Основные части самолета и их назначение.

Вопрос 1 Требования, предъявляемые к ЛА.

ТРЕБОВАНИЕ ПРЕДЪЯВЛЯЕМОЕ К ЛА

Требования к самолетам различны. Основным требованием является обеспечение наиболее высокого уровня их эффективности при определенных затратах на разработку, создание и эксплуатацию. Оно должно обеспечиваться высокими уровнями совершенства аэродинамики самолета, его силовой установки, авиационного и радиоэлектронного оборудования, достаточными прочностью и жесткостью конструкции, высокими надежностью, живучестью и безопасностью полетов, хорошими эксплуатационными качествами, а также высоким уровнем ремонтопригодности и технологичности конструкции. Все эти требования должны выполняться при наименьшей массе конструкции.

Требования аэродинамики заключаются в выборе таких внеш­них форм, размеров и значений параметров агрегатов и их взаимного расположе­ния, которые позволили бы получать летно-тактические характеристики самолета, определяемые ТТТ, при наименьших энергетических затратах.

Требования к силовой установке сводятся к уменьшению значений таких характеристик двигателя, как его удельная масса у_да> особенно для самолетов с большой тяговооруженностью, и удельный расход топлива с^, особенно для самолетов с большой дальностью полета, к повышению удельной тяги двигате­ля, его надежности и ресурса. Входные устройства (воздухозаборники) должны обеспечивать устойчивую работу двигателя на всех режимах полета, предусмотрен­ных ТТТ. Выхлопное сопло не должно увеличивать общее сопротивление самолета. Устройство реверса тяги должно быть эффективным (быстро срабатывать и созда­вать большую отрицательную тягу). Конструкция, конфигурация и местоположение входных и выходных устройств не должны способствовать увеличению заметности самолета.

Требования к авиационному и радиоэлектронно­му оборудованию являются предметом изучения специальных дисцип­лин. Здесь отметим, что они должны обеспечивать выполнение задач, предусмот­ренных назначением самолета и ТТТ к нему, а также высокую надежность работы, удобства в эксплуатации при малой массе и объемах, совместимость в работе с другими системами самолета и не ухудшать их характеристик.

Требование достаточных прочности и жесткости при его удовлетворении в соответствии с требованиями ’’Норм прочности” должно обеспечить конструкции способность воспринимать без разрушения и чрезмерных деформаций эксплуатационные нагрузки.

Требования надежности и безопасности полета. Под надежностью конструкции понимают се способность выполнять заданные функции с сохранением значений эксплуатационных показателей в течение установленного срока службы. Надежность конструкции оценивается вероятностью ее безотказной работы в течение этого срока. Зависит надежность от сложности конструкции, качества изготовления и условий эксплуатации. Повысит!, надежность можно путем уменьшения числа деталей конструкции и резервированием наиболее важных ее элементов.

Требования живучести. Живучесть — это способность самолета продолжать выполнять задачу при наличии повреждений.

Эксплуатационные требования и требования ре­монтопригодности при их удовлетворении должны обеспечивать высокую эксплуатационную технологичность конструкции, ее приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту в процессе эксплуатации при наимень­ших трудозатратах.

Требование высокой технологичности определяет такие свойства конструкции, которые позволяют снизить трудозатраты на ее изготовление, сократить сроки освоения производства, повысить автоматизацию и механизацию производственных процессов при минимальной стоимости

Требование минимальной массы. Удовлетворение всех перечисленных выше требований должно осуществляться при возможно меньшей массе конструкции. Перетяжеление конструкции приводит к уменьшению массы целевой нагрузки или к резкому увеличению взлетной массы самолета.

Анализ изложенных требований показывает, что некоторые из них дополняют друг друга. Так, например, увеличение толщины обшивки улучшает жесткостные характеристики конструкции агрегатов, повышает ее прочность, снижает вероят­ность возникновения вибраций, улучшает качество поверхности и тем самым аэродинамику. Однако более характерна противоречивость требований. Так, почти все требования противоречат

Основные части самолета и их назначение.

КОНСТРУКЦИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ОПЕРЕНИЯ САМ-А

Назначение и составные части оперения. Оперение — это несущие поверхности, являющиеся органами устойчивости и управляемости самолета. Оно состоит из горизонтального и вертикального оперения.

Горизонтальное оперение (ГО) предназначено для обеспечения продольной, а вертикальное оперение (ВО) — путевой устойчивости и управляемости самолета. Эти задачи решаются образованием на оперении переменных по величине и направлению аэродинамических сил, необходимых для обеспечения заданных режимов полета.

Основное требование к оперению — эффективность оперения — зависит от скоростного напора, площади оперения, его форм и рас­положения, жесткости оперения и жесткости опор, к которым оно крепится. Обеспечение высокой эффективности оперения для получения необходимых характеристик устойчивости и управляе­мости самолета на всех режимах полета, определяемых ТТТ к самолетам в зависимости от их назначения и условий применения, при наименьшей массе оперения является основным требованием к оперению. Выполнение этого требова­ния достигается прежде всего выбором рациональных форм, значений параметров и расположения оперения.

Конструкция и компоновка ГО с разъемным установленным на фюзеляже стабилизатором. конструк­ция и компоновка оперения, состоящего из разъемного (из двух половин) ГО и ВО, установленных на хвостовой части фюзеляжа. ГО — трапециевидной формы в плане с двухлонжеронным стабилизатором I и однолонжеронным РВ 2 с триммером 3 в корневой части руля. Конструкция этого стабилизатора аналогична конструкции двухлонжеронното крыла. В месте узла навески РВ для восприятия сосредоточенной нагрузки от руля (в стабилизаторе стоит усилен­ная нервюра с мощными поясами 15 и глухой стенкой 17, подкрепленной стойками.

 

Воспринимаемую нагрузку эта нервюра передает на стенки лонжеронов и обшив­ку стабилизатора работая на сдвиг и изгиб в своей плоскости

КОНСТРУКЦИЯ ШАССИ САМОЛЕТА

Назначение шасси. Шасси представляет собой систему опор (рис. 7.1), необходимых для взлета, посадки, передвижения и стоянки самолета на земле, палубе корабля или воде.

Конструкция опоры состоит из опорных элементов — колес, лыж или других устройств, посредством которых самолет соприкасается с поверхностью места базирования (аэродромом), и силовых элементов — стоек, траверс, подкосов и других, соединяющих опорные элементы с конструкцией фюзеляжа или крыла. В конструкцию опор входит амортизационная система и тормозные устройства, которые позволяют:

воспринимать с помощью шасси возникающие при соприкосновении самолета с аэродромом статические и динамические нагрузки, предохраняя тем самым кон­струкцию агрегатов самолета от разрушения;

рассеивать поглощаемую энергию ударов самолета при посадке и рулении по неровной поверхности, чтобы предотвратить колебания самолета;

поглощать и рассеивать значительную часть кинетической энергии поступатель­ного движения самолета после его приземления для сокращения длины пробега.

Основные требования к шасси, кроме общих ко всем агрегатам требова­ний (например, возможно меньшая масса при достаточных прочности и долговеч­ности), включают и ряд специфических требований. Шасси самолета должно обес­печивать в ожидаемых условиях эксплуа­тации (имеются в виду класс аэродрома, размеры и состояние ВПП, погодные ус­ловия и т.д.);

устойчивость и управляемость самоле­та при разбеге, пробеге, рулении, маневрировании и буксировке. Необходимые значения характеристик устойчивости и управляемости самолета при его движении по аэродрому достигаются во многом выбором схемы и параметров шасси, характеристик амортизационной и тормозной систем;

· Амортизацию динамических нагрузок, возникающих при посадке и рулении.

· возможность разворотов самолета на 180” на ВПП аэродромов заданного класса (определенной ширины).

· соответствие опорных элементов назначению, условиям эксплуатации и весовым характеристикам самолета.

· надежную фиксацию опор и створок шасси в выпущенном и убранном положе­ниях. Должна быть исключена возможность самопроизвольного выпадания шасси в полете и складывания его на земле.

· Шасси самолета должно: иметь возможно меньшие габариты (меньшее лобовое сопротивление), особенно в убранном положении; обеспечивать самолету необходи­мый посадочный (а для некоторых схем шасси и взлетный) угол;

КОНСТРУКЦИЯ КРЫЛА

Назначение крыла. Крыло — несущая поверхность самолета, предназначенная для создания аэродинамической подъемной силы, необходимой для обеспечения полета и маневров самолета на всех режимах, предусмотренных ТТТ. Крыло обеспечивает поперечную устойчивость и управляемость самолета и может быть использовано для крепления шасси, двигателей, размещения топлива, воору­жения и т.п. Крыло (рис. 2.1) представляет собой тонкостенную подкрепленную оболочку и состоит из каркаса и обшивки 6; каркас — из лонжеронов 1, стенок и стрингеров 2 (продольный набор) и нервюр 9 (поперечный набор). На крыле расположены средства механизации (предкрылки 7 и закрылки 3) для улучшения ВПХ самолета, элероны 5 и интерцепторы 4 — для управления самолетом относи­тельно продольной оси, пилоны 8 — для крепления двигателей.

Требования к крылу. Кроме общих для всего самолета требований (см. подразд. 1.12.3), к крылу предъявляются требования обеспечения возможно больше­го значения аэродинамического качества К и приращения коэффициента подъемной силы за счет механизации крыла Дс_>,_амех, возможно меньшего изменения характе­ристик устойчивости и управляемости самолета и его аэродинамических харак­теристик при переходе от дозвуковой к сверхзвуковой скорости полета, возможно меньшего поступления тепла в конструкцию (см. § 1.9), возможно ббльших объемов для размещения различных грузов.

Удовлетворение ТТТ для разных типов самолетов достигается прежде всего приданием крылу соответствующей формы и размеров.

Взаимосвязь свойств самолета. Уравнение существования самолета.

КОНСТРУКЦИЯ КРЫЛА

Назначение крыла. Крыло — несущая поверхность самолета, предназначенная для создания аэродинамической подъемной силы, необходимой для обеспечения полета и маневров самолета на всех режимах, предусмотренных ТТТ. Крыло обеспечивает поперечную устойчивость и управляемость самолета и может быть использовано для крепления шасси, двигателей, размещения топлива, воору­жения и т.п. Крыло (рис. 2.1) представляет собой тонкостенную подкрепленную оболочку и состоит из каркаса и обшивки 6; каркас — из лонжеронов 1, стенок и стрингеров 2 (продольный набор) и нервюр 9 (поперечный набор). На крыле расположены средства механизации (предкрылки 7 и закрылки 3) для улучшения ВПХ самолета, элероны 5 и интерцепторы 4 — для управления самолетом относи­тельно продольной оси, пилоны 8 — для крепления двигателей.

Требования к крылу. Кроме общих для всего самолета требований (см. подразд. 1.12.3), к крылу предъявляются требования обеспечения возможно больше­го значения аэродинамического качества К и приращения коэффициента подъемной силы за счет механизации крыла Дс_>,_амех, возможно меньшего изменения характе­ристик устойчивости и управляемости самолета и его аэродинамических харак­теристик при переходе от дозвуковой к сверхзвуковой скорости полета, возможно меньшего поступления тепла в конструкцию (см. § 1.9), возможно ббльших объемов для размещения различных грузов.

Удовлетворение ТТТ для разных типов самолетов достигается прежде всего приданием крылу соответствующей формы и размеров.

СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА

Назначение механизации. Механизация крыла пред­ставляет собой систему устройств (закрылков, щитков, предкрылков и др.), предна­значенных для управления подъемной силой и сопротивлением самолета главным образом для улучшения его ВПХ. Эти же устройства могут применяться для повышения маневренных возможностей легких скоростных самолетов, а часть из них, например предкрылки, — для улучшения поперечной устойчивости и управля­емости самолета при полете на больших углах атаки, особенно на самолетах со стреловидным крылом.

Требования к механизации крыла. К механизации крыла, помимо общих требований, предъявляемых ко всему самолету в целом, предъявляются следующие специальные требования:

· максимальное увеличение с_уа при отклонении средств механизации в посадочное положение при посадочных углах атаки самолета;

· минимальное увеличение с_ха в убранном положении средств механизации;

· максимальное значение аэродинамического качества при разбеге самолета с небольшой тяговооруженностью и возможно большее увеличение с_уа при отклоне­нии механизации во взлетное положение для самолетов с большой тяговооружен­ностью;

· возможно меньшие изменения значений m_z (смещение ЦД крыла) при отклоне­нии средств механизации в рабочее положение;

· синхронность действий механизации на обеих консолях крыла, простота кон­струкции и высокая надежность работы.

 

Щитки Щитком называется подвижная часть нижней поверхности крыла у его задней кромки, отклоняемая вниз для увеличения подъем­ной силы крыла и его сопротивления. Различают щитки с фиксированной осью вращения (см. рис. 4.4, а) и выдвижные (см. рис. 4.3, б). Прирост подъемной силы получается за счет увеличения эффективной кривизны профиля при выпуске щитков и отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла в зону разрежения за щитком.

Закрылком называется профилированная подвижная часть крыла, расположенная в его хвосто­вой части и отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы крыла. При этом увеличивается и сопротивление самолета.

Предкрылки — профилированная подвижная часть крыла, расположенная в носовой его части (рис. При выпуске предкрылков 1 в полете между ними и носовой частью крыла 6 образуется профилированная щель, обеспе­чивающая более устойчивое обтекание крыла на больших углах атаки Предкрылки на каждом полукрыле состоят из нескольких секций, соединяющихся с каркасом крыла либо посредством рельсов и винтовых механизмов, соединенных с трансмиссией либо с помощью кронштейна 12 на предкрылке и кулисного механизма 11 в носовой чаш крыла

 

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕРОНОВ

Элероны — подвижные части крыла, расположенные у задней кромки крыла на его концах и отклоняемые одновременно в противоположные стороны (один элерон — вверх, другой элерон — вниз) для создания крена. Они предназначены для управления самолетом относительно его продольной оси X.

Требования к элеронам, кроме общих для всех агрегатов самолета требований, включают обеспечение эффективного управления по крену на всех режимах полета самолета, предусмотренных ТТТ.

Конструкция элеронов Элероны, как и другие органы управле­ния самолетом (рули высоты и рули направления), по внешним формам и кон­струкции (по силовым элементам, образующим силовую схему, их назначению, конструкции и работе при передаче нагрузок) аналогичны крылу. Как и конструк­ция крыла, конструкция элерона состоит из каркаса и обшивки. Каркас состоит из лонжерона, стрингеров, нервюр, диафрагм, усиливающих вырезы в носке элерона (см. рис. 4.12, а) под узлы крепления и приводы управления, устанавливаемые на лонжероне. Для уменьшения деформаций элерона увеличивают число его опор (как минимум до трех). Однако при изгибе крыла и элерона из-за разных их жесткостей на изгиб и нагрузок возникают силы, направленные вдоль узлов навески элерона. Чтобы не было заклинивания элеронов, среди узлов навески должны быть один-два узла, допускающих перемещение элерона вдоль размаха относительно узлов на крыле. Это узлы с двумя степенями свободы: либо кардан либо торцевые узлы типа консольного болта ось которых совпадает с осью вращения элерона) и вдоль оси которых элерон может свободно перемещаться.. В то же время хотя бы одна из опор элерона должна фиксировать его положение по размаху крыла и представлять собой обычную шарнирную опору с одной степенью свободы В самих узлах навески элерона должны устанавливаться подшипники, обеспечивающие свободное отклонение элеронов.

КОНСТРУКЦИЯ ШАССИ САМОЛЕТА

Назначение шасси. Шасси представляет собой систему опор (рис. 7.1), необходимых для взлета, посадки, передвижения и стоянки самолета на земле, палубе корабля или воде.

Конструкция опоры состоит из опорных элементов — колес, лыж или других устройств, посредством которых самолет соприкасается с поверхностью места базирования (аэродромом), и силовых элементов — стоек, траверс, подкосов и других, соединяющих опорные элементы с конструкцией фюзеляжа или крыла. В конструкцию опор входит амортизационная система и тормозные устройства, которые позволяют:

воспринимать с помощью шасси возникающие при соприкосновении самолета с аэродромом статические и динамические нагрузки, предохраняя тем самым кон­струкцию агрегатов самолета от разрушения;

рассеивать поглощаемую энергию ударов самолета при посадке и рулении по неровной поверхности, чтобы предотвратить колебания самолета;

поглощать и рассеивать значительную часть кинетической энергии поступатель­ного движения самолета после его приземления для сокращения длины пробега.

Основные требования к шасси, кроме общих ко всем агрегатам требова­ний (например, возможно меньшая масса при достаточных прочности и долговеч­ности), включают и ряд специфических требований. Шасси самолета должно обес­печивать в ожидаемых условиях эксплуа­тации (имеются в виду класс аэродрома, размеры и состояние ВПП, погодные ус­ловия и т.д.);

устойчивость и управляемость самоле­та при разбеге, пробеге, рулении, маневрировании и буксировке. Необходимые значения характеристик устойчивости и управляемости самолета при его движении по аэродрому достигаются во многом выбором схемы и параметров шасси, характеристик амортизационной и тормозной систем;

·Амортизацию динамических нагрузок, возникающих при посадке и рулении.

·возможность разворотов самолета на 180” на ВПП аэродромов заданного класса (определенной ширины).

·соответствие опорных элементов назначению, условиям эксплуатации и весовым характеристикам самолета.

·надежную фиксацию опор и створок шасси в выпущенном и убранном положе­ниях. Должна быть исключена возможность самопроизвольного выпадания шасси в полете и складывания его на земле.

·Шасси самолета должно: иметь возможно меньшие габариты (меньшее лобовое сопротивление), особенно в убранном положении; обеспечивать самолету необходи­мый посадочный (а для некоторых схем шасси и взлетный) угол;

Вопрос 1 Требования, предъявляемые к ЛА.

ТРЕБОВАНИЕ ПРЕДЪЯВЛЯЕМОЕ К ЛА

Требования к самолетам различны. Основным требованием является обеспечение наиболее высокого уровня их эффективности при определенных затратах на разработку, создание и эксплуатацию. Оно должно обеспечиваться высокими уровнями совершенства аэродинамики самолета, его силовой установки, авиационного и радиоэлектронного оборудования, достаточными прочностью и жесткостью конструкции, высокими надежностью, живучестью и безопасностью полетов, хорошими эксплуатационными качествами, а также высоким уровнем ремонтопригодности и технологичности конструкции. Все эти требования должны выполняться при наименьшей массе конструкции.

Требования аэродинамики заключаются в выборе таких внеш­них форм, размеров и значений параметров агрегатов и их взаимного расположе­ния, которые позволили бы получать летно-тактические характеристики самолета, определяемые ТТТ, при наименьших энергетических затратах.

Требования к силовой установке сводятся к уменьшению значений таких характеристик двигателя, как его удельная масса у_да> особенно для самолетов с большой тяговооруженностью, и удельный расход топлива с^, особенно для самолетов с большой дальностью полета, к повышению удельной тяги двигате­ля, его надежности и ресурса. Входные устройства (воздухозаборники) должны обеспечивать устойчивую работу двигателя на всех режимах полета, предусмотрен­ных ТТТ. Выхлопное сопло не должно увеличивать общее сопротивление самолета. Устройство реверса тяги должно быть эффективным (быстро срабатывать и созда­вать большую отрицательную тягу). Конструкция, конфигурация и местоположение входных и выходных устройств не должны способствовать увеличению заметности самолета.

Требования к авиационному и радиоэлектронно­му оборудованию являются предметом изучения специальных дисцип­лин. Здесь отметим, что они должны обеспечивать выполнение задач, предусмот­ренных назначением самолета и ТТТ к нему, а также высокую надежность работы, удобства в эксплуатации при малой массе и объемах, совместимость в работе с другими системами самолета и не ухудшать их характеристик.

Требование достаточных прочности и жесткости при его удовлетворении в соответствии с требованиями ’’Норм прочности” должно обеспечить конструкции способность воспринимать без разрушения и чрезмерных деформаций эксплуатационные нагрузки.

Требования надежности и безопасности полета. Под надежностью конструкции понимают се способность выполнять заданные функции с сохранением значений эксплуатационных показателей в течение установленного срока службы. Надежность конструкции оценивается вероятностью ее безотказной работы в течение этого срока. Зависит надежность от сложности конструкции, качества изготовления и условий эксплуатации. Повысит!, надежность можно путем уменьшения числа деталей конструкции и резервированием наиболее важных ее элементов.

Требования живучести. Живучесть — это способность самолета продолжать выполнять задачу при наличии повреждений.

Эксплуатационные требования и требования ре­монтопригодности при их удовлетворении должны обеспечивать высокую эксплуатационную технологичность конструкции, ее приспособленность к техническому обслуживанию и ремонту в процессе эксплуатации при наимень­ших трудозатратах.

Требование высокой технологичности определяет такие свойства конструкции, которые позволяют снизить трудозатраты на ее изготовление, сократить сроки освоения производства, повысить автоматизацию и механизацию производственных процессов при минимальной стоимости

Требование минимальной массы. Удовлетворение всех перечисленных выше требований должно осуществляться при возможно меньшей массе конструкции. Перетяжеление конструкции приводит к уменьшению массы целевой нагрузки или к резкому увеличению взлетной массы самолета.

Анализ изложенных требований показывает, что некоторые из них дополняют друг друга. Так, например, увеличение толщины обшивки улучшает жесткостные характеристики конструкции агрегатов, повышает ее прочность, снижает вероят­ность возникновения вибраций, улучшает качество поверхности и тем самым аэродинамику. Однако более характерна противоречивость требований. Так, почти все требования противоречат

Основные части самолета и их назначение.