ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 194
Скачиваний: 0
тивника или при аварии происходит их ослабление, в результате чего напряжения в ряде элементов могут превосходить предел пропорциональности или разрушающие напряжения (см. гл. XVIII). При этом могут образоваться остаточные волны из-за потери устойчивости отдельных элементов, а также может про изойти отрыв обшивки, образование трещин, овализация отвер стий под болты и заклепки и т. д. При этом одновременно умень шается и жесткость. На все это необходимо обращать внимание как при оценке опасности повреждения, так и при его ремонте.
— Разрушение элементов планера в результате накопления усталостных повреждений может произойти при нагрузках, за метно меньших, чем допустимые эксплуатационные. Как правило, разрушению крыла, фюзеляжа, оперения или других элементов предшествует появление усталостных трещин в ответственных элементах основной силовой схемы (полках и стенках лонжеро нов, обшивке крыла, фюзеляжа, оперения и др.). Образование усталостных трещин и разрушение силовых элементов особенно опасно в наиболее нагруженных элементах силовой схемы, под верженных действию повторных и особенно знакопеременных на грузок (корневая часть крыла, узлы стыковки крыла, оперения, шасси и двигателя, обшивки хвостовой части фюзеляжа и др.). К повторным относятся и температурные напряжения, возникаю щие при неравномерном нагреве и исчезающие при охлаждении.
Для уменьшения (или устранения) колебаний напряжений при повторных нагрузках в болтах и гребенках стыковых соеди нений моноблочных конструкций крыла, оперения или фюзеляжа болтам дается предварительная затяжка. Это обеспечивает так же «нераскрытие» стыков.
В герметических отсеках конструкции пилотируемых лета тельных аппаратов за счет создания и снятия перепадов давле ний также возникают повторные нагружения. Образование уста лостных трещин в обшивке и других элементах герметических от секов может привести к их разгерметизации.
Усталостные трещины чаще всего появляются в местах кон центрации напряжений. Концентраторами напряжения являются, например, резкие переходы от одного типа конструкции к друго му (края вырезов в конструкции планера, сочленение полок лон жеронов со стенками, несглаженные углы в отдельных деталях, отверстия, в частности, под заклепки и болты и т. д.). Кроме то го, концентрация напряжений происходит в местах внешних по вреждений элементов конструкции в результате небрежного об служивания и хранения летательного аппарата (нарушения за щитных покрытий, царапины, следы коррозии, выбоины и др.). При обнаружении на деталях хотя бы ничтожных трещин их необходимо взять под неослабный контроль и при наличии тен денции к увеличению трещины произвести замену детали или ре монт.
188
193. Из сказанного вытекают следующие эксплуатационные рекомендации.
Контроль состояния элементов планера необходимо прово дить с учетом характера их работы в конкретной силовой схеме эксплуатируемого летательного аппарата. На основании ре зультатов контроля можно сделать выводы о превышении до пустимых нагрузок в полете или движении по земле. Кроме то го, замечания летчика о характере полета и поведении летатель ного аппарата могут помочь определить места конструкции, на которые надо обратить особое внимание при осмотре.
Состояние обшивки может указать, на каких режимах полета были допущены превышения и каких именно допустимых нагру зок. По. внешним признакам обычно можно судить и о состоянии других ответственных внутренних силовых элементов планера. Для этого необходимо внимательно проанализировать работу конструкции под нагрузкой.
Нельзя допускать небрежного обслуживания и хранения ле тательного аппарата, ибо это может привести к появлению отка зов, а также к существенному сокращению срока службы плане ра из-за накопления усталостных повреждений.
Г л а в а VIII
КАТАПУЛЬТНЫЕ УСТРОЙСТВА *
§8.1. СПОСОБЫ СПАСЕНИЯ ЭКИПАЖА И ТРЕБОВАНИЯ
ККАТАПУЛЬТНЫМ УСТАНОВКАМ
194. Спасение экипажа включает покидание самолета, спуск на парашюте, приземление или приводнение и эвакуацию. Эва куация может быть после приземления или сразу после ката пультирования (назовем этот вид эвакуации эвакуацией по воздуху). Эвакуация по воздуху (на 50 — 100 км) обеспечивает спасение летчика при гибели самолета над горами, лесом, морем, территорией противника.
Одним из важных этапов спасения является покидание само лета. Существует два способа покидания: самостоятельное и принудительное покидание. Принудительное покидание может осуществляться с помощью катапультных устройств или путем отделения кабины.
Применение того или иного способа зависит от скорости и высоты полета ЛА.
195. Катапультирование осуществляется с помощью ката пультной установки (КУ). КУ предназначена для:
—принудительного выталкивания человека из кабины и обес печения его пролета над оперением на безопасном расстоянии;
—подброса человека при спасении на разбеге, пробеге и в процессе полета у земли на высоту, гарантирующую своевремен
ное раскрытие парашюта:
—обеспечения жизнедеятельности летчика в неблагоприят ных атмосферных условиях (низкие давление, температура, пар циальное давление кислорода) и в районе приземления (при воднения).
К катапультной установке предъявляются следующие основ ные требования. КУ должна:
—обеспечить спасение экипажа в широком диапазоне скоро стей и высот полета, а также на разбеге и пробеге;
—исключить травматизм в процессе спасения;
—быть надежной;
* [9], [54], [78], [79].
190
— иметь высокую степень автоматизации, обеспечивающую минимальные затраты времени на спасение.
Выполнение этих требований достигается совершенством кон струкции и грамотной ее эксплуатацией.
S 8.2. КОНСТРУКЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАТАПУЛЬТНЫХ УСТАНОВОК
196.В катапультную установку входят:
—кресло с регулируемым по высоте положением чашки под рост летчика (фиг. 8.1);
—энергодатчик, включающий стреляющий механизм или
стреляющий механизм и реактивный двигатель (ускоритель);
—система фиксации туловища рук, ног и головы летчика, а также элементы защиты от скоростного напора;
—система стабилизации кресла в потоке;
—парашютная система, включающая основной, тормозной и стабилизирующие парашюты;
—система управления, обеспечивающая включение энергодатчика и определенную последовательность срабатывания всех механизмов;
— носимый аварийный запас.
При введении системы в действие (от ручки или кнопки) лет чик притягивается к спинке кресла, фонарь сбрасывается (если он не используется для защиты летчика от набегающего пото
ка), включается стреляющий меха низм и происходит разгон кресла в кабине, в процессе которого ноги и руки фиксируются механизмом за хвата. В конце движения в кабине
начинает работать ускоритель, про должающий разгон кресла на ак тивном участке в воздушном пото ке. Энергия, сообщенная креслу в процессе разгона, обеспечивает пе релет через оперение и подъем на нужную высоту при спасении на разбеге и пробеге. После отделения летчика от кресла происходит спуск на основном парашюте.
Для эвакуации по воздуху К-У снабжается дополнительными агре гатами. Различают 3 типа устройств для эвакуации по воздуху: аэроди
намический [КУ снабжается мягкими (фиг. 8.2) или жесткими крыльями, авторотирующим (фиг. 8.3) или несущим винтом]; аэ ростатический (тепловой парашют или газовый шар, надуваемый пропаном); ранцевый (фиг. 8.4). В аэродинамической и аэроста
тической К.У перемещение по воздуху обычно осуществляется с помощью двигателя. Ранцевый двигатель (обычно двухконтур ный) создает не только горизонтальную силу, но и вертикаль ную — подъемную.
Фиг. 8.2
К основным параметрам, характеризующим процесс ката пультирования, относятся: начальная скорость выхода кресла из кабины (под креслом будем понимать систему кресло—летчик); перегрузка при разгоне кресла в кабине; перегрузка при дви жении кресла в воздушном потоке после выхода из кабины; вы сота перелета через оперение; скоростной напор и число М, на которых допустимо катапультирование; угловые скорости вра щения и время затухания колебаний кресла в воздушном потоке; высота подброса кресла при спасении на разбеге и пробеге.
192
197. Начальная скорость выхода кресла из кабины в значи тельной степени определяет движение кресла за пределами ка бины. Разгон кресла по направляющим в кабине (фиг. 8.1) про исходит под действием силы пороховых газов стреляющего ме ханизма Рс (на пути So.), составляющей тяги ускорителя Рус
на направляющие |
Ру |
(в конце разгона |
|||
на пути |
AS). |
Разгону |
противодействует |
||
сила веса |
кресла |
GK. |
Суммарная |
сила |
|
энергодатчика |
на пути |
S0 — AS |
равна |
||
|
на ■пути |
AS: Pi = Рс + Ру |
|||
(фиг. 8.5). Сила |
Pi (S) по ходу што |
||||
ка S стреляющего |
механизма перемен- |
||||
Ф и г. 8.4 |
|
|
|
|
на. Среднее ее значение |
Р,ср |
Р m ax, |
г д е 41 — К О Э ф ф И - |
|
циент полноты |
диаграммы |
Pi (S), |
Яшах — максимальная |
|
сила. Работа |
средней силы Яср и веса |
<д„, на веем пути S» |
||
равна изменению кинетической энергии кресла
GKu02
(TjPmax — GJ S0
2g
Откуда начальная скорость выхода кресла из кабины
|
и0 = К2£(т]Якат— 1)S0 , |
(8.1) |
|
р |
— максимальная перегрузка в направлении |
||
где лаат = — |
|||
GK |
таз — голова. |
|
|
Из формулы видно, что скорость «о возрастает с увеличением |
|||
перегрузки пкат, |
коэффициента |
полноты диаграммы ?) |
и пут» |
S0; приближенно |
якат = 17-ь 20, |
iq =0,85. |
|
1 3 . И зд. J* 5337 |
19» |
Время разгона кресла в кабине (а следовательно, время дей ствия средней перегрузки приближенно можно определить по формуле равноускоренного движения
Высота пролета над килем. Рассмотрим движение центра тя жести кресла в воздушном потоке в связанной с самолетом пря моугольной системе координат хОу (фиг. 8.6). На кресло дей
ствуют сила лобового сопротивления подъемная сила YM проекции силы тяги ускорителя на оси х н у Рх и Ру и сила веса G*. Считая движение равноускоренным и пренебрегая уг лом наклона направляющих (3, получим координаты центра масс
в текущий момент времени t |
|
|
> |
|
|
|
Пг |
|
t2 |
|
xt = |
Лср |
|
|
|
|
|
|
|
где |
среднее ускорение; |
|
|
|
пхср |
средняя перегрузка вдоль оси х; |
|||
|
y(t) = u0t + Jycpt2 = и0 t + |
(Ну*р — |
||
где у'уср |
— среднее ускорение; |
|
|
|
лУср — средняя перегрузка вдоль оси у.
Из первого соотношения, полагая x(fK) = L, находим время перелета через киль
2L
tК
194
Заменяя во втором соотношении t на |
(к и у (/к) |
на h, получим |
||
|
я |
уср |
— 1 |
|
— |
+ |
■L. |
( 8.2) |
|
V - x ^ g |
*ср |
|
||
Высота пролета над килем h тем больше, чем больше начальная скорость выхода из кабины «о, удаление киля от кабины L и по ложительная перегрузка яУср вдоль оси у, и уменьшается с уве
личением положительной перегрузки пХср вдоль оси х. Средняя перегрузка кресла пХср равна:
где гл _
'с р
Л 'с р
1 .а *
G K
х -,Р- Р * , г |
|
_ |
П |
ХсР |
ср |
|
средняя перегрузка от лобового сопротив ления;
Р*ер — средняя тяговооруженность кресла вдоль
G x |
оси х (отношение средней тяги Рх<:р |
ус |
|
|
корителя к весу кресла). |
|
|
Приближенно плх = 0 ,8 5 я*, |
где |
|
|
*ср |
|
|
|
л |
= ----- |
kx {cx F),*V' |
|
Я л, |
2G. |
|
|
' |
о . |
|
|
— перегрузка в момент входа кресла в поток. Коэффициент |
kx |
||
учитывает сжимаемость воздуха. При числах М полета, мень
ших 0,6, kx — 1; |
при числах М полета, больших 1,8, коэффициент |
||||||
kx |
принимается |
равным |
£^ = 1,8; в диапазоне чисел Л1 = 0,6 -ь- |
||||
-г- 1,2 коэффициент |
kx |
находится линейной интерполяцией. |
|||||
сх |
— коэффициент лобового сопротивления кресла; F — мидель |
||||||
системы кресло—летчик. |
Произведение |
(сх F)K — 0,7 |
для |
||||
положения кресла |
спинкой навстречу |
набегающему |
потоку, |
||||
( с Л = 0,3 |
для |
положения кресла чашкой навстречу набегаю- |
|||||
тему потоку; |
pV2 |
|
|
|
|
||
—----- скоростной напор при входе кресла в воз |
|||||||
душный поток. |
|
|
|
|
|
||
|
Таким образом, средняя перегрузка вдоль оси х |
|
|||||
|
|
я . |
=0,85 br icx F)коУ2 |
Iх',ср |
|
||
|
|
|
дср |
’ |
2GK |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ускоритель, создавая тягу против движения кресла, снижает пе регрузку.
13* |
195 |