1.2.2. Вибір і обгрунтування схеми літака

Схема літака визначається взаємним розташуванням агрегатів, їх кількістю і формою. Від схеми і аеродинамічного компонування літака залежать його аеродинамічні і техніко-експлуатаційні властивості. Вдало обрана схема дозволяє підвищити безпеку і регулярність польотів, і економічну ефективність літака. Вибору схеми проектованого літака передують вивчення та аналіз схем літаків, прийнятих в якості прототипів. Обгрунтуванню підлягають:

I. розташування крила й оперення щодо фюзеляжу, а також вибір їх форми;

II. розташування двигунів, їх кількість і тип, якщо це не зазначено в завданні на проектування;

III. тип і розташування опор шасі;

Обгрунтування схеми літака слід виконувати на підставі інформації, наведеної в літературі.

Проектований літак виконаний за схемою низкоплан яка з точки зору аеродинаміки та компоновки найменш вигідна, оскільки в зоні сполучення крила з фюзеляжем порушується плавність обтікання і виникає додатковий опір через інтерференції системи «крило-фюзеляж». Даний недолік можна істотно зменшити постановкою залізів, забезпечуючи діффузорний ефект. З компоновочної точки зору низкоплан має більш високе розташування нижнього обводу фюзеляжу над поверхнею землі. Це ускладнює процес вивантаження-навантаження вантажів, багажу, а також посадку-висадку пасажирів. Необхідність збереження більш високого становища фюзеляжу пов'язано у літаків схеми "низкоплан" із забезпеченням умови некасанія кінцем крила при посадці з креном поверхні ЗПС, а також із забезпеченням безпечної роботи СУ при розміщенні двигунів на крилі.

Схему низкоплан найбільш часто використовують для пасажирських літаків, так як вона забезпечує більшу порівняно з іншими варіантами безпеку при аварійній посадці на грунт і воду. При посадці на грунт з прибраним шасі крило сприймає енергію удару, захищаючи пасажирську кабіну. При посадці на воду літак занурюється у воду по крило, яке повідомляє фюзеляжу додаткову плавучість і спрощує організацію робіт, пов'язаних з евакуацією пасажирів.

Важливим достоїнством схеми низкоплан є найменша маса конструкції, так як основні опори шасі найчастіше пов'язані з крилом і їх габарити і маса менше, ніж у високоплана.

Даний літак проектується за нормальною схемою, тобто ГО розташоване за крилом. Ця схема отримала панівне поширення на літаках ГА.

Основними перевагами нормальної схеми є:

• можливість ефективного використання механізації крила;

• легке забезпечення балансування літака з випущеними закрилками;

• розміщення оперення за крилом, що дозволяє виконати носову частину фюзеляжу коротше, що не тільки покращує огляд пілотові, але і зменшує площу ВО, так як укорочена носова частина фюзеляжу викликає поява меншого дестабілізуючого колійного моменту;

• можливість зменшення площ ВО та ГО, так як плечі ВО та ГО значно більше, ніж у інших схем.

Розглянута схема має характерні і недоліки:

• ГО створює негативну підйомну силу майже на всіх режимах польоту, що призводить до зменшення підйомної сили всього літака;

• ГО функціонує в збуреному повітряному потоці за крилом, що негативно позначається на його роботі.

При виборі місця установки двигунів враховують особливості загальної компоновки літака, умови експлуатації та забезпечення максимального ресурсу двигунів, отримати найменшим лобовий опір силової установки, звести до мінімуму втрати повітря в повітрозабірник. У даній схемі літака двигуни розміщуються під крилом на пілонах, що забезпечує вище зазначені переваги. Одним з недоліків цієї схеми розміщення двигунів на крилі є те, що зі збільшенням ступеня двухконтурности збільшується діаметр двигуна. Тому при компонуванні двигунів під крилом необхідно збільшувати висоту шасі для забезпечення нормованого відстані від обводу мотогондоли до поверхні землі.

Проектований літак має трехопорное схему шасі з носовою опорою. Така схема шасі забезпечує літаку високу стійкість на розбігу і пробігу, хорошу керованість при русі по землі і ефективне гальмування коліс через відсутність капотування. Літаки, на яких реалізують таку схему шасі, мають горизонтальне положення подовжньої осі, як на стоянці, так і при русі по аеродрому, тому для пілотів поліпшується огляд з кабіни екіпажу і підвищується комфорт для пасажирів. Трехопорное схема шасі з носовою опорою в значній мірі може спростити зліт і посадку літака при бічному вітрі, якщо всі три опори шасі виконати самопозиціонується і оснастити демпферами автоколивань.

Найважливішим завданням при проектуванні літака є максимальне зменшення витрат палива, як за рахунок аеродинамічного компонування, так і за рахунок раціонального вибору типі силової установки.

Норми льотної придатності цивільних літаків вимагають, щоб пасажирський літак мав не менше двох двигунів. Це необхідно для того, щоб у разі відмови одного двигуна в кінці злітно-посадочної смуги (ЗПС) літак міг здійснити зліт і набір безпечної висоти з певною величиною вертикальної швидкості і кутом нахилу траєкторії зльоту. При відмові 50% двигунів у польоті літак повинен бути здатний продовжити горизонтальний політ з меншою висотою і швидкістю. Оптимальна кількість двигунів на літаку залежить від його маси, дальності польоту, класу аеродрому базування, параметрів двигуна і визначається остаточно для кожного типу літака розрахунком не наступних етапах. На даному етапі кількість двигунів орієнтовно задається за статистичними даними, з урахуванням ступеня підвищення тиску двигунів і ступеня двоконтурності.