Vertikálny chvost lietadla. Vertikálny chvost (VT). Pozrite sa, čo je „operenie lietadla“ v iných slovníkoch

Chvost sú profily umiestnené v zadnej časti lietadla. Vyzerajú ako relatívne malé „krídla“, ktoré sú tradične inštalované v horizontálnych a vertikálne roviny a nazývajú sa „stabilizátory“.

Podľa tohto parametra je chvostová jednotka rozdelená predovšetkým na horizontálne a vertikálne s rovinami, v ktorých je inštalovaná. Klasická schéma je jeden vertikálny a dva horizontálne stabilizátory, ktoré sú priamo spojené s chvostová časť trup lietadla. Toto je dizajn, ktorý sa najčastejšie používa na civilných lietadlách. Existujú však aj iné schémy - napríklad v tvare T, ktorý sa používa na Tu-154.

V podobnej schéme horizontálny chvost pripevnený k hornej časti kolmice a pri pohľade spredu alebo zozadu lietadla pripomína písmeno „T“, od ktorého dostal svoje meno. Existuje aj schéma s dvoma vertikálnymi stabilizátormi, ktoré sú umiestnené na koncoch vodorovného chvosta, príkladom lietadla s týmto typom chvosta je An-225. Väčšina moderných stíhačiek má tiež dva vertikálne stabilizátory, ale sú inštalované na trupe, pretože majú tvar trupu, ktorý je horizontálne o niečo „sploštenejší“ v porovnaní s civilnými a nákladnými lietadlami.

Vo všeobecnosti existujú desiatky rôznych konfigurácií chvosta a každá má svoje výhody a nevýhody, o ktorých sa bude diskutovať nižšie. Nie je vždy inštalovaný v chvoste lietadla, ale to platí len pre horizontálne stabilizátory.

Chvost lietadla Tu-154

Chvost lietadla An-225

Princíp činnosti chvostovej jednotky. Hlavné funkcie.

A teraz o funkciách chvosta, prečo je to potrebné? Keďže sa to nazýva aj stabilizátory, môžeme predpokladať, že niečo stabilizujú. To je pravda, to je pravda. Chvost je potrebný na stabilizáciu a vyváženie lietadla vo vzduchu a tiež na ovládanie lietadla pozdĺž dvoch osí - vybočenia (vľavo-vpravo) a sklonu (hore-dole).

Vertikálne chvostová jednotka.

Funkciou vertikálneho chvosta je stabilizovať lietadlo. Okrem dvoch osí uvedených vyššie existuje aj tretia - rotácia (rotácia okolo pozdĺžnej osi lietadla), takže pri absencii vertikálneho stabilizátora spôsobuje rotácia lietadla kývanie vzhľadom na vertikálnu os. , navyše to hojdanie je veľmi vážne a úplne nekontrolovateľné. Druhou funkciou je riadenie osi vybočenia.

Na odtokovej hrane vertikálneho stabilizátora, ktorý je ovládaný z kokpitu, je pripevnený vychyľovací profil. Toto sú dve hlavné funkcie vertikálnej chvostovej jednotky, počet, poloha a tvar vertikálnych stabilizátorov sú absolútne nepodstatné - tieto dve funkcie plnia vždy.

Typy zvislých chvostových jednotiek.

Horizontálne chvostová jednotka.

Teraz o horizontálnej chvostovej jednotke. Má tiež dve hlavné funkcie, prvú možno označiť ako vyvažovaciu. Aby ste pochopili, čo je čo, môžete vykonať jednoduchý experiment. Je potrebné vziať dlhý predmet, napríklad pravítko, a položiť ho na jeden vystretý prst tak, aby nespadol ani sa neohol ani dozadu, ani dopredu, t.j. nájsť jeho ťažisko. Takže teraz má pravítko (trup) krídlo (prst), zdá sa, že nie je ťažké ho vyvážiť. No, teraz si treba predstaviť, že do linky sa prečerpávajú tony paliva, nastupujú stovky cestujúcich, veľké množstvo nákladu

Prirodzene, je jednoducho nemožné toto všetko dokonale naložiť vzhľadom na ťažisko, ale existuje cesta von. Je potrebné uchýliť sa k použitiu prsta druhej ruky a umiestniť ho na hornú časť podmienečne zadnej časti pravítka a potom presunúť „predný“ prst dozadu. Výsledkom je relatívne stabilná štruktúra. Môžete to urobiť aj inak: položte „zadný“ prst pod pravítko a posuňte „predný“ prst dopredu, smerom k luku. Oba tieto príklady ukazujú princíp fungovania horizontálneho chvosta.

Prvý typ je bežnejší, keď horizontálne stabilizátory vytvárajú silu opačnú ako zdvíhacia sila krídel. No a ich druhou funkciou je ovládanie pozdĺž osi ihriska. Tu je všetko úplne rovnaké ako pri vertikálnom chvoste. Nechýba vychýliteľný profil odtokovej hrany, ktorý sa ovláda z kokpitu a vďaka svojmu aerodynamickému profilu zvyšuje alebo znižuje silu, ktorú vytvára horizontálny stabilizátor. Tu je potrebné urobiť výhradu k vychýliteľnej odtokovej hrane, pretože niektoré lietadlá, najmä bojové, majú úplne vychýliteľné roviny a nielen ich časti, to platí aj pre vertikálny chvost, ale princíp fungovania a funkcie sa nemení. .

Typy horizontálnych chvostových jednotiek.

A teraz o tom, prečo sa dizajnéri vzďaľujú od klasickej schémy. Teraz existuje obrovské množstvo lietadiel a ich účel spolu s ich vlastnosťami je veľmi odlišný. A v skutočnosti je tu potrebné analyzovať konkrétnu triedu lietadiel a dokonca aj konkrétne lietadlo samostatne, ale na pochopenie základných princípov bude stačiť niekoľko príkladov.

Prvý - už spomínaný An-225, má dvojitý vertikálny chvost z toho dôvodu, že môže niesť takú objemnú vec, akou je raketoplán Buran, ktorý by pri lete aerodynamicky zakrýval jediný vertikálny stabilizátor umiestnený v strede a jeho účinnosť bola by bola extrémne nízka. Chvost Tu-154 v tvare T má tiež svoje výhody. Keďže sa nachádza až za zadným bodom trupu, vďaka vychýleniu vertikálneho stabilizátora je tam silové rameno najväčšie (tu sa opäť môžete uchýliť k pravítku a dvom prstom rôznych rúk, čím bližšie je zadný prst). je vpredu, tým väčšia sila je naň potrebná), preto môže byť zmenšený a nie taký výkonný ako pri klasickej schéme. Teraz sa však všetky zaťaženia nasmerované pozdĺž osi stúpania neprenášajú na trup, ale na vertikálny stabilizátor, a preto je potrebné ho vážne posilniť, a preto ho sťažiť.

Okrem toho musíte dodatočne ťahať aj potrubia hydraulického riadiaceho systému, čo pridáva ešte väčšiu váhu. A vo všeobecnosti je tento dizajn zložitejší, a preto menej bezpečný. Čo sa týka stíhačiek, prečo používajú plne vychýliteľné roviny a dvojité vertikálne stabilizátory, hlavným dôvodom je zvýšenie efektivity. Koniec koncov, je jasné, že stíhačka nemôže mať nadmernú manévrovateľnosť.

Poskytuje pozdĺžnu stabilitu, ovládateľnosť a vyváženie. Horizontálny chvost pozostáva z pevnej plochy - stabilizátora a výškovky, ktorá je k nemu sklopná. Pre lietadlá namontované na chvoste je horizontálna očná plocha inštalovaná v zadnej časti lietadla - na trupe alebo na vrchnej časti plutvy (tvar T).

V prevedení canard je ostro umiestnený v prednej časti lietadla pred krídlom. Kombinovaná schéma je možná, keď je lietadlo s chvostom vybavené dodatočným predným chvostom - schéma s predným horizontálnym chvostom (predný horizontálny chvost), čo vám umožňuje využiť obe tieto schémy. Dizajn „bez chvosta“ a „lietajúce krídlo“ nemá vodorovné chvostové plochy.

Pevný stabilizátor má zvyčajne pevný uhol inštalácie vzhľadom na pozdĺžnu os lietadla. Niekedy sa robí opatrenie na nastavenie tohto uhla na zemi. Takýto stabilizátor sa nazýva nastaviteľný.

Na ťažkých lietadlách je možné na zvýšenie účinnosti pozdĺžneho riadenia meniť uhol inštalácie stabilizátora pomocou prídavného pohonu za letu, zvyčajne počas vzletu a pristátia, ako aj na vyváženie lietadla v danom režime letu. . Takýto stabilizátor sa nazýva pohyblivý.

Zapnuté nadzvukové rýchlosti letu, účinnosť výťahu prudko klesá. Preto nadzvukové lietadlo Namiesto klasickej schémy GO s výškovkou je použitý riadený stabilizátor, ktorého uhol inštalácie nastavuje pilot pomocou páky pozdĺžneho ovládania alebo palubného počítača lietadla. V tomto prípade nie je výťah.

Vertikálny chvost (VO)

Poskytuje lietadlu smerovú stabilitu, ovládateľnosť a vyváženie vzhľadom na vertikálnu os. Skladá sa z pevnej plochy - kýlu a k nemu zaveseného kormidla.

All-moving VO sa používa veľmi zriedkavo. Účinnosť protivzdušnej obrany je možné zvýšiť inštaláciou vidlice - predný prítok v koreňovej časti plutvy a dodatočný ventrálny hrebeň. Ďalším spôsobom je použitie niekoľkých (zvyčajne nie viac ako dvoch rovnakých) kíl.

Formy peria

Tvary chvostových plôch určujú rovnaké parametre ako tvary krídla: pomer strán, kužeľ, uhol sklonu, profil krídla a jeho relatívna hrúbka. Rovnako ako v prípade krídla sa rozlišujú lichobežníkové, oválne, zametané a trojuholníkové chvosty.

Vzor peria je určený počtom jeho povrchov a ich relatívnou polohou. Najbežnejšie schémy sú:

schéma s centrálnym umiestnením vertikálneho chvosta v rovine symetrie lietadla - horizontálny chvost v tomto prípade môže byť umiestnený na trupe aj na plutve v ľubovoľnej vzdialenosti od osi lietadla. (Rozloženie s GO umiestnenou na konci kýlu sa zvyčajne nazýva chvost v tvare T.)
schéma s rozmiestneným vertikálnym chvostom - jeho dva povrchy môžu byť pripevnené k bokom trupu alebo na koncoch horizontálneho chvosta. V dvojnosníkovom prevedení trupu sú plochy VO inštalované na koncoch trupových nosníkov. Na lietadlách typu kačacie, bezchvostové a lietajúce krídla je na koncoch krídla alebo v jeho strednej časti inštalovaná rozmiestnená protivzdušná obrana,
Chvost v tvare V, pozostávajúci z dvoch naklonených plôch, ktoré plnia funkcie horizontálneho aj vertikálneho chvosta. Kvôli zložitosti ovládania a v dôsledku toho nízkej účinnosti sa takéto perie veľmi nepoužíva. (Použitie počítačových letových systémov však zmenilo situáciu k lepšiemu. Súčasná kontrola chvosta v tvare V u tých, ktorí sú ním vybavení najnovšie lietadlo preberá palubný počítač - pilotovi stačí štandardnou riadiacou pákou nastaviť smer letu (vľavo-vpravo, hore-dole) a počítač urobí všetko, čo k tomu potrebuje.)

Je zabezpečená požadovaná účinnosť chvosta správna voľba tvary a umiestnenie jeho povrchov, ako aj číselné hodnoty parametrov týchto povrchov. Aby sa zabránilo zatieneniu, chvostové orgány by nemali padať do stopy krídla, gondoly a iných komponentov lietadla. Použitie počítačových systémov letu nemá menší vplyv na účinnosť chvosta. Napríklad pred príchodom pomerne vyspelých palubných počítačov lietadiel sa chvost v tvare písmena V takmer nikdy nepoužíval, kvôli jeho zložitosti ovládania.

Neskorší nástup vlnovej krízy na chvoste je dosiahnutý zvýšenými uhlami sklonu a menšou relatívnou hrúbkou v porovnaní s krídlom. Flutteru a buchnutiu je možné predísť použitím známych opatrení na odstránenie týchto aeroelastických javov.

Podvozok lietadla- systém podpier lietadla, ktorý zabezpečuje jeho parkovanie a pohyb po letisku alebo vode pri vzlete a pristávaní. Zvyčajne sa skladá z niekoľkých kolies, niekedy sa používajú lyže alebo plaváky. V niektorých prípadoch sa používajú dráhy alebo plaváky kombinované s kolesami.

Základné schémy usporiadania podvozku (anglicky)Rusky:

S zadným kolesom. Hlavné nohy alebo podpera sú umiestnené pred ťažiskom a pomocné (chvost) sú vzadu (Douglas DC-3).
S predným kolesom. Predné (nosové) koleso je umiestnené pred ťažiskom a hlavné podpery sú za ťažiskom. Vzpera v prednej časti trupu zvyčajne predstavuje 10-15% hmotnosti. Rozšírili sa počas druhej svetovej vojny a v povojnových rokoch (napríklad Boeing 747).
Typ bicykla. Dve hlavné podpery sú umiestnené v trupe, pred a za ťažiskom vozidla. Na bokoch sú pripevnené dve bočné podpery (Boeing B-52 Stratofortress, Myasishchev 3M, Yakovlev Yak-25,27,28).

Hlavné prvky podvozku lietadla sú:

vzpery tlmiace nárazy na zmiernenie otrasov, ktoré nastanú v momente pristátia.
kolesá (pneumatické) vybavené brzdami na skrátenie dĺžky dojazdu po pristátí
systém výstuh (tyčí), ktoré vnímajú reakcie zeme a pripevňujú vzpery a kolesá tlmiace nárazy ku krídlu a trupu

Väčšina lietadla Po vzlete sa podvozok zasunie do trupu alebo krídla. Pri malých lietadlách je podvozok spravidla nezaťahovací a má konštrukciu, ktorá umožňuje výmenu kolies za lyže resp.

Konštrukcia hlavných častí chvosta - stabilizátora a plutvy - je zvyčajne podobná. Dizajnovo identické sú aj výškovky a smerovky. Zapnuté veľké lietadlá Stabilizátory sú zvyčajne odnímateľné. Plutva môže byť vyrobená integrálne s trupom alebo ako samostatná časť. Konštrukcia chvosta moderných lietadiel je zvyčajne vyrobená z kovu. Opláštenie kýlu a stabilizátora je zvyčajne tuhé (duralové). Kormidlá malých lietadiel podzvukové rýchlosti opláštené plátnom, čo znižuje ich hmotnosť a zjednodušuje dizajn. Na vysokorýchlostných lietadlách sú kormidlá, rovnako ako rám, kovové.

Kýl a stabilizátor. Na malých lietadlách sú plutva a stabilizátor najčastejšie vyrobené z dvoch nosníkov. Na ťažkých lietadlách sú plutva a stabilizátor zvyčajne monoblokovej konštrukcie s pracovným poťahom (obr. 59).

Hlavné prvky pevnostnej zostavy (nosníky, steny, výstuhy, rebrá) sú konštrukčne riešené rovnako ako krídlo a plnia rovnaké funkcie, t.j. ohyb je vnímaný nosníkmi, nosníkmi a čiastočne plášťom. ; bočná sila je vnímaná stenami bočných prvkov; krútenie - uzavretá slučka; opláštenie - steny bočných nosníkov. Stabilizátor a plutva sú pripevnené k trupu pomocou jednotiek na nosníkoch a rámoch. Pre montáž (zavesenie) kormidiel má stabilizátor a kýl špeciálne konzoly s univerzálnymi a jednoosovými závesmi. Na obr. Obrázok 60 zobrazuje typickú zostavu zavesenia volantu.

Kormidlá a krídelká (otočné kormidlá).

Kormidlá a krídelká sú spravidla jednoramenné so sadou výstuh a rebier.

Na zvýšenie tuhosti prednej časti volantu je niekedy inštalovaná stena (pomocný nosník).

V modernej leteckej konštrukcii sa pre lietadlá s rôznymi rýchlosťami letu používajú tri charakteristické typy kormidiel: kormidlo s rúrkovým nosníkom, kormidlo s tuhým nosom a kormidlo s pevným plášťom pre vysokorýchlostné lietadlá. V akomkoľvek type kormidla súbor rebier zhromažďuje vzduchové zaťaženie z povrchu kormidla a prenáša ho na obrys nosníka a torzu, ako aj na pevnú zadnú hranu.

V prvej konštrukcii rebrá riadenia prenášajú celé zaťaženie, ktoré zbierajú, iba na nosník a keďže je rúrkový, môže úspešne pracovať v ohybe aj v krútení.

V druhej schéme sa sily z rebier prenášajú na stenu nosníka, zaťažujú ho priečnym ohybom a moment z rebier sa prenáša do obrysu tvoreného stenou nosníka s tuhou špičkou. Tento obvod funguje na krútenie. V tejto schéme sú funkcie rozdelené nasledovne: priečny ohyb je vnímaný nosníkom a krútenie je vnímané obrysom palca.

V tretej schéme (obr. 61) je podobné rozloženie funkcií, ale krútiaci moment sa tu prenáša na celý obrys kože, a nie len na palec nohy.

V súlade s jednou alebo druhou schémou prenosu sily sú medzi riadiacimi prvkami vytvorené silové spojenia. Pre kormidlá prvej schémy sú rebrá spojené iba s nosníkom pomocou nitov po jeho obvode.

Kormidlá druhej a tretej schémy majú rebrá spojené so stenami bočných členov a torzným obrysom. Toto spojenie zabezpečujú nity, skrutky a niekedy aj lepidlo.

Pre lepšie využitie kože na absorbovanie ohybového momentu a zachovanie tvaru profilu sa používajú riadidlá s penovou alebo voštinovou výplňou. Majú vysokú tuhosť pri nízkej hmotnosti.

Vyžínače(obr. 62) sú pomocnou riadiacou plochou namontovanou na zadnej strane hlavného volantu. Pomocou trimrov je lietadlo vyvážené vzhľadom na všetky jeho osi pri zmene zoradenia a režimu letu. Vychýlenie trimra sa vykonáva nezávisle od vychýlenia kormidla, zvyčajne pomocou špeciálnych nereverzibilných samobrzdiacich elektrických mechanizmov, aktivovaných v správnom čase pilotom dvojcestným prepínačom. Výškovka sa zvyčajne ovláda pomocou mechanického zariadenia káblového typu. Podstatu činnosti zastrihávača možno vysvetliť na nasledujúcom príklade. Pri zlyhaní jedného z motorov lietadla sa objaví krútiaci moment, proti ktorému môže vzniknúť vychýlenie kormidla. Dlhé lietanie v lietadle so skloneným kormidlom je pre pilota únavné. Vychýlením trimra v smere opačnom k vychýleniu kormidla sa zaťaženie prenášané na nohy pilota môže znížiť na akékoľvek malé množstvo. Kompenzačný moment z trimra, ktorý pôsobí proti kĺbovému momentu, vzniká v dôsledku veľkého ramena sily pôsobiacej na trimr, hoci samotná sila je malá. Veľkosť kĺbového momentu možno zapísať v nasledujúcom tvare.

Pozostáva z horizontálneho a vertikálneho chvosta.

Encyklopedický YouTube

1 / 5

✪ Odpaľovanie rakiet z lietadiel! Veľmi cool výber!

✪ Lietadlá BUDÚCNOSTI

✪ Tu-144 - dotýkanie sa legendy (doska 77106, Monino)

✪ Lietadlo poháňané výkonným prúdovým motorom

✪ Lietadlá na oblohe. Albatros je začiatočník. Prvý let a nárazová skúška | Hobby Ostrov.rf

titulky

Všeobecné informácie

Základné požiadavky na perie:

zabezpečenie vysokej účinnosti s minimálnym odporom a minimálnou hmotnosťou konštrukcie;
možné menšie zatienenie okuliarov inými časťami lietadla - krídlom, trupom, motorovými gondolami, ako aj jednou časťou ostrohu iného lietadla;
absencia vibrácií a kmitov, ako je trepotanie a nárazy;
neskôr ako na krídle, rozvoj vlnovej krízy.

Horizontálny chvost (HO)

Kormidlá a krídelká

Vzhľadom na úplnú identitu konštrukcie a výkonového chodu kormidiel a krídielok sa v budúcnosti pre stručnosť budeme baviť len o kormidlách, aj keď všetko uvedené bude plne aplikovateľné aj na krídelká. Hlavným hnacím prvkom volantu (a samozrejme krídielok), ktorý sa ohýba a absorbuje takmer všetku šmykovú silu, je nosník, ktorý spočíva na sklopných podperách pružiacich jednotiek.

Hlavné zaťaženie kormidiel je aerodynamické, ku ktorému dochádza pri vyvažovaní, manévrovaní lietadla alebo pri lietaní v drsnom vzduchu. Pri tomto zaťažení pôsobí nosník riadenia ako súvislý nosník s viacerými podperami. Zvláštnosťou jeho činnosti je, že podpery kormidla sú pripevnené k elastickým konštrukciám, ktorých deformácia pri zaťažení výrazne ovplyvňuje silovú prácu nosníka kormidla.

Vnímanie krútiaceho momentu riadenia je zabezpečené uzavretým obrysom plášťa, ktorý je uzavretý nosníkom v oblastiach výrezov pre montážne konzoly. Maximálny krútiaci moment pôsobí v sekcii riadiacej sirény, na ktorú prilieha ovládacia tyč. Umiestnenie ošípanej (ovládacej tyče) pozdĺž rozpätia volantu môže výrazne ovplyvniť deformáciu volantu pri krútení.

Aerodynamická kompenzácia kormidiel

Za letu pri vychýlení riadiacich plôch vznikajú kĺbové momenty, ktoré sú vyvážené úsilím pilota na povelových riadiacich pákach. Tieto sily závisia od veľkosti a uhla vychýlenia volantu, ako aj od rýchlostného tlaku. Na moderných lietadlách sú riadiace sily príliš veľké, preto je potrebné pri konštrukcii kormidiel zabezpečiť špeciálne prostriedky na zníženie kĺbových momentov a riadiacich síl, ktoré ich vyrovnávajú. Na tento účel sa používa aerodynamická kompenzácia volantov, ktorej podstatou je, že časť aerodynamických síl volantu vytvára moment vzhľadom na os otáčania, opačný k hlavnému kĺbovému momentu.

Najbežnejšie typy aerodynamickej kompenzácie sú:

klaksón - na konci volantu je časť jeho plochy vo forme „klaksónu“ umiestnená pred osou závesu, čo zabezpečuje vytvorenie momentu opačného znamienka vo vzťahu k hlavnému závesu;
axiálne - časť oblasti volantu pozdĺž celého jeho rozpätia je umiestnená pred osou závesu (os závesu sa pohybuje dozadu), čo znižuje moment závesu;
vnútorné - zvyčajne sa používa na krídelkách a pozostáva z platní pripevnených vpredu k nosu krídel, ktoré sú pružnou prepážkou spojené so stenami komory vo vnútri krídla. Pri vychýlení krídielok vzniká v komore nad a pod doskami tlakový rozdiel, ktorý znižuje moment závesu.
kompenzácia serva - v chvostovej časti kormidla je odklopná malá plocha, ktorá je tyčou spojená s pevným bodom na krídle alebo chvoste. Táto tyč zabezpečuje automatické vychýlenie servokompenzátora v smere opačnom k vychýleniu riadenia. Aerodynamické sily pôsobiace na servokompenzátor znižujú moment kĺbu riadenia.

Uhly vychýlenia a prevádzková účinnosť takéhoto kompenzátora sú úmerné uhlom vychýlenia volantu, čo nie je vždy opodstatnené, pretože riadiace sily závisia nielen od uhlov vychýlenia volantu, ale aj od rýchlostný tlak. Pokročilejší je pružinový servokompenzátor, v ktorom sú v dôsledku zahrnutia pružín s predpätím do kinematiky riadenia uhly vychýlenia úmerné silám ovládania riadenia, čo najlepšie vyhovuje účelu servokompenzátora - znížiť ich sily.

Prostriedky aerodynamického vyváženia lietadla

Akýkoľvek ustálený stav letu lietadla sa spravidla vykonáva s vychýlenými kormidlami, čo zabezpečuje vyváženie - vyrovnávanie- lietadlo vzhľadom na jeho ťažisko. Výsledné sily pôsobiace na ovládacie prvky v kokpite sa zvyčajne nazývajú vyvažovanie. Aby pilota zbytočne neunavili a ušetrili ho od týchto zbytočných námahy, je na každej riadiacej ploche nainštalovaný trimmer, ktorý umožňuje úplné odstránenie vyrovnávacích síl.

Trimr je konštrukčne úplne identický so servokompenzátorom a taktiež je kĺbovo zavesený v zadnej časti volantu, no na rozdiel od servokompenzátora má prídavné manuálne alebo elektromechanické ovládanie. Pilot vychýlením trimra v smere opačnom ako je výchylka kormidla, dosiahne vyváženie kormidla pod daným uhlom vychýlenia s nulovou námahou na povelovej páke. V niektorých prípadoch sa používa kombinovaná plocha trimer-servokompenzátor, ktorá po zapnutí pohonu funguje ako trimr a vo vypnutom stave plní funkcie servokompenzátora.

Treba dodať, že zastrihávač je možné použiť len v riadiacich systémoch, v ktorých sú sily na povelových pákach priamo spojené s kĺbovým momentom volantu – mechanické riadiace systémy bez posilňovačov alebo systémy s reverzibilnými posilňovačmi. V systémoch s nevratnými posilňovačmi - hydraulickými posilňovačmi - sú prirodzené sily na riadiacich hranách veľmi malé a na simuláciu „mechanického riadenia“ pre pilota sú navyše vytvárané mechanizmami pružinového zaťaženia a nezávisia od momentu závesu riadenia. koleso. V tomto prípade nie sú na volantoch nainštalované trimre a vyrovnávacie sily sú odstránené špeciálnymi zariadeniami - mechanizmami orezávacieho efektu inštalovanými v ovládacom zapojení.

Ďalším prostriedkom na vyváženie lietadla v režime ustáleného letu môže byť nastaviteľný stabilizátor. Zvyčajne je takýto stabilizátor zavesený na zadných pružiacich jednotkách a predné jednotky sú pripojené k pohonu, ktorý sa pohybuje luk stabilizátorom hore alebo dole, mení svoje montážne uhly za letu. Výberom požadovaného inštalačného uhla môže pilot vyvážiť lietadlo s nulovým závesným momentom na výškovke. Rovnaký stabilizátor zabezpečuje aj požadovanú účinnosť pozdĺžneho riadenia lietadla pri štarte a pristávaní.

Prostriedky na elimináciu kmitania kormidiel a krídielok

Príčinou výskytu ohybových krídielok a ohybového kmitania riadenia je ich nevyváženosť hmoty vzhľadom na os závesu. Typicky je ťažisko riadiacich plôch umiestnené za osou otáčania. Výsledkom je, že počas ohybových vibrácií nosných plôch zotrvačné sily pôsobiace v ťažisku kormidiel v dôsledku deformácií a vôle v riadiacom vedení vychýlia kormidlá o určitý uhol, čo vedie k vzniku ďalších aerodynamické sily, ktoré zvyšujú ohybové deformácie nosných plôch. Keď sa rýchlosť zvyšuje, kývavé sily sa zvyšujú a pri rýchlosti nazývanej kritická rýchlosť kmitania sa štruktúra zrúti.

Radikálnym prostriedkom na odstránenie tohto typu kmitania je inštalácia vyvažovacích závaží do prednej časti kormidiel a krídielok, aby sa ich ťažisko posunulo dopredu.

100% vyváženie hmotnosti volantov, pri ktorom je ťažisko umiestnené na osi otáčania volantu, zabezpečuje úplné odstránenie príčiny vzniku a rozvoja flutteru.

Výber a výpočet

Chvostové orgány za letu podliehajú rozloženým aerodynamickým silám, ktorých veľkosť a zákon rozloženia sú špecifikované pevnostnými normami alebo určené fúkaním. Pre ich malosť sa väčšinou zanedbávajú hmotnostné zotrvačné sily chvosta. Vzhľadom na prácu chvostových prvkov pri vnímaní vonkajších zaťažení, analogicky s krídlom, je potrebné rozlišovať medzi všeobecnou silovou prácou chvostových jednotiek ako nosníkov, v ktorých úsekoch pôsobia šmykové sily, ohyb a krútiace momenty, a miestnou prácou. od vzduchového zaťaženia dopadajúceho na každú časť plášťa s jeho výstužnými prvkami.

Rôzne chvostové jednotky sa navzájom líšia účelom a spôsobmi upevnenia, čo zavádza svoje vlastné charakteristiky do silovej práce a ovplyvňuje výber ich štrukturálnych energetických schém. Požadovaná účinnosť chvosta je zabezpečená správnou voľbou tvaru a umiestnenia jeho plôch, ako aj číselných hodnôt parametrov týchto plôch. Aby sa predišlo zatieneniu, chvostové orgány by nemali padať do stopy krídla, gondol a iných komponentov lietadla. Použitie počítačových systémov letu nemá menší vplyv na účinnosť chvosta. Napríklad pred príchodom dostatočne vyspelých lietadiel

8.1. Odôvodnenie aerodynamický dizajn lietadlo.

Moderné lietadlo je zložitý technický systém, ktorého prvky, každý jednotlivo aj spoločne, musia mať maximálnu spoľahlivosť. Lietadlo ako celok musí spĺňať stanovené požiadavky a musí byť vysoko efektívne na príslušnej technickej úrovni.

Pri vývoji projektov pre lietadlá novej generácie, ktoré vstúpia do prevádzky začiatkom roku 2000, sa veľký význam prikladá dosiahnutiu vysokej technickej a ekonomickej efektívnosti. Tieto lietadlá musia mať nielen dobrý výkon v čase uvedenia do prevádzky, ale musia mať aj potenciál na úpravu, aby sa systematicky zvyšovala účinnosť počas celého výrobného obdobia. Je to potrebné na zabezpečenie implementácie nových požiadaviek a výdobytkov technologického pokroku s minimálnymi nákladmi.

Pri zvažovaní diagramu osobné lietadlo Pre miestne letecké spoločnosti je vhodné študovať všetky predtým vytvorené lietadlá v tejto triede.

Rozvoj osobného letectva sa začal aktívne po druhej svetovej vojne. Odvtedy sa konštrukcia lietadiel tejto triedy, postupne prechádzajúca zmenami, dostala na najoptimálnejšiu pre dnešok. Vo väčšine prípadov ide o lietadlo vyrobené podľa bežnej aerodynamickej konfigurácie, jednoplošník. Motory bývajú umiestnené pod krídlom (TVD), pod krídlom na pylónoch alebo na krídle (TRJ). Chvost je vyrobený skôr do tvaru T, niekedy do normálneho. Časť trupu pozostáva z kruhových oblúkov. Podvozok je vyrobený podľa schémy s predným kolesom, hlavné vzpery sú často viackolesové a viacnosné, zaťahujúce sa buď do predĺžených motorových gondol turbovrtuľových motorov (pre lietadlá s hmotnosťou do cca 20 ton) alebo do trupu vydutiny.

Typické usporiadanie trupu je kokpit v prednej časti, dlhá kabína pre cestujúcich.

Odchýlka od tejto zavedenej schémy usporiadania môže byť spôsobená len niektorými špeciálnymi požiadavkami na lietadlo. V iných prípadoch sa pri vývoji osobného lietadla dizajnéri snažia dodržiavať túto konkrétnu schému, pretože je prakticky optimálna. Nižšie je uvedený dôvod použitia tejto schémy.

Použitie normálneho aerodynamického dizajnu pre dopravné lietadlá je spôsobené predovšetkým jeho výhodami:

Dobrá pozdĺžna a smerová stabilita. Vďaka tejto vlastnosti bežná schéma výrazne prevyšuje schémy „kačice“ a „bezchvosti“.

Na druhej strane má táto schéma dostatočnú ovládateľnosť pre nemanévrovateľné lietadlo. Vďaka prítomnosti týchto vlastností v normálnej aerodynamickej konfigurácii je lietadlo ľahko ovládateľné, čo umožňuje pilotom akejkoľvek kvalifikácie jeho ovládanie. Bežná schéma má však nasledujúce nevýhody:

Veľké straty vo vyvažovaní, ktoré za rovnakých okolností výrazne znižujú kvalitu lietadla.

Užitočný hmotnostný výkon normálnej konštrukcie je nižší, pretože hmotnosť konštrukcie je zvyčajne väčšia (už len preto, že „bezchvostový“ chvost nemá vôbec žiadny vodorovný chvost, zatiaľ čo pre „kačicu“ vytvára kladnú zdvíhaciu silu, ktorá funguje ako krídlo, a teda vyloženie krídla, čo umožňuje zmenšiť jeho plochu).

Vplyv skosenia prúdenia za krídlom na vodorovný chvost, aj keď nie je taký kritický ako vplyv protilietadlového pohonu „kačice“, je však potrebné vziať do úvahy, roztiahnutie krídla a horizontálne chvost na výšku. Mali by ste tiež vziať do úvahy skutočnosť, že lietadlá vyrobené podľa konfigurácií „kačacia“ a „bezchvostá“ vyžadujú veľké uhly nábehu počas vzletu a pristátia, čo z konštrukčného hľadiska takmer znemožňuje použitie zahnutých krídel s veľkým a stredným pomerom strán, pretože použitie takýchto krídel a veľkých uhlov útoku je spôsobené veľmi vysokou výškou podvozku. Z tohto dôvodu dizajn kačica a bezchvost používajú iba krídla s nízkym pomerom strán, ktoré majú trojuholníkový, gotický, ogiválny alebo polmesiacovitý pôdorys. Vzhľadom na nízky pomer strán majú takéto krídla nízku aerodynamickú kvalitu v podmienkach podzvukového letu. Tieto úvahy určujú uskutočniteľnosť použitia kačacích a bezchvostových konfigurácií na lietadlách, ktorých hlavným letovým režimom je let nadzvukovou rýchlosťou.

Porovnaním všetkých výhod a nevýhod troch aerodynamických prevedení sme dospeli k záveru, že na podzvukovom osobnom lietadle je vhodné použiť klasický aerodynamický dizajn.

8.2. Umiestnenie krídla vzhľadom na trup.

Pre osobné lietadlá výber usporiadania krídel vzhľadom na trup súvisí predovšetkým s úvahami o usporiadaní. Potreba voľných objemov vo vnútri trupu neumožňuje použitie konštrukcie stredného krídla, pretože na jednej strane nie je možné pretiahnuť strednú časť krídla cez trup a na druhej strane použitie krídla bez stredu sekcia, s konzolami pripojenými k silovému prstencovému rámu, je z hľadiska hmotnosti nerentabilná.

Na rozdiel od lietadiel so stredným krídlom, konštrukcie horného a dolného krídla nezasahujú do vytvorenia jedného nákladného priestoru. Pri výbere medzi nimi sa dáva prednosť konštrukcii horného krídla, pretože navrhnuté lietadlo sa bude používať na letiskách rôznych tried vrátane nespevnených pristávacích dráh, kde nie sú prístupové rampy. Umožňuje minimalizovať výšku podlahy nad úrovňou terénu, čo výrazne zjednodušuje a uľahčuje nastupovanie cestujúcich a nakladanie batožiny cez vstupné dvere-schodisko.

Z aerodynamického hľadiska je hornokrídlové lietadlo výhodné v tom, že umožňuje dosiahnuť eliptické rozloženie obehu na krídle (s podmienečne identickým pôdorysom krídla) bez poruchy v oblasti trupu, ako napr. v prevedení dolnoplošník a stredný krídlo. Okrem toho skutočnosť, že hornokrídlové lietadlo má odolnosť proti rušeniu, hoci väčšiu ako strednokrídlo, ale menšiu ako dolnokrídlo, umožňuje získať vysoká kvalita lietadlo postavené podľa tohto návrhu. Pri nízkej polohe krídla ťahajte (pri rýchlostiach od M<0,7) больше, чем при среднем и высоком расположении. Ниже приведены поляры для трёх схем расположения крыла на фюзеляже, из которых видно, что
(at
) v dolnoplošníku je väčšia ako v strednokrídle a hornoplošníku (obr. 8.2.1.).

Dizajn horného krídla má nasledujúce nevýhody usporiadania a dizajnu:

Podvozok nie je možné umiestniť na krídlo, alebo (u malých lietadiel) sú nohy hlavného podvozku objemné a ťažké. V tomto prípade je podvozok zvyčajne umiestnený na trupe a zaťažuje ho veľkými sústredenými silami.

Pri núdzovom pristátí má krídlo (najmä ak sú na ňom nainštalované motory) tendenciu rozdrviť trup a v ňom umiestnenú kabínu pasažierov. Na odstránenie tohto problému je potrebné spevniť konštrukciu trupu v oblasti krídla a výrazne ho odťažiť.

Pri núdzovom pristátí na vode sa trup ponorí pod hladinu vody, čím sa skomplikuje núdzová evakuácia cestujúcich a posádky.

8.3. Diagram peria.

Pre osobné lietadlá existujú dva konkurenčné návrhy chvostov: normálne a v tvare T.

Výkonné brázdy vrtule nepriaznivo ovplyvňujú konvenčný nízko uložený horizontálny chvost a môžu zhoršiť stabilitu lietadla v niektorých letových podmienkach. Vysoko namontovaný horizontálny chvost výrazne zvyšuje stabilitu lietadla, pretože presahuje zónu vplyvu brázdy. Zároveň sa zvyšuje aj účinnosť kýlu. Bežný kýl ekvivalentnej geometrie by mal plochu o 10 % väčšiu. Pretože vysoko namontovaný horizontálny chvost má väčšie horizontálne rameno v dôsledku naklonenia kýlu dozadu, na vytvorenie potrebného pozdĺžneho momentu je potrebná sila na rukoväť, ktorá je polovičná v porovnaní s konvenčným horizontálnym chvostom. Okrem toho zadná časť T poskytuje vyššiu úroveň pohodlia pasažierov, pretože znižuje štrukturálne vibrácie spôsobené brázdením vrtule. Hmotnosť pravidelného chvosta a chvosta v tvare T je približne rovnaká.

Použitie T-chvostu zvyšuje cenu lietadla o menej ako 5 % v dôsledku zvýšených nákladov na vývoj a výrobu nástrojov. Výhody tohto peria však odôvodňujú jeho použitie.

Medzi ďalšie výhody chvosta v tvare T patria:

Horizontálny chvost poskytuje "koncovú dosku" pre vertikálny chvost, čo zvyšuje efektívne predĺženie plutvy. To umožňuje zmenšiť plochu vertikálneho chvosta a tým odľahčiť štruktúru.

Horizontálny chvost je odklonený preč z oblasti, kde je jeho konštrukcia vystavená zvukovým vlnám, čo môže vytvárať nebezpečenstvo únavového zlyhania. Životnosť horizontálneho chvosta sa zvyšuje.

8.4. Výber počtu motorov a ich umiestnenie.

Potrebný počet motorov pre elektráreň lietadla závisí od množstva faktorov, ktoré sú určené jednak účelom lietadla, jednak jeho základnými parametrami a letovými vlastnosťami.

Hlavné kritériá pri výbere počtu motorov v lietadle sú:

Lietadlo musí mať požadovaný pomer štartovacieho ťahu k hmotnosti;

Lietadlo musí mať dostatočnú spoľahlivosť a účinnosť;

Efektívny ťah elektrárne by mal byť čo najvyšší;

Relatívne náklady na motory by mali byť čo najnižšie;

Formálnym prístupom je možné zabezpečiť požadovaný pomer štartovacieho ťahu k hmotnosti navrhovaného lietadla s ľubovoľným počtom motorov (v závislosti od štartovacieho ťahu jedného motora). Pri riešení tejto otázky je preto potrebné brať do úvahy aj konkrétny účel lietadla a požiadavky na jeho usporiadanie a pohonnú jednotku. Pomoc pri výbere počtu motorov môže poskytnúť štúdium lietadiel podobnej triedy, ktoré sa už používajú v leteckých spoločnostiach.

S vývojom osobných lietadiel pre miestne letecké spoločnosti nakoniec konštruktéri dospeli k optimálnemu počtu motorov na lietadlách tejto triedy – k dvom motorom. Odmietnutie použiť jeden motor je vysvetlené skutočnosťou, že existujú veľké ťažkosti s jeho usporiadaním a tiež jeden motor nespĺňa bezpečnosť letu. Použitie troch alebo viacerých motorov neodôvodnene sťaží a zkomplikuje konštrukciu, čo bude mať za následok zvýšenie nákladov na lietadlo ako celok a zníženie jeho bojovej pripravenosti.

Pri výbere miesta pre inštaláciu motorov sa zvažovalo niekoľko možností ich umiestnenia. Na základe analýzy sa zvolila schéma montáže motorov pod krídlo. Výhody tejto schémy sú:

Krídlo je za letu odľahčené motormi, čo umožňuje znížiť jeho hmotnosť o 10... 15%

S touto konštrukciou riadiaceho systému sa zvyšuje kritická rýchlosť kmitania - motory fungujú ako vyrovnávače proti kmitaniu, ktoré posúvajú CM sekcií krídla dopredu.

Pomocou protipožiarnych bariér je možné spoľahlivo odizolovať krídlo od motorov.

Fúkanie mechanizácie krídla prúdom z vrtúľ zvyšuje jej účinnosť.

Nevýhody schémy zahŕňajú:

Veľké momenty otáčania, keď jeden motor zlyhá za letu. - Motory umiestnené ďaleko od zeme sú náročnejšie na údržbu.

Dnes sa na nemanévrovateľných podzvukových lietadlách používajú dva typy motorov – divadelné motory a turboventilátorové motory. Pri výbere typu motora je rozhodujúca cestovná rýchlosť. Je výhodné použiť divadelné motory pri letových rýchlostiach zodpovedajúcich M = 0,45...0,7 (obr. 8.4.2.). V tomto rozsahu otáčok je oveľa hospodárnejší ako turboventilátorový motor (špecifická spotreba paliva je 1,5-krát nižšia). Použitie turbovrtuľového motora pri otáčkach zodpovedajúcich M = 0,7...0,9 je nerentabilné, pretože má nedostatočný merný výkon a zvýšenú hladinu hluku a vibrácií na lietadle.

Berúc do úvahy všetky vyššie uvedené skutočnosti a na základe prvotných údajov pre projektované lietadlo, robíme výber riadiaceho systému v prospech divadla.

8.5. Výsledky analýzy.

Vyššie uvedená analýza ukazuje, že pre osobné lietadlá na krátke vzdialenosti sú použiteľné dve hlavné schémy (obr. 8.5.1.).

Schéma 1: Dolnokrídlové lietadlo s nízko uloženým hlavným motorom, motormi v krídle a podvozkom umiestneným v motorových gondolách.

Schéma 2: Hornokrídlové lietadlo s chvostom v tvare T, motormi pod krídlom a podvozkom umiestneným v gondolách na trupe.

Z hľadiska prevádzky, aerodynamiky a ekonomiky je pre tento typ lietadla najvýnosnejšia druhá schéma (tab. 8.5.1.).

Tabuľka 8.5.1.

možnosti
Podľa umiestnenia motorov.	Pri umiestnení motora na krídle sú listy vrtule blízko povrchu zeme, čo neumožňuje prevádzku na nespevnených dráhach.	Umiestnenie motora pod krídlom zabezpečuje požadovanú vzdialenosť vrtuľových listov od zeme.
Podľa umiestnenia motorov.	Ak chcete opraviť motor, musíte vyliezť na krídlo.	Na údržbu motora musíte použiť rebrík.
Podľa umiestnenia podvozku.	Vďaka vysokej výške má vzpera hlavného podvozku veľkú hmotnosť.	Nižšia výška hlavného podvozku umožňuje znížiť jeho hmotnosť.
Podľa umiestnenia podlahy.	Vysoká podlaha sťažuje cestujúcim nastupovanie a vystupovanie bez použitia nájazdových rámp.	Nízka podlaha a uličky uľahčujú cestujúcim nastupovanie a nakladanie príručnej batožiny.
Podľa typu peria.	Celkové rozmery chvosta sťažujú umiestnenie lietadla v hangároch, ale nízko umiestnený GO je jednoduchší na údržbu.	Vzhľadom na menšie rozmery VO nespôsobuje problémy s umiestnením v hangároch, ale stabilizátor v tvare T je náročnejší na údržbu.

8.6. Štatistika predtým vytvorených lietadiel tejto triedy.

Môže byť užitočné prečítať si: