Файл: Конструкция летательных аппаратов учеб. пособие для студентов инженер.-экон. фак.pdf

Кроме того, вес стреловидного крыла увеличивается так­ же за счет увеличения длины продольных элементов с увели­ чением у. Так. длина элемента L равна

7=0

COS у

(3.33)

?0

поэтому вес крыла в первом приближении оказывается обрат но пропорциональным квадрату косинуса угла стреловидно­ сти.

Из приведенных соображении следует существование опти­ мального значения угла стреловидности крыла, которое сооб­

уменьшается максимальное аэродинамическое качество само­ лета из-за роста доли сопротивления частей самолета, не участвующих в создании подъемной силы. Вместе с тем, ра­ стет скорость полета, приводящая к уменьшению километро­ вого расхода топлива. По этим причинам вес топлива Gг ме­ няется в зависимости от ра достаточно сложным образом, но не очень сильно (рис. 3.21).

Рис. 3.21. (.меча иознпкноиешы оитнмнлыюн удслиной нагрузки на крыло: 1 нес крыла: 2 --- вес топлива; 3 — нес двигателей; 4 — сумма

веса крыла, топлива и двигателей.

Вес крыла Ск с увеличением удельной нагрузки ри умень­ шается в связи с уменьшением площади крыла 6) его линей­ ных размеров и величин усилий в сечениях крыла {Qp, /Им31.р, ;мкрр).

Вес двигателей с увеличением р0 возрастает, так как с уменьшением площади крыла S скорость отрыва при взлете увеличивается, что при фиксированной длине разбега требует постановки двигателей с большей тягой. На рис. 3.21 показана схема получения оптимальной нагрузки на крыло роопт.

71

Важной геометрической характеристикой крыла является

ла. С увеличением сужения вес крыла и величина изгибающе­ го момента у корня крыла уменьшаются, так как уменьшается плечо равнодействующей распределенных нагрузок Р огс (рис. 3.22). Увеличение сужения благоприятно сказывается также па снижении индуктивного сопротивления крыла.

Однако при большом сужении крылу свойственна резко выраженная тенденция к концевому срыву, что приводит к ухудшению характеристик устойчивости и управляемости самолета.

Эти противоречивые тенденции определяют существование оптимального значения сужения крыла.

Приведенный качественный анализ показывает сильную зависимость веса крыла от его основных параметров. В проек­

тировочных расчетах для оценки относительного веса конст­ рукции крыла используются формулы, учитывающие все от­

меченные обстоятельства.

72

ГЛ А В А 4

ФЮ З Е Л Я Ж

§1. НАЗНАЧЕНИЕ ФЮЗЕЛЯЖА

ИОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ

Фюзеляж гражданского самолета предназначен для раз­ мещения экипажа, оборудования, коммерческой и служебной нагрузок. Фюзеляж связывает основные части самолета в еди­ ное целое; с ним соединяются крыло, оперение, передняя или хвостовая, а иногда и главные опоры шасси и на многих само­ летах — двигатели. Из многочисленных требований, предъяв­ ляемых к фюзеляжу, можно выделить четыре основные группы.

Компоновочные требования определяют размеры, форму поперечного сечения и расположение внутренних помещений фюзеляжа, обеспечивают удобство работы и необходимый об­ зор экипажу, задают определенный уровень комфорта в пас­ сажирских салонах. Эти требования должны выполняться при рациональном использовании объемов фюзеляжа, компактном размещении грузов, минимальном влиянии различных вариан­ тов загрузки самолета и заправки его топливом на продоль­ ную устойчивость самолета.

Аэродинамические требования определяют внешние очер­ тания, размеры и параметры фюзеляжа, обеспечивающие его минимальное сопротивление в полете и достаточную продоль­ ную н путевую устойчивость самолета.

Прочностные требования — необходимая прочность, жест­ кость, долговечность и живучесть конструкции — должны вьо полниться при минимальном весе фюзеляжа.

Эксплуатационные требования определяют приспособлен­ ность фюзеляжа к эксплуатации на земле и в воздухе, техни­ ческому обслуживанию и ремонту. К ним относятся, напри­ мер, требование обеспечения необходимых жизненных усло­ вий для пассажиров и членов экипажа, требование механиза­ ции погрузочно-разгрузочных работ, требование удобного до­ ступа к агрегатам при их осмотре и обслуживании и ряд дру­ гих требований.

Характерные специфические требования предъявляются к

•фюзеляжам сельскохозяйственных, санитарных и других само­ летов авиации спецприменения. Например, фюзеляж самолета

73

сельскохозяйственной авиации должен быть хорошо защищен от коррозии под воздействием химикатов; должен иметь до­ статочным по размерам люк для установки п демонтажа бака для химикатов. Должна быть исключена возможность попада­ ния химикатов в кабину пилота п т. д.

Некоторые требования являются взаимно противоречивы­ ми и не могут удовлетворяться в полной мере одновременно. Так, например, требование заданной прочности при минималь­ ном весе конструкции находится в противоречии с эксплуата­ ционными и компоновочными требованиями, в силу которых фюзеляж должен иметь достаточное количество дверей, лю­

сного решения является в таких случаях экономическая эф­ фективность — минимальная себестоимость перевозок. Кстественпо. что никакие компромиссные решения не могут распро­ страняться на требования, от которых зависит безопасность полетов (например, па прочностные требования). Выполнение этих требовании должно быть обязательным и безоговорочным при любых условиях.

§ 2. ВНЕШНИЕ ФОРМЫ ФЮЗЕЛЯЖА

Форма фюзеляжа влияет па его аэродинамические п весо­ вые характеристики. Ома определяется с обязательным учетом назначения самолета н компоновочных требовании, предъяв­ ляемых к фюзеляжу.

Минимальное лобовое сопротивление па дозвуковых ско­ ростях имеет фюзеляж, выполненный в виде тела вращения каплевидной формы. Фюзеляжи сверхзвуковых самолетов с этой же целью делают с заостренной носовой частью. Практи­ чески не удается придать фюзеляжу наиболее выгодную чисто осесимметричную форму, так как требование хорошего обзора из кабины экипажа обычно не выполняется без небольшого отгиба вниз носовой части фюзеляжа, а стремление обеспе­ чить нужный посадочный угол атаки крыла без увеличения

74