книги из ГПНТБ / Розанов О.Н. Новые пассажирские самолеты

всем требованиям безопасности, экономичности и ком­ форта.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ

Основным признаком классификации пассажирских

самолетов является дальность полета при заданной ком­ мерческой нагрузке с установленным резервом топлива. Исходя из этого, можно наметить четыре типа самолетов.

1.Самолеты большой дальности (свыше 5000 км).

2.Самолеты средней дальности (от 2000 до 5000 км).

3.Самолеты небольшой дальности (до 2000 км).

4.Самолеты местных линий.

Самолеты большой дальности берут от 50 до 150 пас­

сажиров и, обладая большим запасом топлива, обслужи­

вают международные, трансконтинентальные и транс­

океанские воздушные линии. В связи с большой дально­ стью и, следовательно, с значительным временем нахож­

дения самолета в воздухе, предъявляются повышенные

требования комфорта. Кроме того, для этих самолетов

особо важна большая крейсерская скорость. Как пра­ вило, они имеют четыре двигателя. К первой категории самолетов можно отнести «ТУ-114» (СССР) и самолет

«Бристоль Британия» (Англия) — с турбовинтовыми дви­ гателями, самолеты «ДС-7» и «Супер-Констеллейшен» (США) — с поршневыми двигателями и самолеты

«Боинг-707» и «ДС-8» (США) —с турбореактивными

двигателями.

Самолеты средней дальности предназначены для эксплуатации на внутренних и международных воздуш­

ных линиях и являются основными типами самолетов.

Они берут от 50 до 180 пассажиров, имеют в основном

четыре двигателя, хотя могут быть и с двумя двигате­

лями. К этому типу самолетов относятся машины с тур­

бовинтовыми двигателями—«ИЛ-18» и «АН-10» (СССР), «Виккерс Вангард» (Англия), «Локхид Электра» (США),

и с турбореактивными двигателями — «Комета-4» (Анг­ лия), «Каравелла» (Франция), «Конвер-880» (США), «ТУ-104» (СССР).

Самолеты небольшой дальности берут от 20 до 55 пас­ сажиров, оборудованы четырьмя или двумя двигате­ лями. Примером самолетов этого типа могут быть назва­

ны: с поршневыми двигателями — «ИЛ-14» (СССР),

9

«Конвер-440» (США), Хэндлей Пэйдж «Геральд« (Ан­ глия) и с турбовинтовыми двигателями — «Виккерс Вай-

каунт» (Англия), «Фоккер-Фриндшип» (Голландия).

В качестве самолетов местных линий могут быть ис­

пользованы указанные самолеты небольшой дальности

и, кроме того, самолеты с поршневыми двигателями—Де-

Хэвиланд, «Герон» и «Твин Пионер» (Англия) и самоле­

ты с турбовинтовыми двигателями — «Аккунтант» (Анг­

лия). У этих самолетов в основном два двигателя, но они

могут иметь и четыре. Количество мест колеблется от 12

до 44.

Пока еще на воздушных линиях местного значения

летают устарелые самолеты, в частности самолеты типа

«Дуглас ДС-3», которые в ближайшее время будут заме­

нены.

По признаку силовой установки пассажирские само­

леты делятся на три класса: 1) самолеты с поршневыми

двигателями, 2) с турбовинтовыми двигателями и 3) с

турбореактивными двигателями.

Несмотря на тенденцию к замене самолетов с поршне­

ний самолет «ДС-7» в конце 1958 года. Имея в виду,

что ресурс конструкции самолета не менее 30 000

часов, а годовой налет при интенсивной эксплуатации

равен в среднем 3000 часов, высчитываем срок эксплуа­

тации самолета—10 лет. Так как списывать самолеты

ранее выработанного ресурса экономически невыгодно,

до 1968 года. За это время будет происходить посте­

пенная замена старых самолетов. Заметим, чтокрейсер­

ская скорость новейших самолетов с поршневыми двига­ телями находится в пределах от 465 до 570 км/час при крейсерской высоте полета в 6000—7000 м.

Турбовинтовые самолеты обладают большей крейсер­

ской скоростью — 600—650 км/час, доходящей даже до 800 км/час (самолет «ТУ-114»), при высоте полета 7500—

9500 м.

Турбовинтовые двигатели легче, чем поршневые, от-

10

личаются значительной мощностью, небольшим удель­

ным расходом топлива. Поэтому самолеты с турбовинто­

выми двигателями для линий средней и небольшой даль­

ности считаются особо перспективными. По сравнению с

турбореактивными самолетами они дают меньшую стои­

мость пассажиро-километра, однако скорость их меньше.

Турбореактивные самолеты, благодаря большой крей­

серской скорости (800—1000 км/час), оказываются эко­

номически выгодными для больших расстояний. Полет

таких самолетов должен происходить на высоте 10 000—

12 000 м, так как расход топлива на километр у турбо­

реактивного самолета с высотой сильно уменьшается.

Количество пассажиров колеблется от 50 до 150.

В течение ближайших двух-трех лет появится много

реактивных самолетов, предназначенных для линий боль­ шой и средней дальности.

Можно полагать, что в течение ближайших десяти лет

на линиях воздушных сообщений будут применяться са­ молеты как с турбовинтовыми, так и с турбореактивными двигателями, в частности с турбовентиляторными.

Классификация самолета по его схеме может рас­

сматриваться с двух точек зрения: 1) как располо­

жено крыло по отношению к фюзеляжу и 2) как распо­ ложены двигатели.

Для пассажирских самолетов существует две схемы расположения крыла — высокопланная и низкопланная.

Высокопланная схема обеспечивает самолету хорошие

аэродинамические качества, удобства в системе конструк­

тивной компоновки крыла и фюзеляжа и хороший обзор

из окон пассажирской кабины. Кроме того, если самолет

имеет и грузовой вариант, то низкое положение фюзе­

ляжа и возможность устройства на фюзеляже больших

по габаритам погрузочных дверей дает этой схеме опре­

деленные преимущества. Недостатками высокопланной

схемы являются трудности в устройстве шасси: либо шасси получается с большой длиной ноги и затрудни­

тельна его уборка, либо шасси присоединяется к фюзе­ ляжу, что усложняет компоновку последнего в связи с необходимостью убирать шасси в фюзеляж. При этом колея шасси получается узкой, что ухудшает боковую

устойчивость самолета на земле и ограничивает возмож­

ность взлета и посадки при боковом ветре. При аварий­

ной посадке с убранными шасси фюзеляж испытывает

11

большую динамическую нагрузку, вредно отражающую­

ся на (пассажирах. Нижнюю часть фюзеляжа надо усиливать, что ведет к увеличению веса конструкции.

Низкопланная схема имеет преимущества в устрой­

стве шасси. Шасси имеют короткие ноги и сравнительно

легко убираются. Двигатели находятся близко от земной

поверхности, что облегчает их обслуживание. При низко­ планной схеме лучше может быть осуществлена правиль­

ная взаимная компоновка крыла и горизонтального опе­ рения.

В случае посадки без шасси крыло первым восприни­ мает удар о землю, и люди, находящиеся в кабине, не ис­ пытывают больших перегрузок,— крыло является свое­ образным амортизатором.

Тщательная аэродинамическая компоновка системы крыло — фюзеляж с применением зализов может дать

такому самолету вполне благоприятные аэродинамиче­

ские характеристики.

Однако близкое к земле расположение двигателей

при низкопланной конструкции создает опасность загряз­

нения их пылью, комками грязи и разными предметами с земли, которые засасываются в них при работе.

Большинство конструкторов пассажирских самолетов

предпочитает низкопланную схему (рис. 1), хотя у само­

летов средней и небольшой дальности встречается и вы­ сокопланная схема. Примерами высокопланной схемы яв-

12

ляются самолеты «АН-10» (СССР) (рис. 2), «Фокер Фриндшип» (Голландия), «Геральд» (Англия).

С точки зрения расположения двигателей для само­

летов с поршневыми и турбовинтовыми двигателями

существует только одна схема: двигатели располагаются

в гондолах перед крылом, по сторонам фюзеляжа,

.вдоль раз.маха крыла (рис. 1, 2, 3, 4, 9 и 10). Расстояние

Рис. 2. Самолет «АН-10».

между двигателями и фюзеляжем определяется диамет­ ром винта. Такое расположение двигателей имеет свои

выгоды: сосредоточенный вес каждого двигателя, дей­

ствуя в сторону, обратную действию аэродинамических

сил, уменьшает изгибающий момент, что способствует уменьшению веса конструкции крыла.

Вынос двигателей вперед перемещает центр тяжести

конструкции крыла вперед, что, как известно, является

одним из мероприятий, предотвращающих вибрации типа

флаттер.1 Это обстоятельство особенно эффективно, если

двигатель находится ближе к концу крыла. Кроме того,

вынос двигателя вперед уменьшает расчетный крутящий момент и не нарушает силовой части крыла.

Для самолетов с турбореактивными двигателями

имеются три схемы, которые можно назвать: 1) совет­

ско-английской схемой, 2) французской и 3) американ­

ской схемой.

По советско-английской схеме двигатели распола­

гаются в корневой части крыла, в непосредственном со­ седстве с фюзеляжем. Заборники для воздуха делаются

крыла, оперения и других частей самолета за счет взаимодействия аэродинамических, упругих и инерционных сил на определенной скорости полета.

13

ко искажается, но если у корня увеличить хорду и тол­ щину профиля, а также ввести зализы, то аэродинамиче­

ская компоновка при такой схеме оказывается доста­

точно удачной. При этой схеме остановка одного или

двух двигателей не влечет за собой появления большого

момента относительно вертикальной оси, что облегчает

пилотирование самолета.

Недостатками этой схемы являются некоторое услож­ нение конструкции крыла и трудность обслуживания

двигателя и его агрегатов.

Схема рассмотренного типа осуществлена на совет­ ских самолетах «ТУ-104», «ТУ-104А», «ТУ-104Б» (рис. 6)

Рис. 3. Самолет «ИЛ-18».

с двумя двигателями, а также на английских самолетах

«Комета-4» (рис. 5) с четырьмя двигателями.

Во французской схеме, примененной на самолетах

«Каравелла», двигатели расположены по бокам задней

части фюзеляжа на пилонах. Такая схема имеет следую­ щие преимущества: 1) крыло в аэродинамическом отно­

шении является наиболее «чистым»; 2) шум в кабине пассажиров незначителен; 3) за счет скоса потока за

крылом направление потока воздуха, входящего в двига­

тель, претерпевает меньшие изменения при изменении

углов атаки крыла, что благоприятно сказывается на ра­

14

боте двигателей; 4) при остановке одного из двигателей

момент относительно вертикальной оси незначителен;

5) при работе на земле двигатели защищены крылом от

попадания в них посторонних предметов; 6) легко осуще­

ствляются осмотр и монтаж двигателей и их агрегатов.

■ Схема этого типа сравнительно нова, но она хорошо

себя зарекомендовала в течение опытной эксплуатации двух самолетов «Каравелла» (рис. 7) (1955—1958 гг.).

Рис. 4. Самолет «Виккерс Вангард».

По третьей схеме—американской—двигатели под­

вешиваются под крылом с выносом вперед на пилонах,

причем они довольно далеко отстоят от фюзеляжа и один

от другого. Такая схема позволяет разгрузить крыло,

уменьшая его изгибающий момент и опасность возникно­

вения флаттера. Обслуживание двигателей и их агрега­

тов очень удобно. В аэродинамическом отношении, при

тщательной компоновке гондолы, пилона и крыла, удает­

ся получить от всей системы хорошие данные. Недостат­ ком схемы следует считать появление больших моментов

относительно вертикальной оси самолета, что затрудняет

15

пилотирование при одном или двух остановленных дви­

гателях.

При посадке с невыпущенными шасси при ударе дви­

гателей о землю энергия удара воспринимается гондо­

лой, пилоном и крылом, вследствие чего уменьшаются

перегрузки в пассажирской кабине. Однако, с другой сто­

роны, увеличивается опасность возникновения пожара.

Эта схема благоприятна для защиты кабины от шума, так как двигатели находятся далеко от кабины, а крыло служит своеобразным экраном.

Большинство новых американских самолетов выпол­

няется по этой схеме. В качестве примеров можно ука­

зать самолет «Боинг-707» (рис. 8), «ДС-8», «Конвер-880» и другие.

При рассмотрении схем самолетов имеют значение

параметры, определяющие форму крыла в плане. Сюда

рый замеряют по линии, лежащей на ‘А хорд. Колебания

16

полета. При скоростях меньше 800 км/час стреловид­ ность не обязательна, поэтому самолеты с поршневыми

и с турбовинтовыми двигателями имеют прямые крылья.

Исключение составляет самолет «ТУ-114» (рис. 9), кото­

800 км/час. Все самолеты с турбореактивными двигате­ лями имеют скорость свыше 800 км/час, и в связи с этим

все они имеют стреловидные крылья.

Почти на всех пассажирских самолетах оперение на­ ходится сзади фюзеляжа и имеет однокилевую схему.

Однако для улучшения путевой устойчивости устраи­

вается иногда многокилевое вертикальное оперение. Так, на самолете большой дальности с поршневыми

двигателями «Супер Констеллейшен» (рис. 10) имеется трехкилевое оперение. На советском самолете «АН-10» также в результате испытаний прототипа ставится на

концах стабилизатора дополнительное вертикальное опе­ рение.

Все самолеты имеют шасси с носовыми колесами.

Основное шасси имеет на каждой ноге по два или по

четыре колеса, а носовая стойка шасси — одно или два

гшейиииДЯ

Рис. 7. Самолет «Каравелла».

колеса. Шасси — убирающиеся, причем в большинстве

случаев носовое шасси убирается вперед, а основное

шасси — или вперед, или вбок.

Уборка шасси назад встречается редко.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ

Рассмотрим основные данные геометрических раз­ меров, а также весовые и летные характеристики новых

зарубежных пассажирских самолетов.

Из самолетов, указанных в табл. 4, 5 и 6, на эксплуа­

18