Работа 3. Средства улучшения взлетно-посадочных характеристик самолетов

Общие сведения

Взлетно-посадочные свойства самолетов характеризуются длиной разбега и пробега, взлетной и посадочной дистанцией, скоростью отрыва и посадки. Устройства, позволяющие изменять величину аэродинамических коэффициентов, С_у и С_х, называют механизацией крыла.

Средства, улучшающие взлетно-посадочные характеристики самолета, разделяются на уменьшающие скорость отрыва и посадочную скорость; увеличивающие среднее значение ускорения самолета при разбеге; увеличивающие среднее значение отрицательного ускорения самолета при пробеге (средства торможения).

Средства, уменьшающие скорость отрыва и посадочную скорость, могут быть осуществлены за счет увеличения несущей способности крыла (С_у* S) или за счет увеличения вертикальной тяги (Р_у).

Механизация, позволяющая улучшить несущие свойства крыла при взлете и посадке, имеет особо важное значение, так как дает возможность существенно сократить длину разбега при взлете, уменьшить посадочную скорость и, следовательно, длину пробега при посадке.

Несущая способность крыла может быть увеличена при помощи как механических, так и энергетических средств.

К механическим средствам относятся:

а) щитки (простые; выдвижные);

б) закрылки (простые; выдвижные; щелевые; выдвижные многощелевые)

в) зависающие элероны или элероны-закрылки (флапейроны);

г) предкрылки (автоматические и управляемые);

д) отклоняемые носки;

е) предкрылки (щитки) Крюгера;

ж) изменение геометрии крыла (уменьшение стреловидности; увеличение площади);

з) адаптивные крылья.

К энергетическим средствам относятся

а) управление пограничным слоем (отсос ПС; сдув ПС); б) закрылок с управлением пограничным слоем; в) реактивный /струйный/ закрылок. Увеличение вертикальной тяги может быть осуществлено за счет:

а) поворота струи реактивного двигателя;

б) поворота струи от винта;

в) поворота двигателей;

г) подъемных двигателей;

д) подъемных вентиляторов;

е) эжекторных усилителей тяги.

Увеличение среднего значения ускорения самолета при разбеге может быть достигнуто.

а) увеличением тяги двигателя (форсажем);

б) использованием стартовых ускорителей;

в) взлетом по наклонной ВПП;

г) уменьшением коэффициента сопротивления С_х.

Средства, увеличивающие среднее значение отрицательного ускорения при посадке самолета, разделяются на аэродинамические средства торможения и другие средства торможения.

В качестве аэродинамических средств торможения используются:

а) воздушные тормоза (на фюзеляже; на крыле);

б) тормозной парашют;

в) интерцепторы (спойлеры).

К другим средствам торможения относятся

а) тормозные устройства опорных поверхностей (тормозные колеса; тормозной полоз);

б) реверс тяги РД или ТВД;

в) аэродромные тормозные устройства.

К механизации крыла предъявляются следующие основные требования:

а) наибольшее приращение С_упос в рабочем положении на посадочных углах атаки;

б) наименьшее увеличение С_х в нерабочем положении;

в) наибольшее значение С_у/С_x, на взлетном режиме;

г) возможно меньшее перемещение центра давления крыла в рабочем положении;

д) малый вес конструкции при обеспечении требуемой прочности и жесткости;

е) удобство эксплуатации и высокая надежность;

ж) простота и технологичность конструкции.

Наибольшее приращение С_у на посадочных углах атаки может быть достигнуто при помощи следующих способов:

а) увеличение эффективной кривизны профили, что приводит к увеличению С_у;

б) увеличение площади крыла;

в) управление пограничным слоем (отсос или сдув), что затягивает срыв потока на большие углы атаки и, следовательно, ведет к увеличению С_{y mах};

г) управление циркуляцией путем применения реактивных закрылков, что ведет к увеличению С_{y mах}.

Конструктивно элементы механизации представляют собой тонко стенные балки, имеющие те же основные детали, что крыло и агрегат,, оперения (продольный и поперечный силовой набор и обшивка). Балка опертая в нескольких узлах крепления к крылу, работает на изгиб, сдвиг и кручение. Поперечную силу и изгибающий момент воспринимают лонжероны, на которых установлены узлы подвески. Иногда узлы подвески устанавливают на носках усиленных нервюр. Крутящий момент воспринимает замкнутый контур, образованный либо трубчатым лонжероном, либо обшивкой, либо лонжероном и обшивкой. При малой строительной высоте механизации применяют конструкцию с сотовым или пенопластовым заполнителем.

Уборка и выпуск всех средств механизации осуществляется с помощью специальных механических, гидравлических или электрических устройств.

Содержание работы

1. Составить краткое техническое описание механизации одного из самолетов (по согласованию с преподавателем).

2. Вычертить конструктивно-силовую схему заданного агрегата. Указать основные элементы.

3. Составить схему выпуска-уборки заданного средства механизации.

4. Дать эскизы узлов навески механизации. Показать силы, которыми нагружаются узлы навески.

5. Начертить сечение механизации по узлу привода. Определить максимальный крутящий момент, допускаемый в этом сечении.

Указания к выполнению работы

1. Техническое описание составляется в следующем порядке:

а) вид и назначение элементов механизации указанного самолета, их расположение ;

б) определение конструктивно-силовой схемы элементов механизации и материалов, из которых изготовлены силовые элементы;

в) принцип действия механизации;

г) описание навески и привода выпуска-уборки.

2. Конструктивно-силовая схема механизации показывается на виде в плане при снятой обшивке. Расположение силовых элементов показывается схематично штрихпунктирными линиями.

3. При составлении схемы выпуска-уборки дать два крайних положения.

4. Эскизы узлов навески показываются в изометрии; приложенные

к узлу силы изображаются в виде соответственно направленных стрелок. Эскизы средств механизации выполняются в масштабе с указанием всех основных деталей.

Вопросы для самопроверки

1. Назначение и виды механизации крыла.

2. Нагрузки, действующие на механизацию, и виды деформации.

3. Конструкция различных видов, механизации крыла, основные элементы и их назначение.

4. Механизмы выпуска и уборки механизации крыла.

5. Конструкция и крепление узлов подвески механизации крыла.

6. Как оценивается эффективность средств механизации?

7. На каких самолетах выгодно применять простые щитки и почему?

8. Что обеспечивает больший прирост C_{y max}: щиток или простой закрылок и почему?

9. Как обеспечивается синхронизация отклонения щитков?

10. Каким образом обеспечивается автоматичность выпуска и уборки автоматического предкрылка?

11. Как конструктивно обеспечивается перекрытие щели между крылом и закрылком в нерабочем положении и для чего это нужно?

12. Достоинства и недостатки систем управления пограничным слоем путем сдувания и путем отсасывания.

13. Преимущества навески закрылка на монорельсах в сравнении с другими способами. Какие нагрузки действуют на монорельс?

14. Как обеспечивается фиксация закрылка во взлетном, посадочном и убранном положениях?