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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 74

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ло. Необходимость иметь запас по углу атаки не позпол лет совершать взлет и посадку па г П1ПХ (рис. 9.19).

Из формул (9.3) и (9.4) следует, что при заданном весе са­ молета 0 0 пли (7П0Сможно уменьшить Vorp и Нпос, увеличивая несущую способность крыла (произведение с\$) и применяя силовые установки, дающие вертикальную силу тяги.

Классификация средств, улучшающих взлетно-посадочные характеристики самолетов, приведена в табл. 9.1.

2. Механизация крыла, увеличивающая г

Механизация крыла, повышающая его коэффициент подъ­ емной силы cymas, а следовательно, и с птр и су пос, получила

широкое применение па современных самолетах гражданской авиации.

Щитки выполняются в виде отклоняемой вниз части ниж­ ней поверхности крыла, расположенной вдоль его задней кромки (рис. 9.20,н)- При отклонении щитка увеличивается кривизна профиля и, кроме того, происходит отсос погранич­ ного слоя с верхней поверхности крыла в зону разрежения между крылом и щитком. В результате су шах повышается.

Более эффективными, по конструктивно более сложными являются выдвижные щитки (рис. 9.20,6), которые при откло­ нении вниз одновременно смещаются к задней кромке крыла, увеличивая его площадь S.

Отклоненные щитки существенно увеличивают сопротивле­ ние самолета, поэтому при использовании щитков на взлете приходится значительно уменьшать угол их отклонения, сни­ жая тем самым и прирост cv.

Закрылки представляют собой хвостовую часть крыла, от­ клоняемую вниз. Применяются закрылки различных типов.

У крыла с простыми закрылками (рис. 9.20,в) прирост сушах. происходит только за счет изменения кривизны исход­

ного профиля и поэтому их эффективность сравнительно не велика.

При отклонении щелевых закрылков между ними и крылом образуется профилированная щель-сопло (рис. 9.20,г). Уско­ ренный поток воздуха, выходящий из этой щели, задерживает срыв потока с закрылка и способствует увеличению разреже-

1 8 0

пня на верхней поверхности крыла. У выдвижного щелевого закрылка (рис. 9.20,д) добавляется эффект увеличения пло­

щади крыла.

Важным достоинством выдвижных закрылков является то. что при небольших углах их отклонения значительное увели­ чение с сопровождается малым ростом гх. Это позволяет

эффективно использовать закрылки не только при посадке, но и па взлете.

а >к

Рис. 9.20. Виды механизации крыла, повышающие с

Эффективность закрылков возрастает при увеличении угла отклонения. Однако при больших углах отклонения однощеле­ вых закрылков (более 35—40э) возникает срыв потока, при­ водящий к падению су п вызывающий тряску закрылков.

Б связи с этим па большинстве современных гражданских самолетов применяются высокоэффективные двухщелевые и

181



трехщелевые выдвижные закрылки, работающие без срыва потока до углов отклонения 50 + 60° (рис. 9.20.е).

Зависающие элероны. Установка обычных элеронов умень­ шает площадь крыла, занятую закрылками н, следовательно, снижает эффективность применения механизации крыла. Для устранения этого явления на некоторых самолетах (например, на Ан-2) применяются зависающие элероны или элероны-за­ крылки, которые могут одновременно отклоняться вниз, со­ храняя при этом функции элеронов.

Предкрылки. Предкрылок располагается идопь передней кромки крыла. Между ним и крылом образуется профилиро­ ванная щель (рис. 9.20,ж).

Различают предкрылки с фиксированной щелыо, автома­ тические предкрылки, открывающиеся на больших углах ата­ ки под действием аэродинамических сил, н управляемые пред­ крылки.

Действие предкрылка проявляется в том, что па больших углах атаки струи воздуха, протекая через щель между пред­ крылком и крылом, увеличивают скорость пограничного слоя над крылом и препятствуют срыву потока. Критический угол атаки якрит и £\,шпх крыла при этом увеличивается.

Концевые предкрылки — предкрылки, установленные на концах крыла, увеличивают якр1|т и, предотвращая срыв пото­

ка с концевой части крыла, обеспечивают эффективность эле­ ронов на больших углах атаки. Применение концевых пред­ крылков практически не повышает несущую способность кры­ ла. Объясняется это тем, что предкрылки, увеличивая су тах

концевых участков крыла, перед которыми они находятся, лишь компенсируют потерю подъемной силы па средней части крыла, где начинается срыв потока.

Для крыла с положительной стреловидностью, у которого тенденция к концевому срыву потока особенно значительна, предкрылки целесообразно устанавливать на большей части размаха крыла.

На некоторых пассажирских самолетах установлены про­ стые но конструкции предкрылки Крюгера (рис. 9.20,з), назы­ ваемые иногда передними щитками. Предкрылки пли щитки Крюгера увеличивают эффективную кривизну носовой части профиля и повышают его акрпт. Аналогичный эффект дают отклоняемые вниз носки крыла (рис. 9.20,гг).

182

Обычно предкрылки применяются совместно со щитками пли закрылками (рис. 9.21). Правильно выбранная схема ме­ ханизации крыла и совместное отклонение закрылков и пред­

крылков могут обеспечить значения су

стреловидного кры­

ла (при у х 35°) в пределах 2,5=2,8.

 

При этом достигается су = 1 ,8 н г

ос = 2,2.

Рис. 9.21. Размещение механизации на крыле самолета: 1 — внутренний закрылок; 2 — интерцепторы; 3 — внешний закрылок; 4 — предкрылки.

В табл. 9.2 дано сравнение различных

видов

механиза­

ции при ее размещении по всему

размаху

нестреловидного

крыла, имеющего удлинение

Х=

6,

относительную толщину

с = 0,17, <хкрнт=17°, су шах =

1,4, сх=

0,14 (при

cyJpax)- Относи­

тельная хорда закрылков и щитков составляет

6 =

0,3, пред­

крылков 6 = 0,05; 3 — угол отклонения щитка или закрылка.

183


 

 

 

 

Т а б л и ц а

9.2

Вид

механизации

о

Г1Крит

^ у шах (при

с

)

 

 

 

 

*

с у max'

Простом

щиток

50

14

0,87

0,05

 

Выдвижном щиток

60

13

1,10

0,06

 

Закрылки:

 

 

 

 

 

простои

<1;.

I 2

0,66

0,02

 

щелевой

*15

18

0,70

0,01

 

выдвижной одпоIцелесои

40

13

1,54

0,01

 

выдв11ж !1оIi д пу .\иieлевой

60

12

1,70

0,035

 

Предкрылок

28

0,4

0,02

 

В ыдвиж нои д ву хт е левой

 

 

 

 

 

закрылок и предкрылок

50

24

1,95

0,045

 

3. Увеличение ускорения при разбеге

Увеличение / х ср раз6. — среднего значения ускорения само­

лета при разбеге, как следует из выражений (9.1) и (9.3), ие влияет на скорость отрыва, но приводит к уменьшению време­ ни и длины разбега.

Наиболее распространенным средством увеличения уско­ рения является повышение тяговооруженпости самолета

р=-рг- при разоеге. С этой целью используется взлетный ре-

жим работы двигателей, применяются форсажные камеры с дополнительным впрыском топлива за турбиной двигателя и специальные так называемые бустерные двигатели, работаю­ щие при взлете. Могут применяться также ракетные ускори­ тели, крепящиеся к фюзеляжу или крылу и сбрасываемые после взлета самолета. Время действия стартовых ускорите­ лей, работающих на твердом топливе, не превышает 15—20 сек. С их помощью можно получить очень короткие дистанции взлета. Увеличение ускорения при взлете может быть достиг­ нуто и с помощью аэродромных стартовых ускорителей — различного вида катапультных устройств, но вследствие гро­ моздкости и сложности, особенно для самолетов большого веса, такие устройства не находят применения в гражданской авиации.

184


Уменьшение лобового сопротивления самолета также бла­ гоприятно влияет на длину разбега, что учитывается при ис пользовании механизации крыла (угол отклонения щитков и закрылков на взлете меньше, чел; при посадке). С этой же целью на большинстве современных самолетов отсеки шасси закрываются створками как при убранном, так и при выпу­ щенном шасси.

4. Торможение самолета

Средства, повышающие аэродинамическое сопротивление самолета, применяются для увеличения крутизны траектории планирования и для сокращения пробега.

Аэродинамические тормоза. Угол планирования опреде­

ляется

величиной аэродинамического

качества самолета

g 0 M =

—. Возможность изменения угла

0 ПЛ в широком диа­

пазоне. при относительно мало изменяющейся скорости поле­ та, повышает безопасность полета (позволяет легко исправ­ лять ошибки в расчетах па посадку) и обеспечивает возмож­ ность посадки на аэродромах с плохими подходами. Для уменьшения качества используются аэродинамические тормо­ за, выполняемые в виде щитков, расположенных под крылом пли па фюзеляже. Одно из требований, предъявляемых к аэро­ динамическим тормозам, возможно меньшее изменение подъ­ емной силы н продольных моментов при их использовании, чтобы упростить пилотирование самолета вблизи земли перед приземлением.

Этому требованию полностью отвечают тормозные щитки на хвостовой части фюзеляжа (рис. 9.22). Тормозные щитки используются также и для торможения самолета при пробеге.

Специально для сокращения длины пробега применяются тормозные парашюты и интерцепторы.

Тормозные парашюты устанавливаются в хвостовой части фюзеляжа и выпускаются после приземления. Их использо­ вание особенно целесообразно при посадке па увлажненную или обледеневшую ВПП, когда эффективность торможении колес резко падает.

На тяжелых самолетах, из-за усложнения эксплуатации, применяются парашюты большого размера и веса, тормозные парашютные системы, состоящие из двух, трех п более купо­ лов.

переводом лопастей па отрицательные углы атаки, обеспечи­ вается реверсирование тяги турбовинтовых двигателей. Ре­ верс тяги турбореактивных двигателей осуществляется пово­ ротом на угол больше 903 газовой струп. Пример схемы ревер­ са тяги показан на рис. 9.23. Практически удается получить величину обратной тяги не более 35—40% от величины прямой тяги двигателя. Применение реверса тяги обеспечивает эффек­ тивное торможение самолета независимо от состояния ВПП.

Рис. 9.23. Схеми устр<'мстим для реверси тн;и реактивного двигателя.

s 5. ЛУГИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБОВАНИИ

КПРОЧНОСТИ И РЕСУРСУ АВИАКОНСТРУКЦИЙ

1.Связь прочности и долговечности конструкции

сэкономичностью самолета

Одним из важнейших пунктов ЭТТ являются требования к прочности и ресурсу авиаконструкцнй. Выполнение их способ­ ствует обеспечению требований безопасности п экономичности.

Прочность (статическая и усталостная) должна быть обес­ печена для заданных условий эксплуатации, которые опреде­ ляются:

а) характером и величиной действующих нагрузок; б) температурными условиями работы конструкции; в) атмосферными условиями; г) интенсивностью эксплуатации.

187