книги / Общий курс путей сообщения

5.3.3. По типу и числу двигателей

От конструкции двигателя воздушного судна зависит мощность и продолжительность полета. В настоящее время используются два основных типа двигателей: звездообразный (рис. 69) и турбореактивный (рис. 70). Звездообразный используется в малой авиации, турбореактивный – на воздушных лайнерах.

Рис. 69. Звездообразный двигатель в разрезе

Рис. 70. Компрессор турбореактивного двигателя (ТРД)

251

5.3.4.По типу силовой установки:

–поршневые (ПД) (Ан-2),

–турбовинтовые (ТВД) (Ан-24),

–турбореактивные (ТРД) (Ту-154),

–с ракетными двигателями,

–с комбинированной силовой установой (КСУ). По числу двигателей:

–однодвигательные (Ан-2),

–двухдвигательные (Ан-24),

–трехдвигательные (Ту-154),

–четырехдвигательные (Ан-124 «Руслан»),

–пятидвигательные (He-111Z),

–шестидвигательные (Ан-225 «Мрия»),

–семидвигательные (К-7),

–восьмидвигательные (АНТ-20, Boeing B-52),

–десятидвигательные (Convair B-36J),

–двенадцатидвигательные (Do-X).

5.3.5.По компоновочной схеме

Классификация по данному признаку является наиболее многовариантной. Предлагается часть основных вариантов.

По числу крыльев:

–монопланы,

–полуторопланы,

–бипланы,

–трипланы.

По расположению крыла (для монопланов):

–высокопланы,

–среднепланы,

–низкопланы.

По расположению хвостового оперения:

–нормальной схемы (оперение сзади),

–летающее крыло,

252

5.4. Принцип полета

Принцип полета определяется тем, каким образом и за счет чего создается подъемная сила. В настоящее время техническое значение имеют следующие принципы полета,

вкоторых подъемная сила определяется:

•аэростатический – архимедовой силой, равной силе тяжести, вытесненной телом массы воздуха;

•аэродинамический – реактивной силой за счет отбрасывания вниз части воздуха, обтекающего тело при его движении, т.е. определяется силовым воздействием воздуха на движущееся тело;

•инерционный – силой инерции летящего тела за счет начального запаса скорости или высоты, поэтому такой полет называют также пассивным;

•ракетодинамический – реактивной силой за счет отбрасывания части массы летящего тела. В соответствии с законом сохранения импульса системы возникает движение при отделении от тела с какой-либо скоростью некоторой части его массы.

В безвоздушном пространстве летательный аппарат может совершать инерциальный полет и на других физических принципах (например, с помощью солнечного паруса, на площадь которого оказывает давление звездный ветер, получить ускорения после витка между относительно массивными планетами).

Таким образом, воздушное судно – это летательный аппарат, поддерживаемый в атмосфере за счет взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с воздухом, отраженным от поверхности земли или воды. Таким образом, ракеты, турболеты, экранопланы (но не экранолеты) и суда на воздушной подушке не относятся к воздушным судам.

254

5.5.Классификация воздушных судов

Внастоящее время различают 12 видов воздушных судов – автожир, аэростат, вертолет, винтокрыл, дирижабль, махолет, мускулолет, планер, самолет, турболет, атомолет,

атакже самолет на фотоэлементах. Различия между ними заключаются в наличии или отсутствии силовой установки,

атакже в удельном весе этих аппаратов во время полета (легче они или тяжелее воздуха). Воздушные суда, которые тяжелее воздуха, различаются также по конструкции, благодаря которой они удерживаются в воздухе: наличие несущих поверхностей (крыльев), несущих винтов или вертикально расположенного реактивного двигателя.

Классификация летательных аппаратов может быть построена на разных принципах. Здесь не рассматриваются классификации, например, по типу используемого двигателя или по назначению ЛА, которые по существу не являются классификациями собственно летательных аппаратов и в действительности систематизируют двигатели или полезную нагрузку летательных аппаратов, которая может относиться практически к любой отрасли техники, науки и хозяйственной деятельности.

Ниже представлена классификация летательных аппаратов по техническому способу выполнения полета – перемещения в пространстве без непосредственной опоры на твердые тела или на жидкую среду.

По этому способу летательные аппараты подразделяются на:

1. Аппараты, движущиеся в гравитационном поле Земли, преодолевающие в полете силу ее тяготения.

По способу создания силы, уравновешивающей силу тяготения, эти аппараты подразделяются на:

1.1. Аэростатические, или аппараты «легче воздуха», поддерживаемые в атмосферном полете архимедовой силой за счет баллона, наполненного газом (в том числе нагретым

255

воздухом), плотность которого ниже плотности атмосферного воздуха. По способу передвижения в горизонтальной плоскости эти аппараты подразделяются на:

1.1.1. Аэростаты, не имеющие средств целенаправленного передвижения в горизонтальной плоскости и перемещающиеся в ней по ветру.

1.1.2. Дирижабли, имеющие двигатель (двигатели) и средства управления для целенаправленного передвижения в горизонтальной плоскости.

1.2. Аэродинамические – аппараты, поддерживаемые в атмосферном полете аэродинамической подъемной силой, возникающей за счет быстрого движения в воздухе самого аппарата или его частей. Подразделяются на:

1.2.1.Моторные, приводимые в движение двигателем. Подразделяются на:

1.2.1.1.Аппараты с активным управлением течения пограничного слоя, такие как ЭКИП, с вихревой системой управления течением в пограничном слое.

1.2.1.2.Аппараты с неуправляемым течением погранич-

ного слоя:

1.2.1.2.1.Вертолеты (геликоптеры), подъемная сила которых создается воздушным винтом, вращаемым двигателем вокруг вертикальной оси.

1.2.1.2.2.Крылатые аппараты, подъемная сила которых создается за счет ненулевого аэродинамического качества аппарата при его движении в атмосфере. Подразделяются на:

1.2.1.2.2.1.Крылатые аппараты с неподвижным (относительно аппарата) крылом: самолеты, крылатые ракеты, экранолеты, экранопланы, мотодельтапланы, парамоторы.

1.2.1.2.2.2.Крылатые аппараты, с подвижным крылом.

Кним относятся:

1.2.1.2.2.2.1.Автожиры, крыло которых свободно вращается вокруг вертикальной оси под воздействием набегающего в горизонтальном полете воздуха.

256

1.2.1.2.2.2.2. Махолеты, крыло которых помимо создания подъемной силы выполняет функцию движителя в горизонтальном полете.

1.2.1.2.3. Винтокрылы – аппараты, у которых аэродинамическая подъемная сила создается несущим винтом (как у вертолета) и крылом (как у аппаратов с неподвижным (относительно аппарата) крылом). В горизонтальном полете винтокрылы развивают подъемную силу крылом, как самолеты, при этом винт, ось которого поворачивается в горизонтальное положение, играет роль движителя в горизонтальном полете.

1.2.2. Безмоторные аэродинамические аппараты, движущиеся в атмосфере с постепенным снижением под комбинированным воздействием силы тяжести и аэродинамических сил.

1.2.2.1.Планеры, дельтапланы, парапланы.

1.2.2.2.Парашюты.

1.2.2.3.Спускаемые аппараты космических кораблей. 1.3. Самолеты с аэростатической разгрузкой – подобные

БАРС (ЛА), у которого около 80 % подъемной силы самолета (500 т) достигается за счет баллона с гелием, а скорость до

300км/ч обеспечивают маршевые двигатели.

1.4.Инерционные аппараты, движущиеся в поле тяготения Земли по инерции за счет скорости, сообщенной им на активном участке траектории ракетным двигателем.

Подразделяются на:

1.4.1.Головные части баллистических ракет, движущиеся по баллистическим траекториям.

1.4.2.Искусственные спутники Земли и орбитальные космические станции, движущиеся в космическом пространстве вокруг Земли по замкнутым орбитам.

1.5.Ракетные – аппараты, преодолевающие силу тяготе-

ния за счет тяги ракетного двигателя без взаимодействия с атмосферой, направленной вертикально вверх или имею-

257

щей достаточную вертикальную составляющую. Такой способ полета используется на активном участке траектории баллистическими ракетами и ракетами-носителями космических аппаратов.

1.6. Аппараты на воздушной подушке, удерживающиеся над землей или над водой за счет повышенного давления воздуха, создаваемого компрессором между днищем аппарата и твердой или водной поверхностью.

2. Аппараты свободного полета, перемещающиеся в космическом пространстве в отсутствие значительных гравитационных полей планет. К ним относятся межпланетные зонды и лунный корабль Аполлон (на участках полета от Земли к Луне и обратно).

5.6. Управление воздушным движением

Управление воздушным движением (УВД) – система организационных и технических мероприятий, обеспечивающая порядок и безопасность полетов воздушных судов в воздушном пространстве и обмен информацией между авиадиспетчерами и экипажами воздушных судов с использованием средств радиосвязи, аэронавигации и ЭВМ.

Управление воздушным движением находится в компетенции государства. В нашей стране функции УВД возложены на органы Единой системы управления воздушным движением (ЕС УВД).

В последние годы часто используется термин Организация воздушного движения и аббревиатуры ОВД, ОрВД, ЕС ОрВД. В англоязычных источниках используется термин

Air Traffic Control (ATC) или Air Traffic Management (ATM).

ЕС УВД включает широкую сеть пунктов управления: районные центры (РЦ) УВД на воздушных трассах, аэропортовые контрольно-диспетчерские пункты (КДП), местные диспетчерские пункты (МДП) и т.д.

258

Воздушное судно управляется согласно правилам визуального полета (ПВП) или правилам полетов по приборам (ППП). При выполнении полета по ПВП экипажи воздушных судов обязаны визуально следить за другими самолетами (во избежание столкновений) и не должны входить в зоны с низкой облачностью и плохой видимостью. ППП применяются экипажами, управляющими воздушными судами по приборам при отсутствии визуального контакта с землей и другими воздушными судами. Экипаж может руководствоваться теми или иными правилами полета в зависимости от погодных условий, но в любых обстоятельствах он обязан следить за показаниями приборов и выполнять государственные и международные авиационные правила. В целях безопасности гражданские воздушные лайнеры обычно используют ППП, за исключением полетов по местным воздушным линиям 2-й категории и авиационных работ.

При следовании воздушных судов по авиалиниям применяется эшелонирование.

Авиалиния – воздушное пространство над поверхностью земли или воды в виде коридора установленной ширины, в пределах которого выполняются полеты самолетов и вертолетов по утвержденному маршруту.

Обеспечение авиалиний включает в себя аэродромы, радиомаяки, службу управления воздушным движением, метеорологическую службу.

Первая российская авиалиния во внутреннем сообщении была открыта между Москвой и Нижним Новгородом в 1923 г., в международном – Москва–Рига–Кенигсберг в 1922 г.

Существует два основных типа авиалиний:

– Местные воздушные линии (МВЛ) – региональные авиалинии, связывающие областные центры друг с другом, а также с районными центрами и отдаленными поселками в радиусе до 500–1000 км; используются как по правилам по-

259

лета по приборам (ППП), так и по правилам визуального полета (ПВП).

Воздушные трассы – магистральные авиалинии для полетов на значительные расстояния (несколько тыс. км); используются по правилам полета по приборам (ППП).

5.7. Комплекс управления воздушным движением

Комплекс управления воздушным движением – совокупность служб, сооружений и технических средств на территории аэродрома, предназначенная для непосредственного обеспечения взлета, посадки и руления воздушных судов (самолетов, вертолетов и планеров).

1.Служба организации воздушного движения (ОрВД). Рабочие места персонала (диспетчеров управления воздушным движением), оснащенные тем или иным оборудованием (от бинокля и радиостанции до автоматизированных рабочих мест на базе быстродействующих вычислительных комплексов), находятся в здании командно-диспетчерского пункта (КДП), который обычно расположен вблизи перрона в точке

схорошим обзором всего летного поля, взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок, а на ряде аэродромов – дополнительно в зданиях стартовых диспетчерских пунктов (СДП), расположенных вблизи торцов ВПП.

2.Служба электрорадиотехнического обеспечения полетов – радиотехнические комплексы, позволяющие экипажам воздушных судов вести связь с землей, определять свое местонахождение в той или иной системе координат и выдерживать заданные траектории маневрирования в районе данного аэродрома, а также заход на посадку, взлет и выход из района аэродрома. Обычно включает в себя:

– радиостанции различных мощностей и диапазонов,

– радиолокационные станции,

260