Билет 1
Классификация самолетов по аэродинамической схеме
Компоновка двигателей на самолете.
.
По аэродинамической схеме
Нормальная
«Бесхвостка»
«Утка»
«Летающее крыло»
Продольный триплан (с передним и хвостовым горизонтальным оперением)
Тандем (два крыла расположено друг за другом)
Конвертируемая (Ту-144)
Нормальная аэродинамическая схема (классическая) — наиболее массовая аэродинамическая схема, при которой летательный аппарат (ЛА) имеет горизонтальное оперение (стабилизатор), расположенное после крыла. Для обеспечения статической устойчивости ЛА нормальной аэродинамической схемы положение центра тяжести должно быть впереди аэродинамического фокуса. Нормальная аэродинамическая схема имеет наиболее простое решение вопросов продольной управляемости и устойчивости на различных режимах полёта[1]. При нормальной аэродинамической схеме ЛА может оснащаться прямым или стреловидным крылом, крылом переменной стреловидности, комбинацией крыльев (биплан, триплан), плоским или крестообразным крылом (крылатые ракеты). Хвостовое оперение может быть классическим, Т-образным, с цельноповоротными килями и/или горизонтальными рулями, с одним или несколькими килями, крестообразным.
К представителям данной схемы можно отнести практически всю пассажирскую, спортивную, и транспортную авиацию, большинство послевоенных бомбардировщиков. Представители этой схемы присутствуют в любом классе авиации.
Преимущества
Позволяет получить наибольший разбег допустимых центровок по сравнению с другими аэродинамическими схемами. Это свойство наиболее ценно для пассажирских и транспортных самолетов. Остальные преимущества определяются отсутствием недостатков других схем:
Безопаснее чем утка, так как отсутствует опасность клевка.
В отличие от бесхвостки, позволяет использовать мощную механизацию крыла, что улучшает взлётно-посадочные характеристики.
Недостатки
Наличие потерь на балансировку. Для статически устойчивого самолета, балансировочное усилие на ГО вычитается из подъемной силы крыла.
Просадка при выполнении маневра. Причина та же - управляющее усилие направлено вниз.
Развитие ЭДСУ позволило перейти к статически неустойчивым самолетам, что нейтрализует оба указанных недостатка.
По сравнению с бесхвосткой, имеет больше омываемую поверхность и соответственно, большее аэродинамическое сопротивление.
Бесхвостка — аэродинамическая схема, согласно которой у самолёта отсутствуют отдельные плоскости горизонтального управления, а используются только плоскости, установленные на задней кромке крыла. Эти плоскости называются элевонами и комбинируют функции элеронов и рулей высоты.
Схема получила определенное распространение с появлением сверхзвуковой авиации и треугольных и дельтавидных крыльев малого удлинения.
Преимуществом такой схемы является меньший вес планера и меньшее сопротивление, однако, меньшее плечо органов вертикального управления приводит к меньшей эффективности управления по каналу тангажа. Внедрение электродистанционных систем управления позволяет нивелировать этот недостаток[1].
К представителям данной схемы можно отнести французские истребители и бомбардировщики Дассо Мираж — III/V, IV, 2000, Т-4, а также оба летавших сверхзвуковых пассажирских самолёта — Ту-144 иКонкорд.
Разновидности
Полубесхвостка (Vought F7U Cutlass)
Бесхвостка без вертикального оперения с длиной фюзеляжа, равной хорде крыла, называется летающим крылом
«Утка» — аэродинамическая схема, при которой у летательного аппарата (ЛА) органы продольного управления расположены впереди крыла. Названа так, потому что один из первых самолётов, сделанных по этой схеме — «14-бис» Сантос-Дюмона — напомнил очевидцам утку: вынесенные вперед плоскости управления без хвоста сзади. Преимущества
Классическая аэродинамическая схема ЛА имеет недостаток, называемый «потерями на балансировку». Это означает, что подъемная сила горизонтального оперения (ГО) на ЛА с классической схемой направлена вниз. Следовательно, крылу приходится создавать дополнительную подъемную силу (по сути, подъемная сила ГО складывается с весом ЛА).
Схема «утка» обеспечивает управление по тангажу без потерь подъемной силы на балансировку, т.к. подъемная сила ПГО совпадает по направлению с подъемной силой основного крыла. Поэтому ЛА, построенные по этой схеме, имеют лучшие характеристики грузоподьемности на единицу площади крыла.
Тем не менее, «утки» практически не используются в чистом виде из-за присущих им серьёзных недостатков.