Корнеев В.М.

Конструкция и лётная эксплуатация ВС

Diamond DA 40 NG

 

Учебное пособие

 

 

2012

_______________________________________________________________________________

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие «Конструкция и летная эксплуатация воздушного судна DA 40 NG» представляет собой аналитическое обобщение и систематизацию специальной литературы по конструкции и эксплуатации самолета DA 40 NG австрийской компании Diamond Aircraft Industries.

Появление данного пособия вызвано тем, что УВАУ ГА (И) готовит специалистов по эксплуатации и обслуживанию самолетов DA 40 NG, поступивших в училище в качестве самолета первоначального обучения.

Основным критерием формирования содержания учебного пособия выбран уровень профессиональной подготовки к полетам на самолете DA 40 NG, в соответствии с учебными планами подготовки специалистов.

Подробное описание конструкции планера самолета, назначения, состава, принципа работы и эксплуатации функциональных систем, глубина и очередность изложения материала соответствует существующим программам подготовки летного и технического составов в УВАУ ГА (И).

 

 

1 Общая характеристика и основные данные самолета

1.1 Описание самолета

Изготовителем самолета DA 40 NG является компания Diamond Aircraft Industries

Самолет DA 40 NG конструктивно выполнен в виде четырехместного однодвигательного моноплана с низкорасположенным свободнонесущим крылом и Т-образным хвостовым оперением. Самолет изготовлен из композиционных материалов на основе пластмассы, армированной волокном, что позволило обеспечить одновременно прочность и малый вес конструкции.

Рис.1.1 Самолет DA 40 NG

 

Фюзеляж представляет собой полумонокок и состоит из обшивки, шпангоутов и элементов жесткости, выполненных из армированной стекловолокном пластмассы (стеклопластика). Для повышения прочности и жесткости многие элементы изготавливаются из углепластиковых лент с однонаправленным расположением волокон. Фюзеляж состоит из левой и правой половин обшивки. Киль состоит из двух половин обшивки, выполненных из стеклопластика, которые конструктивно входят в состав половин обшивки фюзеляжа.

Свободнонесущее крыло выполнено в виде полумонокока. Каждое крыло имеет два I-образных лонжерона со стенками из стеклопластика/жесткого пеноматериала (многослойная конструкция с заполнителем) и поясами, изготовленными из лент углепластика. Каждое крыло имеет верхнюю и нижнюю обшивку, которые изготовлены из углепластика и стеклопластика, имеют многослойную конструкцию с заполнителем из жесткого пеноматериала и соединены с лонжеронами. Нервюры и стенки из углепластика соединены с лонжеронами и обшивками и составляют единую конструкцию.

Крылья крепятся к центроплану. В хвостовой части крыла установлены закрылки с электроприводом и элероны.

Стабилизатор выполнен в виде полумонокока и имеет верхнюю и нижнюю обшивки, изготовленные из стеклопластика. Обшивки соединены с лонжеронами и нервюрами, которые также выполнены из стеклопластика. На задней кромке установлен руль высоты с триммером. Фонарь выполнен цельным и имеет панорамное остекление большой площади, что обеспечивает хорошую круговую обзорность из кабины. Доступ на задние места осуществляется через застекленную заднюю пассажирскую дверь, расположенную с левой стороны самолета.

Защита наружной обшивки от ультрафиолетового излучения и влаги обеспечивается полиуретановой краской.

Стойки основных опор шасси крепятся к центроплану. Носовая опора шасси крепится к носовой части фюзеляжа. На каждом колесе основной опоры шасси с внутренней стороны установлен дисковый тормоз с гидравлическим приводом.

В системе управления самолетом используются элероны, руль высоты (РВ) и руль направления (РН). Самолет DA 40 NG оснащен двумя ручками управления самолетом (РУС) и двумя педалями управления рулем направления, при помощи которых обеспечивается управление основными органами управления. Привод элеронов и руля высоты осуществляется через тяги управления. Привод руля направления осуществляется через тросы. Управление закрылками осуществляется при помощи электродвигателя. Механическое управление триммером руля высоты осуществляется при помощи колеса, приводящего в действие триммер через трос в боуденовской оболочке.

На самолете DA 40 NG установлен двигатель Austro Engine E4-A, который представляет собой рядный четырехцилиндровый четырехтактный двигатель с жидкостным охлаждением. Привод воздушного винта осуществляется через встроенный редуктор, оснащенный демпфером крутильных колебаний. Для управления всеми элементами двигателя используется электронный блок управления двигателем.

В каждом крыле самолета установлен алюминиевый топливный бак. Каждый бак состоит из одной (стандартный бак) или двух (бак увеличенной емкости) камер. Баки установлены во внутренней части крыла между лонжеронами. На внешнем конце или близко к внешнему концу в топливных баках имеются заливные горловины. Баки соединены гибкими шлангами с краном переключения подачи топлива/перекрывным краном, расположенным под полом кабины. Подача топлива в двигатель осуществляется электрическим насосом. В баках установлены датчики количества топлива, сигнал от которых поступает на приборы индикации в кабине.

Самолет оснащен двумя источниками электропитания. При остановленном двигателе электропитание обеспечивается аккумуляторной батареей напряжением 24 В. При запущенном двигателе электропитание обеспечивается генератором.

Самолет DA 40 NG оснащен всеми необходимыми пилотажными приборами. Большая часть приборов отображаются на экране комплекса G1000, на главной приборной панели установлены лишь некоторые резервные приборы.

Самолет оснащен всеми обычными приборами контроля двигателя.

Самолет оснащен также средствами радиосвязи и навигационным оборудованием.

 

1.2 Геометрические размеры

Общие размеры

Размах крыла 11,63 м

Длина самолета 8,06 м

Высота самолета 1,97 м

Крыло

Площадь крыла 13,244 м²

Средняя аэродинамическая хорда (САХ) 1,171 м

Удлинение крыла 10,223

Поперечное V 5^о

Стреловидность по передней кромке 1^о

Элероны

Площадь (общая, лев + прав) 0,654 м²

Закрылки

Площадь (общая, лев + прав) 1,56 м²

Горизонтальное оперение

Площадь 2,34 м²

Площадь руля высоты 0,665 м²

Угол установки относительно продольной

оси фюзеляжа - 3^о

Вертикальное оперение

Площадь 1,6 м²

Площадь руля 0,47 м²

Шасси

База шасси 1,68 м

Колея шасси 2,97 м

 

 

Рис. 1.2 Три проекции самолета

 

 

1.3 Масса (вес)

Характеристика	Масса
Максимальная взлетная масса	1280 кг
Максимальная посадочная масса	1216 кг
Минимальная полетная масса	940 кг
Максимальная масса самолета без топлива	1200 кг
Максимальная загрузка багажного отсека (между задними сиденьями и задним шпангоутом)	30 кг
Максимальная загрузка багажного отсека в кабине (за задними сиденьями)	45 кг
Максимальная загрузка дополнительного багажного отсека (за багажным отсеком в кабине)	18 кг
Общая максимальная загрузка багажного отсека и дополнительного багажного отсека	45 кг

 

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Превышение указанных ограничений массы ведет к перегрузке самолета и ухудшению его пилотажных и летных характеристик.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

Максимальная посадочная масса является самой высокой массой при посадочных условиях с максимальной вертикальной скоростью снижения. Это условие было использовано при расчете прочности самолета, чтобы определить нагрузку на шасси во время жесткой посадки.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

В некоторых странах началом полета считается запуск силовой установки. В этом случае разрешенная максимальная допустимая масса на стоянке рассчитывается как максимальная взлетная масса + 4 кг (9 фунтов). Превышение максимальной допустимой взлетной массе при отрыве запрещается.

 

ПРИМЕЧАНИЕ

Максимальная масса самолета без топлива – максимальная масса с пустыми топливными баками.

 

1.4 Другие ограничения

Практический потолок

Практический потолок составляет 16400 футов (5000 м)

 

ПРИМЕЧАНИЯ:

1. При полетах в странах СНГ на высоте более 3600 м (11811 футов) экипаж обязан пользоваться кислородным оборудованием. Продолжительность полета на высоте 3000 м (9843 фута) до 3600 м (11811 футов) без использования экипажем кислородного оборудования не должна превышать 30 минут.

2. Если продолжительность полета на высоте более 3000 м (9842 фута) превышает 30 минут, по крайней мере один пассажир должен быть обеспечен кислородом.

 

Количество людей на борту самолета

Минимальное количество : 1 (один пилот)

Максимальное количество : 4 (четыре человека)

 

Температура наружного приземного воздуха

При эксплуатации в странах СНГ эксплуатация самолета разрешается только при температуре наземного приземного воздуха от -35°С до +45°С и только в том случае, если продолжительность стоянки самолета при температуре ниже -20°С не превышала 5 часов.

 

 

2 Планер самолета

2.1 Фюзеляж самолета

Фюзеляж самолета DA 40 NG представляет собой полумонокок. Обшивка фюзеляжа состоит из двух половин, выполненных из стеклопластика. Прочность и жесткость фюзеляжа обеспечиваются шпангоутами и стенками шпангоутов из стеклопластика. Киль является частью конструкции фюзеляжа.

Обшивка фюзеляжа состоит из нескольких слоев стеклоткани. На некоторых участках количество слоев стеклоткани по сравнению с остальными участками увеличено, что позволяет обеспечить дополнительную прочность и жесткость в местах, где это необходимо. Кроме того, при необходимости применяются вставки из жесткого пеноматериала, также придающие конструкции дополнительную жесткость.

Шпангоуты и стенки шпангоутов также выполнены из множества слоев стеклоткани. На некоторых участках для повышения прочности количество слоев увеличено. Кроме того, некоторые элементы конструкции имеют жесткие вставки из стеклопластика для крепления кронштейнов и других элементов.

Все основные элементы конструкции выполнены в виде жестких формованных деталей из стеклопластика. Каждый формованный элемент состоит из множества слоев стеклоткани, которые соединяются друг с другом клеевым швом. В некоторых элементах дополнительно имеются слои углеткани, что позволяет обеспечить прочность и жесткость конструкции.

Большинство элементов имеют жесткие вставки из стеклопластика, придающие дополнительную прочность и жесткость для установки других элементов, например, кронштейнов крепления органов управления.

Элементы соединяются друг с другом при помощи клеящей пасты (смолы с наполнителем). Большинство элементов фюзеляжа также приклеиваются к обшивке фюзеляжа.

Наружная обшивка фюзеляжа состоит из двух половин, выполненных из стеклопластика. Половины обшивки обеспечивают распределение нагрузок по конструкции. Половины обшивки соединяются друг с другом в верхней и нижней частях фюзеляжа. Каждая половина состоит из множества слоев стеклоткани. На некоторых участках обшивки число слоев ткани увеличено для придания конструкции дополнительной прочности и жесткости.

Кроме того, на некоторых участках для придания дополнительной жесткости установлены вставки из жесткого пеноматериала.

Рис. 2.1 Обшивка фюзеляжа и конструкция передней части фюзеляжа

 

Все прочие элементы конструкции приклеены к половинам обшивки фюзеляжа при помощи смолы с наполнителем. К половинам обшивки фюзеляжа приклеено множество мелких элементов, включая следующие:

-       Воздуховоды подачи и отвода воздуха.

-       Кабелепроводы для электропроводов и кабелей антенн и каналы для топливопроводов.

С передней стороны фюзеляж замыкает противопожарная перегородка, на которой имеются узлы крепления моторной рамы и отверстия для элементов различных систем, которые присоединяются к двигателю.

Противопожарная перегородка представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. К передней поверхности противопожарной перегородки специальным клеем приклеено огнестойкое керамическое покрытие. Тем же клеем к передней поверхности этого покрытия приклеен лист из нержавеющей стали. Лист из нержавеющей стали и огнестойкое покрытие дополнительно крепятся к формованной панели из стеклопластика элементами систем, которые проходят сквозь противопожарную перегородку.

К внутреннему нижнему слою обшивки фюзеляжа сзади от противопожарной перегородки приклеен прямоугольный профиль для придания дополнительной прочности и жесткости носовой части фюзеляжа. К профилю крепятся носовая опора шасси и каналы топливопроводов.

Панель пола представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Панель приклеена к внутреннему нижнему слою обшивки фюзеляжа и противопожарной перегородке и располагается поверх прямоугольного профиля. Центральная часть панели пола образует центральную панель.

Задняя часть панели пола служит передней точкой опоры кресел пилотов. Кроме того, к ней крепятся передней частью опорные кронштейны ручек управления самолетом, а также узлы педалей управления рулем направления пилотов.

В центроплане располагаются узлы крепления крыльев и основных опор шасси. Центроплан имеет передний и задний лонжероны.

Передний лонжерон представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика коробчатого сечения. На верхней и нижней поверхностях шпангоута дополнительно имеются слои углеткани для придания ему дополнительной прочности и жесткости.

Задний лонжерон имеет аналогичную конструкцию. Монтажный кронштейн качалки управления приклеен к задней поверхности заднего лонжерона, в его центре.

К внешним концам лонжеронов приклеены передняя, средняя и задняя части внешней нервюры. Нервюры представляют собой жесткие формованные элементы из стеклопластика и образуют внешнюю поверхность корневой части крыла.

Нервюры крепления основных опор шасси приклеены к лонжеронам. На нервюрах крепления основных опор шасси имеются внешние узлы крепления стоек основных опор шасси.

Рис. 2.2 Центроплан

 

В середине бортовой нервюры имеются внутренние узлы крепления стоек основных опор шасси. К передним частям бортовых нервюр и переднему лонжерону приклеены задние каналы прямоугольного профиля. В задних каналах проходят топливопроводы.

Жесткая нижняя обшивка из стеклопластика приклеена к нижней поверхности центроплана и образует нижнюю поверхность корневых частей крыльев и фюзеляжа. Жесткие верхние обшивки из стеклопластика приклеены к верхней внешней поверхности центроплана и образуют верхнюю поверхность корневых частей крыльев.

 

Рис. 2.3 Конструкция хвостовой части фюзеляжа

 

Дуга безопасности представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Для придания дополнительной прочности и жесткости панель укреплена лентой из углеткани. Дуга безопасности приклеена к внутренней поверхности обшивки фюзеляжа, а также по периметру к каркасу фонаря, остеклению и раме пассажирской двери.

Шпангоут крепления багажного отсека представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Он замыкает кабину сзади и служит элементом опоры пассажирского кресла (чашки заднего кресла). Шпангоут приклеен к внутреннему слою обшивки фюзеляжа и нижней обшивке центроплана.

В нижней части шпангоута имеются отверстия для тросов управления рулем направления и триммером руля высоты, а также направляющая для тяги управления рулем высоты.

Кольцевые шпангоуты 1, 2 и 3 представляют собой жесткие формованные детали из стеклопластика. Они приклеены к половинам обшивки фюзеляжа.

Рис. 2.4 Киль

 

Передняя стенка киля представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Передняя стенка киля приклеена к обшивке фюзеляжа, а также к передней и задней частям нижней нервюры киля и верху задней стенки.

Верх передней стенки представляет собой жесткую конструкцию коробчатого сечения. Для увеличения прочности в местах присоединения узлов крепления стабилизатора установлены вставки из стеклопластика.

Задняя стенка киля представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Она приклеена к обшивке фюзеляжа и передней стенке киля. В верхней части задней стенки установлен верхний узел навески руля направления. К задней поверхности стенки приклеена усиливающая нервюра.

Задняя стенка киля замыкает контур киля с задней его стороны.