Аэродинамика самолета Боинг-737 (300 – 900)

Боинг 737 — самый популярный в мире узкофюзеляжный реактивный пассажирский самолёт. Он является самым массово производимым реактивным пассажирским самолётом за всю историю пассажирского авиастроения. Несмотря на это, фирма Боинг не опубликовала общедоступного документа, отражающего аэродинамические особенности своего детища. В статье предпринимается попытка осветить данный вопрос по аналогии, как это делалось на всех советских самолетах. Основной текст касается «классической» модификации (300-500), с дополнительной информацией по модификации NG (600-900).

Содержание

Особенности аэродинамической компоновки самолета Боинг-737

Система управления самолетом

Скорость полета

Расчёт центровки самолёта

Взлет самолета

Посадка самолета

Устойчивость и управляемость

Система автоматического управления

Полет самолета при несимметричной тяге

Отказобезопасность

Недостатки самолета

Особенности аэродинамической компоновки самолета Боинг-737 Геометрические характеристики крыла

“Classic”

Площадь крыла 1135 ft² или 105.44м².

Размах крыла 94’9’’ или 28.88 м (102’5’’ или 31.22 м с winglets)

Относительное удлинение крыла 9.16

Сужение крыла 0.24

Угол стреловидности 25 градусов

Средняя аэродинамическая хорда (САХ) 134,5 inches или 341,63 см

“NG” (Размах крыла 35.75 м с winglets)

Максимальное аэродинамическое качество самолета – 15.

Вертикальные законцовки крыла (winglets).

Законцовки представляют собой дополнительные профилированные поверхности, предназначенные для уменьшения концевого вихря крыла, благодаря чему уменьшается индуктивное сопротивление.

См. http://aviacom.ucoz.ru/Principleflight.doc стр.45

Законцовки могут устанавливаться по желанию заказчика и благодаря их установке улучшаются следующие качества самолета:

1. Взлетные характеристики. Особенно в аэропортах, где максимальный взлетный вес самолёта ограничен препятствиями и/или ограничениями по шумам, аэропортах с высокой температурой, большим превышением. Поскольку увеличение аэродинамического качества обеспечивает более крутой набор высоты после отрыва. 2. Продлевается жизнь двигателей и уменьшаются расходы на их обслуживание. Лучшие характеристики набора высоты позволяют уменьшать требуемый режим двигателей на взлете. Также улучшение аэродинамического качества уменьшает потребный режим двигателей в крейсерском полете (до 4%). 3. Экономия топлива. В крейсерском полете километровый расход топлива уменьшается на 6%. Соответственно на ту же дальность можно перевезти больше груза. 4. Самолет быстрее набирает крейсерский эшелон, где воздушное пространство менее загружено и есть возможность летать по спрямленным маршрутам.

Кроме очевидных достоинств законцовки имеют ряд недостатков:

1. Дополнительный вес 170-235 кг.

2. Усиливается чрезмерная поперечная устойчивость самолёта (см. раздел Устойчивость и управляемость), что приводит к дополнительным ограничениям бокового ветра на посадке.

3. За счет смещения центра масс крыла назад уменьшается критическая скорость флаттера крыла. (см. http://aviacom.ucoz.ru/Principleflight4.doc стр.17)

Это одна из возможных причин, приведших к необходимости ограничения угла выпуска интерцепторов-элеронов на V320 узлов (Load Alleviation System).

4. Версия программного обеспечения FMC часто не учитывает изменения лётных характеристик после установки законцовок. Особенно эти несоответствия заметны в расчёте характеристик снижения.