Coada verticală a unui avion. Coada verticală (VT). Vedeți ce este „penajul de avion” în alte dicționare

Coada este profilele aerodinamice situate în spatele aeronavei. Ele arată ca „aripi” relativ mici, care sunt instalate în mod tradițional orizontal și planuri verticaleși se numesc „stabilizatori”.

În funcție de acest parametru, unitatea de coadă este împărțită, în primul rând, în orizontală și respectiv verticală, cu planurile în care este instalată. Schema clasică este unul vertical și doi stabilizatori orizontali, care sunt conectați direct la partea de coadă fuzelaj. Aceasta este schema cea mai utilizată pe avioanele civile. Cu toate acestea, există și alte scheme - de exemplu, în formă de T, care este utilizată pe Tu-154.

Într-o schemă similară coadă orizontală atașat în partea de sus a verticalei, iar atunci când este privit din față sau din spate a aeronavei, seamănă cu litera „T”, de la care își ia numele. Există și o schemă cu doi stabilizatori verticali, care sunt plasați la capetele cozii orizontale un exemplu de aeronavă cu acest tip de coadă este An-225. De asemenea, majoritatea avioanelor de vânătoare moderne au doi stabilizatori verticali, dar sunt instalați pe fuselaj, deoarece au o formă de fuzelaj ceva mai „aplatizată” pe orizontală în comparație cu aeronavele civile și de marfă.

Ei bine, în general, există zeci de configurații diferite de coadă și fiecare are propriile avantaje și dezavantaje, care vor fi discutate mai jos. Nu este întotdeauna instalat în coada aeronavei, dar acest lucru se aplică numai stabilizatorilor orizontali.

Coada aeronavei Tu-154

Coada aeronavei An-225

Principiul de funcționare al unității de coadă. Funcții de bază.

Și acum despre funcțiile cozii, de ce este necesar? Deoarece se mai numește și stabilizatori, putem presupune că stabilizează ceva. Așa este, așa este. Coada este necesară pentru a stabiliza și echilibra aeronava în aer și, de asemenea, pentru a controla aeronava de-a lungul a două axe - yaw (stânga-dreapta) și pitch (sus-jos).

Vertical unitate de coadă.

Funcțiile cozii verticale sunt de a stabiliza aeronava. În plus față de cele două axe enumerate mai sus, există și o a treia - rulare (rotație în jurul axei longitudinale a aeronavei) și astfel, în absența unui stabilizator vertical, ruliu face ca aeronava să se balanseze în raport cu axa verticală. , în plus, balansul este foarte grav și complet de necontrolat. A doua funcție este controlul axei de rotire.

Un profil deflectabil este atașat la marginea de fugă a stabilizatorului vertical, care este controlat din carlingă. Acestea sunt cele două funcții principale ale unității de coadă verticală, numărul, poziția și forma stabilizatorilor verticali sunt absolut neimportante - îndeplinesc întotdeauna aceste două funcții.

Tipuri de unități verticale de coadă.

Orizontală unitate de coadă.

Acum despre unitatea de coadă orizontală. De asemenea, are două funcții principale, prima putând fi descrisă drept echilibrare. Pentru a înțelege ce este, puteți efectua un experiment simplu. Este necesar să luați un obiect lung, de exemplu o riglă, și să-l așezați pe un deget întins, astfel încât să nu cadă și să nu se îndoaie nici înapoi, nici înainte, de exemplu. găsiți centrul său de greutate. Deci, acum rigla (fuselajul) are o aripă (degetul), nu pare dificil să o echilibrezi. Ei bine, acum trebuie să vă imaginați că tone de combustibil sunt pompate în linie, sute de pasageri se îmbarcă, cantitate uriașă marfă

Desigur, este pur și simplu imposibil să încărcați toate acestea perfect în raport cu centrul de greutate, dar există o cale de ieșire. Este necesar să recurgeți la utilizarea degetului mâinii a doua și să-l plasați deasupra părții condiționate din spate a riglei, apoi mutați degetul „din față” în spate. Rezultatul este o structură relativ stabilă. O poți face și altfel: așezați degetul „din spate” sub riglă și mutați degetul „din față” înainte, spre arc. Ambele exemple arată principiul de funcționare al unei cozi orizontale.

Primul tip este mai comun, atunci când stabilizatorii orizontale creează o forță opusă forței de ridicare a aripilor. Ei bine, a doua lor funcție este controlul de-a lungul axei de pas. Aici totul este absolut la fel ca la coada verticală. Există un profil de margine de fugă deflectabil, care este controlat din cockpit și crește sau scade forța pe care o creează stabilizatorul orizontal datorită profilului său aerodinamic. Aici ar trebui făcută o rezervare în ceea ce privește marginea de fugă deflexabilă, deoarece unele aeronave, în special avioanele de luptă, au avioane complet deflectabile, și nu doar părți din ele, acest lucru se aplică și cozii verticale, dar principiul de funcționare și funcțiile nu se schimbă. .

Tipuri de unități de coadă orizontale.

Și acum despre motivul pentru care designerii se îndepărtează de schema clasică. Acum există un număr mare de aeronave și scopul lor, împreună cu caracteristicile lor, este foarte diferit. Și, de fapt, aici este necesar să se analizeze separat o anumită clasă de aeronave și chiar o anumită aeronavă, dar pentru a înțelege principiile de bază, câteva exemple vor fi suficiente.

Primul - deja menționatul An-225, are o coadă verticală dublă pentru că poate transporta un lucru atât de voluminos precum naveta Buran, care în zbor ar întuneca aerodinamic singurul stabilizator vertical situat în centru, iar eficiența sa a fost ar fi extrem de scăzută. Coada în formă de T a lui Tu-154 are și avantajele sale. Deoarece este situat chiar și în spatele punctului din spate al fuzelajului, datorită măturii stabilizatorului vertical, brațul de forță de acolo este cel mai mare (aici puteți recurge din nou la o riglă și două degete de mâini diferite, cu atât degetul din spate este mai aproape este în față, cu atât este mai mare forța necesară asupra lui), prin urmare poate fi făcut mai mic și nu la fel de puternic ca în schema clasică. Cu toate acestea, acum toate sarcinile direcționate de-a lungul axei de pas sunt transferate nu către fuzelaj, ci către stabilizatorul vertical, motiv pentru care trebuie să fie serios consolidat și, prin urmare, mai greu.

În plus, trebuie să trageți suplimentar conductele sistemului de control hidraulic, ceea ce adaugă și mai multă greutate. Și, în general, acest design este mai complex și, prin urmare, mai puțin sigur. În ceea ce privește luptătorii, de ce folosesc avioane complet deflectabile și stabilizatori verticali gemeni, motivul principal este creșterea eficienței. La urma urmei, este clar că un luptător nu poate avea o manevrabilitate excesivă.

Oferă stabilitate longitudinală, controlabilitate și echilibrare. Coada orizontală constă dintr-o suprafață fixă - un stabilizator și un lift articulat cu acesta. Pentru aeronavele montate pe coadă, înălțimea orizontală este instalată în partea din spate a aeronavei - pe fuselaj sau pe partea superioară a aripioarei (în formă de T).

În designul canard, empenaajul este situat la nasul aeronavei în fața aripii. O schemă combinată este posibilă, atunci când o aeronavă cu o coadă de coadă este echipată cu o coadă frontală suplimentară - o schemă cu o coadă orizontală față (coadă orizontală față), care vă permite să profitați de ambele scheme. Modelele „fără coadă” și „aripă zburătoare” nu au suprafețe orizontale de coadă.

Un stabilizator fix are de obicei un unghi fix de instalare în raport cu axa longitudinală a aeronavei. Uneori se prevede reglarea acestui unghi pe sol. Un astfel de stabilizator se numește reglabil.

La aeronavele grele, pentru a crește eficiența controlului longitudinal, unghiul de instalare a stabilizatorului cu ajutorul unei acționări suplimentare poate fi schimbat în zbor, de obicei în timpul decolării și aterizării, precum și pentru a echilibra aeronava într-un anumit mod de zbor. . Un astfel de stabilizator se numește mobil.

Pe viteze supersonice zbor, eficacitatea liftului scade brusc. Prin urmare aeronave supersoniceÎn locul schemei clasice GO cu un lift, se folosește un stabilizator controlat, al cărui unghi de instalare este reglat de către pilot folosind pârghia de comandă longitudinală sau computerul de bord al aeronavei. În acest caz, nu există lift.

Coada verticală (VO)

Oferă aeronavei stabilitate direcțională, controlabilitate și echilibrare în raport cu axa verticală. Este alcătuit dintr-o suprafață fixă - chila și o cârmă articulată cu aceasta.

VO total în mișcare este folosit foarte rar. Eficiența apărării aeriene poate fi crescută prin instalarea unei furci - un aflux înainte în partea rădăcină a aripioarei și o creastă ventrală suplimentară. O altă modalitate este să folosiți mai multe chile (de obicei nu mai mult de două identice).

Forme de penaj

Formele suprafețelor cozii sunt determinate de aceiași parametri ca și formele aripii: raport de aspect, conicitate, unghi de măturare, profil aerodin și grosimea relativă a acesteia. Ca și în cazul aripii, se disting cozile trapezoidale, ovale, măturate și triunghiulare.

Modelul penajului este determinat de numărul suprafețelor sale și de poziția relativă a acestora. Cele mai comune scheme sunt:

o schemă cu o locație centrală a cozii verticale în planul de simetrie al aeronavei - coada orizontală în acest caz poate fi amplasată atât pe fuselaj, cât și pe aripioară la orice distanță de axa aeronavei. (Dispunerea cu GO situat la capătul chilei este de obicei numită coadă în formă de T.)
o schemă cu o coadă verticală distanțată - cele două suprafețe ale sale pot fi atașate pe părțile laterale ale fuzelajului sau la capetele cozii orizontale. Într-un design de fuselaj cu două fascicule, suprafețele VO sunt instalate la capetele grinzilor fuselajului. La aeronavele canard, fără coadă și cu aripi zburătoare, apărarea antiaeriană distanțată este instalată la capetele aripii sau în partea sa din mijloc,
Coada în formă de V, constând din două suprafețe înclinate care îndeplinesc atât funcțiile cozii orizontale, cât și cele verticale. Datorită complexității controlului și, în consecință, eficienței scăzute, un astfel de penaj nu este utilizat pe scară largă. (Cu toate acestea, utilizarea sistemelor computerizate de zbor a schimbat situația în bine. Controlul actual al cozii în formă de V la cei echipați cu aceasta cea mai recentă aeronavă preia computerul de bord - pilotul trebuie doar să seteze direcția de zbor (stânga-dreapta, sus-jos) cu stick-ul standard, iar computerul va face tot ce este necesar pentru aceasta.)

Este asigurată eficiența necesară a cozii alegerea corectă formele și locația suprafețelor sale, precum și valorile numerice ale parametrilor acestor suprafețe. Pentru a evita umbrirea, organele de coadă nu ar trebui să cadă în urma aripii, nacelelor și altor componente ale aeronavei. Utilizarea sistemelor computerizate de zbor nu are o influență mai mică asupra eficienței cozii. De exemplu, înainte de apariția computerelor de bord a aeronavelor destul de avansate, coada în formă de V nu era aproape niciodată folosită, datorită complexității sale în control.

Debutul mai târziu al crizei valurilor pe coadă se realizează prin unghiuri de baleiaj crescute și grosimi relative mai mici în comparație cu aripa. Flutterul și zgomotul pot fi evitate prin utilizarea unor măsuri cunoscute pentru eliminarea acestor fenomene aeroelastice.

Tren de aterizare a aeronavei- un sistem de suporturi pentru o aeronavă care asigură parcarea și deplasarea acesteia pe un aerodrom sau pe apă în timpul decolării și aterizării. De obicei este format din mai multe roți, uneori se folosesc schiuri sau flotoare. În unele cazuri, se folosesc șenile sau flotoare combinate cu roți.

Diagrame de bază ale aspectului șasiului (engleză) rusă:

Cu roata din coada. Picioarele principale sau suportul sunt situate în fața centrului de greutate, iar auxiliarul (coada) este în spate (Douglas DC-3).
Cu roata fata. Roata din față (nasul) este situată în fața centrului de greutate, iar suporturile principale sunt în spatele centrului de greutate. Lonjele din fuzelajul din față reprezintă de obicei 10-15% din masă. Au devenit larg răspândite în timpul celui de-al Doilea Război Mondial și în anii postbelici (de exemplu, Boeing 747).
Tip bicicleta. Cele două suporturi principale sunt amplasate în fuzelaj, în fața și în spatele centrului de greutate al vehiculului. Pe laterale sunt atașate două suporturi laterale (Boeing B-52 Stratofortress, Myasishchev 3M, Yakovlev Yak-25,27,28).

Principalele elemente ale trenului de aterizare a aeronavei sunt:

bare amortizoare pentru a atenua șocul care apare în momentul aterizării.
roți (pneumatice) echipate cu frâne pentru a reduce lungimea cursei post-aterizare
un sistem de bretele (tije) care percep reacțiile solului și atașează barele și roțile care absorb șocurile de aripă și fuselaj

Cele mai multe aeronave După decolare, trenul de aterizare este retras în fuzelaj sau aripă. Pentru aeronavele mici, trenul de aterizare, de regulă, nu este retractabil și este conceput pentru a permite înlocuirea roților cu schiuri sau

Designul părților principale ale cozii - stabilizatorul și aripioarele - este de obicei similar. Ascensoarele și cârmele sunt, de asemenea, identice ca design. Pe avioane mari Stabilizatorii sunt de obicei detașați. Aripa poate fi fabricată integral cu fuzelaj sau ca o parte separată. Structura de coadă a aeronavelor moderne este de obicei realizată din metal. Învelișul chilei și stabilizatorului este de obicei rigid (duralumin). Cârmele aeronavelor mici viteze subsoniceînveliți cu pânză, ceea ce le reduce greutatea și simplifică designul. La aeronavele de mare viteză, cârmele, ca și cadrul, sunt metalice.

Chilă și stabilizator. La aeronavele mici, aripioarele și stabilizatorul sunt cel mai adesea realizate din două bare. La aeronavele grele, aripioarele și stabilizatorul au de obicei un design monobloc cu piele de lucru (Fig. 59).

Elementele principale ale setului de rezistență (spars, pereți, stringers, nervuri) sunt proiectate structural în același mod ca cele ale aripii și îndeplinesc aceleași funcții, adică îndoirea este percepută de curele de spate, stringers și parțial de piele; forța laterală este percepută de pereții traverselor laterale; torsiune - bucla inchisa; înveliș - pereții membrelor laterale. Stabilizatorul și aripioarele sunt atașate la fuzelaj folosind unități de pe lăți și rame. Pentru montarea (suspendarea) cârmelor, stabilizatorul și chila au suporturi speciale cu balamale universale și cu o singură axă. În fig. Figura 60 prezintă un ansamblu tipic de suspensie a volanului.

Cârme și elerone (came de rulare).

Cârmele și eleroanele, de regulă, sunt cu un singur spat, cu un set de corzi și nervuri.

Pentru a crește rigiditatea părții din față a volanului, uneori este instalat un perete (spar auxiliar).

În construcția modernă a aeronavelor, trei tipuri caracteristice de cârme sunt utilizate pentru aeronavele cu viteze de zbor diferite: o cârmă cu un spart tubular, o cârmă cu un nas rigid și o cârmă cu o piele rigidă pentru aeronavele de mare viteză. În orice tip de cârmă, un set de nervuri colectează sarcina de aer de pe suprafața cârmei și o transferă pe conturul spate și torsiune, precum și pe marginea de fugă rigidă.

În primul proiect, nervurile de direcție transferă întreaga sarcină pe care o colectează doar pe spate și, deoarece este tubulară, poate funcționa cu succes atât la îndoire, cât și la torsiune.

În cea de-a doua schemă, forțele de la nervuri sunt transferate pe peretele barei grinzii, încărcându-l cu îndoire transversală, iar momentul de la nervuri este transferat la conturul format de peretele barei cu un vârf rigid. Acest circuit funcționează pentru torsiune. În această schemă, funcțiile sunt distribuite după cum urmează: îndoirea transversală este percepută de traversul grinzii, iar torsiunea este percepută de conturul vârfului de putere.

În cea de-a treia schemă (Fig. 61) există o distribuție similară a funcțiilor, dar cuplul este transmis aici întregului contur al pielii și nu doar degetului de la picior.

În conformitate cu una sau alta schemă de transmisie a forței, se realizează conexiuni de putere între elementele de direcție. Pentru cârmele din prima schemă, nervurile sunt conectate numai la spate cu nituri de-a lungul circumferinței sale.

Cârmele din schema a doua și a treia au nervuri conectate la pereții longoanelor și la conturul de torsiune. Această legătură este asigurată de nituri, șuruburi și uneori lipici.

Pentru a folosi mai bine pielea pentru a absorbi momentul încovoietor și pentru a menține forma profilului, se folosesc ghidon cu umplutură cu spumă sau fagure. Au rigiditate mare cu greutate redusă.

Trimmere(Fig. 62) sunt o suprafață de direcție auxiliară montată pe partea din spate a volanului principal. Cu ajutorul trimmerelor, aeronava este echilibrată în raport cu toate axele sale atunci când se schimbă alinierea și modul de zbor. Deformarea trimmerului se realizează independent de deformarea cârmei, de obicei cu ajutorul unor mecanisme electrice speciale ireversibile de autofrânare, activate la momentul potrivit de către pilot cu un comutator cu apăsare în două sensuri. Trimurile liftului sunt de obicei controlate folosind un dispozitiv mecanic de tip cablu. Esența funcționării mașinii de tuns poate fi explicată cu următorul exemplu. Atunci când unul dintre motoarele aeronavei se defectează, apare un moment de întoarcere, contracararea căruia se poate crea prin devierea cârmei. Să zbori mult timp cu un avion cu cârma înclinată este obositor pentru pilot. Prin devierea trimmerului în direcția opusă devierii cârmei, sarcina transmisă la picioarele pilotului poate fi redusă la orice cantitate mică. Momentul compensator de la mașina de tuns, care contracarează momentul balamalei, apare din cauza brațului mare al forței aplicate mașinii de tuns, deși forța în sine este mică. Mărimea momentului balama poate fi scrisă în următoarea formă.

Constă din coadă orizontală și verticală.

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Lansarea de rachete din avioane! Foarte tare selecția!

✪ Avioanele VIITORULUI

✪ Tu-144 - atingerea legendei (planșa 77106, Monino)

✪ Aeronavă alimentată de un motor turboreactor puternic

✪ Avioane pe cer. Albatros este un începător. Primul zbor și test de accident | Hobby Ostrov.rf

Subtitrări

Informații generale

Cerințe de bază pentru penaj:

asigurarea eficienței ridicate cu rezistență minimă și greutate minimă a structurii;
posibilă o umbrire mai mică a empenajului de către alte părți ale aeronavei - aripa, fuselajul, nacelele motorului, precum și o parte a spatelui altuia;
absența vibrațiilor și oscilațiilor, cum ar fi flutter și bufing;
mai târziu decât în aripă, dezvoltarea unei crize a valurilor.

Coada orizontală (HO)

Cârme și elerone

Datorită identității complete a designului și funcționării cu putere a cârmelor și eleroanelor, pe viitor, pentru concizie, vom vorbi doar despre cârme, deși tot ceea ce s-a spus va fi pe deplin aplicabil la eleroane. Principalul element de putere al volanului (și eleronului, desigur), care se îndoaie și absoarbe aproape toată forța de forfecare, este spatul, care se sprijină pe suporturile articulate ale unităților de suspensie.

Sarcina principală pe cârme este aerodinamică, care apare la echilibrarea, manevrarea unei aeronave sau la zborul în aer accidentat. Luând această sarcină, bara de direcție acționează ca o grindă continuă multi-suport. Particularitatea funcționării sale este că suporturile cârmei sunt fixate pe structuri elastice, a căror deformare sub sarcină afectează în mod semnificativ forța de lucru a cârmei.

Percepția cuplului de direcție este asigurată de un contur închis al pielii, care este închis de peretele spate în zonele decupate pentru suporturile de montare. Cuplul maxim acționează în secțiunea claxonului de comandă în care se potrivește tija de comandă. Amplasarea porcului (tija de control) de-a lungul travei volanului poate influența semnificativ deformarea volanului în timpul torsiunei.

Compensarea aerodinamică a cârmelor

În zbor, când suprafețele de control sunt deviate, apar momente de balama, care sunt echilibrate de eforturile pilotului asupra pârghiilor de comandă. Aceste forțe depind de mărimea și unghiul de deviere al volanului, precum și de presiunea vitezei. La aeronavele moderne, forțele de control sunt prea mari, așa că este necesar să se prevadă mijloace speciale în proiectarea cârmelor pentru a reduce momentele balamalei și forțele de control care le echilibrează. În acest scop, se utilizează compensarea aerodinamică a roților de direcție, a cărei esență este aceea că o parte a forțelor aerodinamice ale volanului creează un moment relativ la axa de rotație, opus momentului principal al balamalei.

Cele mai comune tipuri de compensare aerodinamică sunt:

claxon - la capătul volanului, o parte a zonei sale sub forma unui „corn” este situată în fața axei balamalei, ceea ce asigură crearea unui moment de semn opus în raport cu balamaua principală;
axial - o parte a zonei volanului de-a lungul întregii sale deschideri este situată în fața axei balamalei (axa balamalei se mișcă înapoi), ceea ce reduce momentul balamalei;
intern - folosit de obicei pe eleronoane și constă din plăci atașate la nasul eleronului în față, care sunt conectate printr-un despărțitor flexibil de pereții camerei din interiorul aripii. Când eleronul se deviază, în camera de deasupra și dedesubtul plăcilor se creează o diferență de presiune, ceea ce reduce momentul balamalei.
compensare servo - o suprafață mică este articulată în partea de coadă a cârmei, care este conectată printr-o tijă la un punct fix pe aripă sau coadă. Această tijă asigură deviația automată a servocompensatorului în direcția opusă devierii direcției. Forțele aerodinamice asupra servocompensatorului reduc momentul articulației de direcție.

Unghiurile de deformare și eficiența de funcționare a unui astfel de compensator sunt proporționale cu unghiurile de deviere ale volanului, ceea ce nu este întotdeauna justificat, deoarece forțele de control depind nu numai de unghiurile de deformare ale volanului, ci și de presiunea vitezei. Mai avansat este servocompensatorul cu arc, în care, datorită includerii de arcuri cu pretensionare în cinematica de control, unghiurile de deformare sunt proporționale cu forțele de control al direcției, ceea ce se potrivește cel mai bine scopului servocompensatorului - de a reduce acestea. forte.

Mijloace de echilibrare aerodinamică a unei aeronave

Orice stare de echilibru a zborului aeronavei, de regulă, este efectuată cu cârmele deviate, ceea ce asigură echilibrarea - balansare- aeronava în raport cu centrul său de masă. Forțele rezultate asupra comenzilor din cockpit sunt de obicei numite echilibrare. Pentru a nu obosi degeaba pilotul și a-l salva de aceste eforturi inutile, pe fiecare suprafață de control este instalat un trimmer, permițând înlăturarea completă a forțelor de echilibrare.

Trimmer-ul este complet identic din punct de vedere structural cu servocompensatorul și este, de asemenea, suspendat cu balamale în partea din spate a volanului, dar, spre deosebire de servocompensator, are control suplimentar manual sau electromecanic. Pilotul, deflectând trimmerul în direcția opusă devierii cârmei, realizează echilibrarea cârmei la un unghi de deviere dat cu efort zero pe pârghia de comandă. În unele cazuri, se utilizează o suprafață combinată trimmer-servo compensator, care, atunci când unitatea este pornită, funcționează ca un trimmer, iar atunci când este oprită, îndeplinește funcțiile unui servocompensator.

Trebuie adăugat că trimmer-ul poate fi folosit doar în sistemele de control în care forțele asupra pârghiilor de comandă sunt direct legate de momentul balamalei al volanului - sisteme de control mecanic boosterless sau sisteme cu amplificatoare reversibile. În sistemele cu amplificatoare ireversibile - amplificatoare hidraulice - forțele naturale de pe marginile de control sunt foarte mici și pentru a simula „controlul mecanic” pentru pilot, acestea sunt create în plus de mecanisme de încărcare cu arc și nu depind de momentul balamalei al direcției. roată. În acest caz, trimmerele nu sunt instalate pe roțile de direcție, iar forțele de echilibrare sunt îndepărtate prin dispozitive speciale - mecanisme cu efect de tăiere instalate în cablajul de comandă.

Un alt mijloc de echilibrare a unei aeronave în modul de zbor constant poate fi un stabilizator reglabil. De obicei, un astfel de stabilizator este articulat pe unitățile de suspensie din spate, iar unitățile din față sunt conectate la o unitate de putere, care, mișcându-se arc stabilizatorul în sus sau în jos, își schimbă unghiurile de instalare în zbor. Prin selectarea unghiului de instalare dorit, pilotul poate echilibra aeronava cu moment zero al balamalei pe ascensor. Același stabilizator asigură, de asemenea, eficiența necesară pentru controlul longitudinal al aeronavei în timpul decolării și aterizării.

Mijloace pentru eliminarea fluturului cârmelor și eleronanelor

Motivul apariției eleronului încovoiat și flutterului de direcție îndoit este dezechilibrul lor de masă în raport cu axa balamalei. De obicei, centrul de masă al suprafețelor de direcție este situat în spatele axei de rotație. Ca urmare, în timpul vibrațiilor de încovoiere ale suprafețelor de reazem, forțele inerțiale aplicate la centrul de masă al cârmelor, din cauza deformărilor și a jocurilor din cablajul de comandă, deviază cârmele cu un anumit unghi, ceea ce duce la apariția unor forţe aerodinamice care măresc deformaţiile la încovoiere ale suprafeţelor portante. Pe măsură ce viteza crește, forțele de balansare cresc și la o viteză numită viteza critică de flutter, structura se prăbușește.

Un mijloc radical de eliminare a acestui tip de flutter este instalarea unor greutăți de echilibrare în nasul cârmelor și eleronanelor pentru a-și deplasa centrul de masă înainte.

Echilibrarea 100% în greutate a volanelor, în care centrul de masă este situat pe axa de rotație a volanului, asigură eliminarea completă a cauzei apariției și dezvoltării flutterului.

Selecția și calculul

Organele de coadă în zbor sunt supuse unor forțe aerodinamice distribuite, a căror mărime și lege de distribuție sunt stabilite de standarde de rezistență sau determinate prin suflare. Datorită micii lor, forțele inerțiale de masă ale cozii sunt de obicei neglijate. Luând în considerare munca elementelor de coadă atunci când se percep sarcinile externe, prin analogie cu aripa, ar trebui să se facă distincția între munca generală a forței unităților de coadă ca grinzi, în secțiunile cărora acționează forțele tăietoare, încovoiere și cupluri și munca locală. de la sarcina de aer care cade pe fiecare secțiune a pielii cu elementele sale de întărire.

Diverse unități de coadă diferă unele de altele în scopul și metodele de fixare, ceea ce introduce propriile caracteristici în activitatea de putere și afectează alegerea schemelor lor structurale de putere. Eficiența necesară a cozii este asigurată de alegerea corectă a formei și locației suprafețelor sale, precum și a valorilor numerice ale parametrilor acestor suprafețe. Pentru a evita umbrirea, organele de coadă nu ar trebui să cadă în urma aripii, nacelelor și altor componente ale aeronavei. Utilizarea sistemelor computerizate de zbor nu are o influență mai mică asupra eficienței cozii. De exemplu, înainte de apariția aeronavelor suficient de avansate

8.1. Motivație design aerodinamic avion.

O aeronavă modernă este un sistem tehnic complex, ale cărui elemente, fiecare individual și colectiv, trebuie să aibă o fiabilitate maximă. Aeronava în ansamblu trebuie să îndeplinească cerințele specificate și să fie foarte eficientă la nivelul tehnic corespunzător.

Atunci când se dezvoltă proiecte pentru aeronave de nouă generație care vor intra în funcțiune la începutul anilor 2000, se acordă o mare importanță obținerii unei eficiențe tehnice și economice ridicate. Aceste aeronave nu trebuie doar să aibă performanțe bune la momentul intrării în exploatare, dar să aibă și potențialul de a fi modificate pentru a îmbunătăți în mod sistematic eficiența pe toată perioada de producție. Acest lucru este necesar pentru a asigura implementarea noilor cerințe și realizări ale progresului tehnologic cu costuri minime.

Când luăm în considerare diagrama avion de pasageri Pentru companiile aeriene locale, este recomandabil să studiați toate aeronavele create anterior din această clasă.

Dezvoltarea aviației de pasageri a început activ după cel de-al doilea război mondial. De atunci, proiectarea aeronavelor din această clasă, suferită treptat de modificări, a ajuns la cea mai optimă pentru astăzi. În cele mai multe cazuri, aceasta este o aeronavă realizată după o configurație aerodinamică normală, un monoplan. Motoarele sunt de obicei amplasate sub aripă (TVD), sub aripă pe stâlpi sau pe aripă (TRJ). Coada este făcută mai degrabă în formă de T, uneori în una normală. Secțiunea fuzelajului este formată din arce circulare. Trenul de aterizare este realizat conform schemei cu o roată frontală, barele principale sunt adesea multi-roți și multi-suportate, retrăgându-se fie în nacelele alungite ale motoarelor cu turbopropulsoare (pentru aeronave cu o greutate de până la aproximativ 20 de tone), fie în fuselaj. umflături.

Aspectul tipic al fuzelajului este un cockpit în nas, o cabină lungă pentru pasageri.

Abaterea de la această schemă de aspect stabilită poate fi cauzată doar de unele cerințe speciale pentru aeronavă. În alte cazuri, atunci când dezvoltă o aeronavă de pasageri, designerii încearcă să adere la această schemă specială, deoarece este practic optimă. Mai jos este motivul pentru utilizarea acestei scheme.

Utilizarea unui design aerodinamic normal pentru aeronavele de transport se datorează în primul rând avantajelor sale:

Stabilitate longitudinală și direcțională bună. Datorită acestei proprietăți, schema normală depășește cu mult schemele „răță” și „fără coadă”.

Pe de altă parte, această schemă are suficientă controlabilitate pentru o aeronavă nemanevrabilă. Datorită prezenței acestor proprietăți în designul aerodinamic normal, aeronava este ușor de controlat, ceea ce face posibil ca piloții de orice calificare să o opereze. Cu toate acestea, schema normală are următoarele dezavantaje:

Pierderi mari de echilibrare, ceea ce, restul fiind egal, scade foarte mult calitatea aeronavei.

Producția de masă utilă a designului normal este mai mică, deoarece masa structurii este de obicei mai mare (fie doar pentru că coada fără coadă nu are deloc coadă orizontală, în timp ce rața creează o forță de ridicare pozitivă, lucrând ca o aripă și, prin urmare, , descărcarea aripii, ceea ce face posibilă reducerea suprafeței acesteia din urmă).

Influența teșirii fluxului din spatele aripii asupra cozii orizontale, deși nu la fel de critică ca influența propulsiei antiaeriene a „răței”, cu toate acestea, aceasta trebuie luată în considerare, răspândirea aripii și orizontale. coada in inaltime. De asemenea, ar trebui să țineți cont de faptul că aeronavele realizate conform configurațiilor „canard” și „fără coadă” necesită unghiuri mari de atac în timpul decolării și aterizării, ceea ce face aproape imposibilă din punct de vedere structural utilizarea aripilor înclinate cu raport de aspect mare și mediu, deoarece utilizarea unor astfel de aripi și unghiuri mari de atac se datorează înălțimii foarte mari a șasiului. Din această cauză, modelele canard și fără coadă folosesc numai aripi cu raport de aspect scăzut, care au o formă de plan triunghiulară, gotică, ogivală sau în formă de semilună. Datorită raportului de aspect scăzut, astfel de aripi au o calitate aerodinamică scăzută în condiții de zbor subsonic. Aceste considerații determină fezabilitatea utilizării configurațiilor canard și fără coadă pe aeronavele al căror mod principal de zbor este zborul la viteză supersonică.

Comparând toate avantajele și dezavantajele celor trei modele aerodinamice, ajungem la concluzia că este indicat să folosiți un design aerodinamic clasic pe o aeronavă subsonică de pasageri.

8.2. Locația aripii în raport cu fuzelaj.

Pentru aeronavele de pasageri, alegerea aspectului aripii în raport cu fuzelajul este legată în primul rând de considerente de aspect. Nevoia de volume libere în interiorul fuzelajului nu permite utilizarea unui design de mijloc al aripii, deoarece, pe de o parte, este imposibil să treceți secțiunea centrală a aripii prin fuzelaj și, pe de altă parte, utilizarea unei aripi fără centru. secțiunea, cu consolele conectate la cadrul inelului de putere, este nerentabilă din punct de vedere al greutății.

Spre deosebire de aeronava cu aripa mijlocie, modelele cu aripa înaltă și cu aripa joasă nu interferează cu crearea unui singur compartiment de marfă. Atunci când alegeți dintre ele, se acordă preferință designului cu aripi înalte, deoarece aeronava proiectată va fi utilizată pe aerodromuri de diferite clase, inclusiv pe piste neasfaltate unde nu există rampe de acces. Vă permite să minimizați înălțimea podelei deasupra nivelului solului, ceea ce simplifică și facilitează foarte mult urcarea pasagerilor și încărcarea bagajelor prin ușa de intrare-scara.

Din punct de vedere aerodinamic, o aeronavă cu aripă înaltă este avantajoasă prin faptul că permite obținerea unei distribuții a circulației pe aripă apropiată de eliptică (cu o formă de plan a aripii condițional identică) fără o defecțiune în zona fuzelajului, așa cum în modelele aripii joase și mijlocii. Mai mult, faptul că o aeronavă cu aripă înaltă are rezistență la interferență, deși mai mare decât cea a unei aeronave cu aripă mijlocie, dar mai mică decât cea a unei aeronave cu aripă joasă, face posibilă obținerea calitate superioară aeronave construite după acest proiect. Cu o poziție joasă a aripii, trageți (la viteze de la M<0,7) больше, чем при среднем и высоком расположении. Ниже приведены поляры для трёх схем расположения крыла на фюзеляже, из которых видно, что
(la
) în aeronavele cu aripa joasă este mai mare decât în aeronavele cu aripa mijlocie și cu aripa înaltă (Fig. 8.2.1.).

Designul cu aripi înalte are următoarele aspect și dezavantaje de design:

Trenul de aterizare nu poate fi amplasat pe aripă sau (la aeronavele mici) picioarele trenului de aterizare principal sunt voluminoase și grele. În acest caz, trenul de aterizare este de obicei plasat pe fuzelaj, încărcându-l cu forțe mari concentrate.

În timpul unei aterizări de urgență, aripa (mai ales dacă pe ea sunt instalate motoare) tinde să zdrobească fuzelajul și cabina pasagerilor situată în el. Pentru a elimina această problemă, este necesar să se întărească structura fuzelajului în zona aripii și să o facă semnificativ mai grea.

În timpul unei aterizări de urgență pe apă, fuzelajul trece sub suprafața apei, complicând astfel evacuarea de urgență a pasagerilor și a echipajului.

8.3. Diagrama penajului.

Pentru aeronavele de pasageri, există două modele de coadă concurente: normală și în formă de T.

Trezile puternice ale elicei afectează negativ coada orizontală convențională montată în jos și pot afecta stabilitatea aeronavei în anumite condiții de zbor. Coada orizontală înaltă crește în mod semnificativ stabilitatea aeronavei, deoarece se extinde dincolo de zona de influență a trezirii. În același timp, crește și eficiența chilei. O chilă convențională de geometrie echivalentă ar avea o suprafață cu 10% mai mare. Deoarece coada orizontală montată înalt are un braț orizontal mai mare din cauza înclinării în spate a chilei, pentru a crea momentul longitudinal necesar este nevoie de o forță asupra mânerului care este jumătate față de o coadă orizontală convențională. În plus, coada în T oferă un nivel mai ridicat de confort pasagerului, deoarece reduce vibrațiile structurale cauzate de trezirea elicei. Greutatea cozilor obișnuite și în formă de T este aproximativ aceeași.

Utilizarea unei cozi T crește costul aeronavei cu mai puțin de 5% datorită costurilor crescute de dezvoltare și de producție. Cu toate acestea, avantajele acestui penaj justifică utilizarea acestuia.

Printre alte avantaje ale cozii în formă de T sunt:

Coada orizontală oferă o „placă de capăt” pentru coada verticală, ceea ce mărește extensia efectivă a aripioarei. Acest lucru face posibilă reducerea zonei cozii verticale și, prin urmare, ușurarea structurii.

Coada orizontală este deviată departe de zona în care structura sa este expusă undelor sonore, ceea ce poate crea un pericol de eșec prin oboseală. Durata de viață a cozii orizontale crește.

8.4. Selectarea numărului de motoare și amplasarea acestora.

Numărul necesar de motoare pentru centrala electrică a unei aeronave depinde de o serie de factori, determinați atât de scopul aeronavei, cât și de parametrii de bază și de caracteristicile de zbor ale acesteia.

Principalele criterii la alegerea numărului de motoare de pe o aeronavă sunt:

Aeronava trebuie să aibă raportul necesar de tracțiune la lansare-greutate;

Aeronava trebuie să aibă suficientă fiabilitate și eficiență;

Impingerea efectivă a centralei trebuie să fie cât mai mare posibil;

Costul relativ al motoarelor ar trebui să fie cât mai mic posibil;

Cu o abordare formală, este posibil să se furnizeze raportul necesar între forța de pornire și greutatea aeronavei proiectate cu orice număr de motoare (în funcție de forța de pornire a unui motor). Prin urmare, atunci când se rezolvă această problemă, este, de asemenea, necesar să se ia în considerare scopul specific al aeronavei și cerințele pentru aspectul și centrala sa electrică. Ajutor în alegerea numărului de motoare poate fi oferit prin studierea aeronavelor dintr-o clasă similară deja utilizate pe companiile aeriene.

Odată cu dezvoltarea aeronavelor de pasageri pentru companiile aeriene locale, designerii au ajuns în cele din urmă la numărul optim de motoare pe aeronavele din această clasă - două motoare. Refuzul de a folosi un motor se explică prin faptul că există mari dificultăți cu aspectul său și, de asemenea, un motor nu satisface siguranța zborului. Utilizarea a trei sau mai multe motoare va face în mod nejustificat designul mai greu și mai complex, ceea ce va duce la o creștere a costului aeronavei în ansamblu și o scădere a pregătirii sale pentru luptă.

La alegerea locației pentru instalarea motoarelor au fost luate în considerare mai multe opțiuni pentru amplasarea acestora. În urma analizei, s-a făcut alegerea asupra schemei de montare a motoarelor sub aripă. Avantajele acestei scheme sunt:

Aripa este descărcată în zbor de către motoare, ceea ce face posibilă reducerea greutății sale cu 10... 15%

Odată cu acest design al sistemului de control, viteza critică de flutter crește - motoarele acționează ca echilibrare anti-flutter, deplasând înainte CM-ul secțiunilor aripilor.

Este posibil să izolați în mod fiabil aripa de motoare folosind bariere de incendiu.

Suflarea mecanizării aripii cu un jet de la elice crește eficiența acesteia.

Dezavantajele schemei includ:

Momente mari de viraj când un motor se defectează în zbor.

- Motoarele situate departe de sol sunt mai greu de intretinut.

Astăzi, două tipuri de motoare sunt utilizate pe aeronavele subsonice nemanevrabile - motoare de teatru și motoare cu turboventilator. Viteza de croazieră este de o importanță decisivă atunci când alegeți un tip de motor. Este avantajos să se utilizeze motoare de teatru la viteze de zbor corespunzătoare lui M = 0,45...0,7 (Fig. 8.4.2.). În acest interval de turații, este mult mai economic decât un motor turboventilator (consumul specific de combustibil este de 1,5 ori mai mic). Utilizarea unui motor turbopropulsor la turații corespunzătoare lui M = 0,7...0,9 este neprofitabilă, deoarece are o putere specifică insuficientă și un nivel crescut de zgomot și vibrații pe aeronavă.

Luând în considerare toate faptele de mai sus și pe baza datelor inițiale pentru aeronava proiectată, alegem sistemul de control în favoarea teatrului.

8.5. Rezultatele analizei.

Analiza de mai sus arată că două scheme principale sunt aplicabile pentru aeronavele de pasageri pe distanțe scurte (Fig. 8.5.1.).

Schema 1: Aeronavă cu aripi joase cu motor principal montat jos, motoare în aripă și tren de aterizare situat în nacelele motorului.

Schema 2: Aeronavă cu aripă înaltă cu coada în formă de T, motoare sub aripă și tren de aterizare situat în nacelele de pe fuselaj.

Din punct de vedere al operațiunii, aerodinamicii și economiei, cea de-a doua schemă este cea mai profitabilă pentru acest tip de aeronave (Tabelul 8.5.1.).

Tabelul 8.5.1.
Opțiuni	După locația motoarelor.	Când motorul este amplasat pe aripă, palele elicei sunt aproape de suprafața solului, ceea ce nu permite funcționarea pe piste neasfaltate.
Opțiuni	Amplasarea motorului sub aripă asigură distanța necesară a palelor elicei față de sol.	Pentru a întreține motorul trebuie să urcați pe aripă.
Pentru a întreține motorul, trebuie să utilizați o scară.	În funcție de locația șasiului.	Datorită înălțimii mari, loncherul trenului de aterizare principal are o masă mare.
Înălțimea inferioară a trenului de aterizare principal vă permite să reduceți greutatea acestuia.	Etajul înalt face dificilă îmbarcarea și debarcarea pasagerilor fără utilizarea rampelor de acces.	Podeaua joasă și ușa pasarelei facilitează îmbarcarea și încărcarea bagajelor de mână pasagerilor.
După tipul de penaj.	Dimensiunile generale ale cozii fac dificilă plasarea aeronavei în hangare, dar GO montat jos este mai ușor de întreținut.	Datorita dimensiunilor mai mici ale VO, nu pune probleme cu plasarea in hangare, dar stabilizatorul in forma de T este mai greu de intretinut.

8.6. Statisticile aeronavelor create anterior din această clasă.

Ar putea fi util să citiți: