертикальное — киль и руль поворота) размещается позади крыла;
самолеты типа «утка», у которых горизонтальное оперение рас^ полагается впереди крыла;
самолеты типа «бесхвостки» и «летающее крыло», у которых
оперение находится на крыле.
Наибольшее распространение получили самолеты с расположением оперения позади крыла. Оперение может быть однокилевым^ многокилевым и У-образным. Наибольшее распространение в нас-! тоящее время получило однокилевое оперение.
По типу шасси самолеты подразделяются на сухопутные, гидрой самолеты и амфибии. Шасси сухопутных самолетов бывает колес-! ным, лыжным и гусеничным. Последнее встречается редко. Иногда в конструкции шасси предусмотрена возможность замены колес лыжами. Так как шасси необходимо только при взлете и посадке, то в полете для уменьшения лобового сопротивления желательно убирать его в крыло или фюзеляж.
Гидросамолеты бывают лодочные и поплавковые. У лодочных фюзеляж служит для размещения экипажа, пассажиров, грузов и оборудования, а также для взлета с водной поверхности и посадки в нее. У гидросамолетов поплавковой схемы для взлета и посадки служат специальные поплавки.
Колесные шасси самолетов могут быть выполнены по схеме с хвостовой, передней опорной и велосипедного типа. Преимущества и недостатки этих схем будут рассмотрены в главе «Шасси самолета».
По типу двигателей самолеты можно разделить на поршневые, турбовинтовые и реактивные, по количеству двигателей на однодви- гательные, двух-, трех-, четырех-, шести-, восьмидвигательные. Тип и количество двигателей влияют на их размещение на самолете. Важно так их разместить, чтобы не нарушались нужные аэродинамические формы крыла и фюзеляжа, а изменение тяги не оказывало бы существенного влияния на балансировку самолета и его устойчивость. Размещение двигателя должно обеспечить хороший подход к агрегатам при обслуживании, а также простоту его замены.
Поршневые и турбовинтовые двигатели чаще всего располагают на крыле (у многомоторных самолетов), в носовой части фюзеляжа и над фюзеляжем (иа гидросамолетах, где требуется удалить двигатель и винт от поверхности воды).
Реактивные двигатели могут располагаться внутри фюзеляжа, внутри крыла либо под крылом, в хорошо обтекаемых гондолах и на фюзеляже. Размещение двигателя полностью внутри крыла возможно только на самолетах больших размеров и с не очень тонким крылом. При размещении двигателей внутри крыла у самолета могут быть сохранены достаточно хорошие аэродинамические формы.
Большое количество самолетов имеет двигатели, расположенные с боков фюзеляжа в хвостовой его части. Такое расположение имеет ряд преимуществ по сравнению с расположением двигателей в крыле: уменьшается разворачивающий момент при отказе части двигателей; крыло, лишенное надстроек, имеет высокое аэродинамическое качество; значительно снижается шум в пассажирской кабине, так как основной источник шума — двигатели — удалены назад по полету.
Недостатки
такого расположения двигателей следующие: более усиленная, а значит, и более тяжелая хвостовая часть фюзеляжа; удлинение коммуникаций управления двигателем, ухудшение путевой устойчивости вследствие удлинения носовой части фюзеляжа»