1.2. Требования, предъявляемые к конструкции самолёта и вертолёта.

Требования зависят от конкретного назначения самолёта. Основные требования с точки зрения обеспечения безопасности полётов (БП), регулярности вылетов, экономичности эксплуатации, обеспечения комфорта:

Безопасность полётов обеспечивается:

• энерговооружённостью самолётов и вертолётов за счёт установки 2 -3 и

более двигателей;

• механизацией крыла, обеспечивающей хорошие взлётно-посадочные характеристики (ВПХ);

• правильным расчётом прочности и живучести конструкции с учётом

возможных эксплуатационных нагрузок;

• противопожарными конструктивными мероприятиями, наличием систем

сигнализации о пожаре (ССП) и противопожарного оборудования (ППО);

• дублирование важнейших функциональных систем, устройств;

• эффективными противооблединительными системами (ПОС);

• оснащение пилотажно-навигационным и связным оборудованием,

обеспечивающим выполнение полёта в любое время года и суток;

• оборудование пассажирских кабин аварийно-спасательным

оборудованием для быстрого покидания самолёта в аварийных ситуациях.

Экономичность эксплуатации достигается:

- наибольшей весовой отдачей G_комм / G_с-та

• возможностью варьирования полезной нагрузкой (пассажиры <=> груз);

• увеличение налёта на списочный состав самолётов, вертолётов;

• улучшение топливной эффективности;

• увеличение V_кp (крейсерской скорости), т.е. оборачиваемости самолётов;

• применение передовой технологии и организации перевозочного

процесса для снижения его стоимости;

• сокращение числа членов экипажа;

• сокращение трудоёмкости, продолжительности, стоимости ТОиР.

Комфорт пассажиров обеспечивается:

• просторными салонами, оборудованными в соответствии с эстетическими и техническими требованиями;

• эффективной системой кондиционирования воздуха (СКВ), системой

автоматического регулирования давления (САРД) в гермокабине (ГК) во всём диапазоне высот полёта самолёта;

• удобными пассажирскими креслами, со съёмными столиками,

индивидуальным освещением, вентиляцией, сигнализацией, радиофикацией;

• необходимой тепло- звукоизоляцией;

• полётами на больших высотах без "болтанки";

• оборудование буфетами, гардеробами, туалетами, другим бытовыми

помещениями.

К грузовым самолётам особые требования:

• максимальная грузоподъёмность полезного груза, увеличением размеров грузовых отсеков, грузовых дверей;

• надёжное крепление (швартовка) грузов;

• механизации погрузки, разгрузки.

Многие требования находятся в противоречии друг с другом, т. е. улучшение одних характеристик влечёт ухудшение других:

1. ↑V_кр→ ↑V_пос → приводик к ухудшению маневренных свойств.

2. ↑ увеличение прочности, жесткости, живучести→ ↑ G_с-та ↓G_комм

3. L_полета → ↓G_комм

Поэтому проводится оптимизация этих требований для достижения выполнения поставленных задач перед конкретным самолётом - вертолётом.

1.3 Классификация и схемы самолётов. Лётно-технические данные (лтд) самолётов.

Многообразие типов самолётов и их использование классифицируются по различным признакам:

- по взлетной массе G_{взл mах}

класс	Взлётная масса	Тип ЛА
1	Более 75 т	Ил-96, Ил-86, Ил-76, Ил-62, Ту-204, Ту-154.В-747
2	30 - 75т	Ил-114, Ил-18, Ту-134, Як-42, В-737
3	10-30	Ан-24(26,30), Як-40
4	до 10 т	Ан-2, Л-410

- дальности полёта L_пол

Название	Lпол	Тип ЛА
Межконтинен­ тальные	Более 10000 км	Ил-62, Ил-76, Ил-86, В-747
Магистральные	6 000-10000	Ил-62, Ил-76, Ил-86, В-747
дальние	км
Магистральные	2500-6000	Ил-96, Ту-204, Ту-154.
средние	км
Магистральные ближние	1000-2500 км	Ан-24 (26,30), Ту-134, Як-42 Як-40
С- ты местных	До	Ан-2, Л-410
воздушных	1000 км
авиалиний
(МВЛ)

• по назначению, которое определяет выбор лётно-технических

характеристик (ЛTX), размеры, компоновку самолёта, состав оборудования и др.

Основное назначение ГА это перевозка пассажиров, грузов и другие задачи. Поэтому самолёты подразделяются на:

• транспортные: включающие - пассажирские;

- грузовые;

• специального назначения: - сельскохозяйственные;

• санитарные;

• охраны лесов от пожаров;

• для аэрофотосъёмок.

• учебные - служат для подготовки и тренировки лётного состава в учебных заведениях ГА.

Грузовые самолёты имеют большие внутренние объёмы в фюзеляже, прочный пол, средства механизаиии погрузочно-разгрузочных работ.

- по конструктивным признакам:

1. количество и расположение крыльев:

а) биплан;

б) моноплан: - верхнеплан;

• среднеплан;

• низкоплан.

2. тип фюзеляжа: а) однофюзеляжный: - узкофюзеляжный,

- широкофзеляжный.

б) двухфюзеляжный;

в) летающее крыло.

2. тип шасси: а) сухопутные: - лыжные, гусеничные, колёсные – схема компоновки с хвостовой опорой, с передней опорой, велосипедного типа;

б) амфибии: - лодочного

- поплавкового.

2. тип и расположение оперения:

а) бесхвостые (летающее крыло);

б) типа "утка" (переднее расположение);

в) хвостовое: - однокилевое;

• многокилевое;

• с V-образным оперением.

2. двигатели, их расположение и количество:

а) поршневые двигатели (ПД),

б) турбовинтовые двигатели (ТВД),

в) турбореактивные двигатели (ТРД) -

- все эти двигатели имеют схему компоновки: одномоторные, двухмоторные, трёхмоторные, многомоторные.

Расположение: - под крылом;

• над крылом;

• в крыле;

• в хвостовой части фюзеляжа.

Биплан.

Достоинство:

-лучшая маневренность, т. к. при равной площади крыла ( S_kp )- размах меньше.

Недостатки:

-большое лобовое сопротивление X_лоб из-за наличия межкрыльевых стоек и расчалок, как результат - скорость полёта мала.

Моноплан с низким расположением крыла

- самолёт у которого крыло закреплено в нижней части фюзеляжа (НИЗКОПЛАН).

Достоинство:

-значительное приращение подъёмной силы (У) вследствии экранизирующего влияния земли;

• небольшая высота стоек шасси, это уменьшает вес шасси (↓G_ш), уменьшает объем отсеков (↓V_{отсеков} ) для размещения шасси, упрощает процесс уборки и выпуска;

• при аварийной посадке на воду обеспечивается хорошая плавучесть;

Недостатки:

• зона стыковки крыла с фюзеляжем нарушает плавность обтекания

воздуха возникает донное сопротивление (Х_дон), называемое интерференцией, которое обусловлено взаимным влиянием крыла и фюзеляжа;

• трудно защищать двигатели, расположенные на крыле от попадания

посторонних предметов и грязи с ВПП.

Моноплан со средним расположением крыла - самолёт, у которого

крыло закреплено на середине высоты фюзеляжа (СРЕДНЕПЛАН). Достоинство:

• минимальное аэродинамическое сопротивление.

Недостатки:

• трудность размещения пассажиров, грузов и оборудования в средней

части фюзеляжа в связи с необходимостью пропускать силовые элементы крыла через фюзеляж.

Моноплан с верхним расположением крыла - самолёт у которого крыло

закреплено в верхней части фюзеляжа (ВЫСОКОПЛАН)

Достоинство:

• малая интерференция (С_{х интерфер}) между крылом и фюзеляжем;

• высокое расположение двигателей от ВПП уменьшает вероятность попадания посторонних предметов в двигатель при рулении, взлёте и посадке;

• хороший обзор нижней полусферы;

• максимальное использование внутреннего объёма фюзеляжа и средств механизации загрузки и выгрузки грузов.

Недостатки:

• трудность уборки шасси в фюзеляж;

• узкая колея;

• сложность обслуживания двигателей, расположенных под крылом;

• необходимость усиления конструкции нижней части фюзеляжа.

Расположение двигателей на самолёте зависит от типа, количества, габаритов двигательной установки и назначения самолёта. У многомоторных самолётов двигатели устанавливаются:

1 - с ТВД в гондолах перед крылом, а с ТРД на пилонах впереди под крылом;

2 - ТРД, ДТРД в гондолах в хвостовой части фюзеляжа.

Достоинство 1-го способа:

- двигатель расположен в невозмущённом потоке;

- разгрузка крыла от М_изг в полёте.

Недостатки:

• трудность в пилотировании в случае отказа двигателя (появляется разворачивающий момент за счёт несимметричной тяги).

Достоинство 2-го способа:

• крыло имеет лучшие аэродинамические характеристики (больше места для размещения средств механизации крыла);

• меньше асимметрия при полёте с отказавшим двигателем;

• уменьшение шума в кабинах самолёта;

• более удобное обслуживание двигателей;

• меньше пожароопасность.

Недостатки:

• горизонтальное оперение (ГО) необходимо переносить вверх и усиливать киль;

• усиление хвостовой части фюзеляжа;

• смещение центра тяжести по мере расхода топлива, это уменьшает устойчивость самолёта.