Почему авиастроительные корпорации делают одинаковые самолеты? Проектирование самолета. Промышленная инвестиционная деятельность
др.). Тонкое крыло небольшого удлинения не позволяет устанавливать двигатели на крыле или в крыле без ущерба для механизации крыла. Двигательные гондолы заняли бы слишком много места, не только значительно сократив размах закрылков, но и ликвидировав возможность подвешивать к крылу боевую нагрузку. Как известно, значительная часть боевой нагрузки самолетов подобного типа подвешивается под крылом.
Кроме того, если самолет имеет один большой воздушно-реактивный двигатель (тяговооружеиность истребителей наиболее высокая), то фюзеляж является единственным местом для установки такого двигателя.
Размещение двигателей в корне крыла широко применялось на тяжелых дозвуковых реактивных самолетах военного и гражданского назначения (Ту-16, Ту-104, Ту-124 и др.; английские самолеты Вулкан, Виктор, Комета и др.). Такая схема установки двигателей, обладая определенными положительными качествами (отказ одного или двух двигателей, размещенных с одной стороны, не вызывает резких разворачивающих и кренящих моментов, высокое расположение воздухозаборников, низкое аэродинамическое сопротивление двигательной установки и др.) имеет ряд существенных недостатков (особенно для пассажирских самолетов). К недостаткам относятся:
а) близость реактивной струи к обшивке фюзеляжа, сильный шум в пассажирской кабине;
б) длинные воздухозаборники на 5 ... 6 % уменьшают тягу двигателей;
в) пожар, возникший в двигателях, может распространиться на пассажирскую кабину и топливные баки (требуется усиленная противопожарная защита);
г) в случае разрушения лопаток компрессора или турбины возможно поражение пассажирской кабины и топливных баков (тре- буется специальное бронирование);
д) наличие заборников на передней кромке крыла и выхлопных труб на задней кромке уменьшает возможности механизации крыла;
е) создание устройств для реверсирования тяги затрудняется; направляемые вниз вперед реактивные струи газов, отражаясь от поверхности аэродрома, могут засасываться в воздухозаборники двигателей, вызывая помпаж этих двигателей;
ж) плохие условия эксплуатации двигателей из-за трудности подхода к ним;
з) существенно уменьшается объем крыла для размещения топлива;
и) увеличение массы конструкции самолета вследствие утяжеления крыла (из-за вырезов в лонжеронах и наличия съемных панелей) и вследствие длинных воздухозаборников или выхлопных труб.
Размещение двигателей на пилонах под крылом широко применяется на современных тяжелыхсамолетах (дозвуковых и сверхзвуковых).
Такая схема имеет следующие преимущества:
а) двигатели разгружают конструкцию в полете, уменьшая изгибающий момент от внешних нагрузок, что приводит к уменьшению массы конструкции крыла;
б) двигатели демпфируют колебания крыла при полете в турбулентной атмосфере и являются противофлаттерными балансирами;
в) обеспечивается удобство замены двигателя другим (с большими размерами);
г) создаются хорошие условия по обслуживанию двигателя;
д) возможно надежное изолирование двигателя от крыла при помощи противопожарных перегородок в пилоне;
е) обеспечивается меньший щум от двигателей в пассажирской кабине;
ж) обеспечивается лучшая, чем на двигателях, установленных в корне крыла, изоляции конструкции самолета от воздействия звуковых пульсирующих давлений реактивных струй двигателей;
з) обеспечивается удобство установки на двигатели приспособлений для реверса тяги и щумоглущения.
Наряду с указанными выше преимуществами, размещение двигателей на пилонах под крылом имеет следующие недостатки:
а) в случае остановки двигателя, особенно внещнего, создается большой разворачивающий момент в горизонтальной плоскости;
б) чтобы при посадке с креном (до 4°) внешние двигатели не касались земли, требуется создание большого угла поперечного V крыла, что ухудшает характеристики устойчивости и управляемости самолета и требует введения автоматики в систему управления;
в) при низком расположении двигателей относительно поверхности аэродрома возможно попадание в воздухозаборники посторонних мелких предметов;
г) пилонная подвеска двигателей затрудняет использование закрылков по всему размаху крыла, так как при взлете реактивные струи двигателей могут их разрушить.
Размещение двигателей на хвостовой части фюзеляжа получило широкое распространение на отечественных и зарубежных пассажирских самолетах.
На тяжелых самолетах, когда для обеспечения необходимой величины тяговооруженности требуется четыре двигателя, на бортовых пилонах устанавливается по два двигателя с каждой стороны (например, самолет Ил-62).
Если для данной взлетной массы самолета требуемая тяговооружеиность обеспечивается нечетным числом двигателей (три двигателя), то один из двигателей должен устанавливаться в плоскости симметрии самолета. В данном случае этот двигатель раз-
мещается внутри хвостовой части фюзеляжа, а его воздухозаборник выносится в корневую часть вертикального оперения над фюзеляжем. По такой схеме установлены двигатели на самолетах Боинг 727, Локхид L-1011, Де Хэвилленд Трайдент и на советских самолетах ЯК-40, Як-42 и Ту-154.
Размещение двигателей на хвостовой части фюзеляжа, когда двигательная гондола крепится к фюзеляжу посредством небольшого пилона, позволяет:
а) обеспечить аэродинамически чистое крыло, что повышает его аэродинамическое качество;
б) максимально использовать размах крыла для размещения средств механизации (закрылки, предкрылки и т. д.), что улучшает взлетно-посадочные характеристики самолета;
в) определять поперечное V крыла из условий обеспечения оптимальных характеристик поперечной и путевой устойчивости и управляемости;
г) улучшить характеристики продольной, путевой и поперечной устойчивости самолета;
Работой гондол двигателей и их пилонов как дополнительного горизонтального оперения;
Выносом горизонтального оперения из зоны торможения потока за крылом;
Малым разворачивающим моментом при остановке одного из двигателей;
д) улучшить комфорт пассажиров (по сравнению с установкой двигателей в корне крыла) за счет уменьшения шума, так как гондолы двигателей в данном случае устанавливаются позади герметической кабины;
е) повысить (по сравнению с установкой двигателей в корне крыла) эксплуатационные характеристики силовой установки и всего самолета в целом:
Созданием достаточно хороших условий для подхода к двигателям;
Обеспечением возможности замены гондолы двигателя при установке двигателя с большими размерами;
Истечением реактивной струи на большой высоте относительно поверхности аэродрома (меньший износ покрытия взлетных полос и рулежных дорожек);
ж) предохранить двигатели от попадания в них посторонних предметов при взлете и посадке благодаря высокому расположению воздухозаборников;
з) улучшить работу устройств для реверсирования тяги двигателей (по сравнению с двигателями, размещенными в корне крыла);
и) создать лучшие условия аварийной посадки самолета. Однако наряду с указанными преимуществами схема установки
двигателей на хвостовой части фюзеляжа имеет следующие существенные недостатки:
а) увеличивается масса конструкции самолета вследствие:
Усиления конструкции хвостовой части фюзеляжа из-за дополнительных весовых и инерционных нагрузок от двигателей (масса конструкции фюзеляжа увеличивается примерно на 10 ... ... 15 %);
Увеличения массы крыла (примерно на 10 ... 15 %) из-за отсутствия разгрузки крыла;
Увеличения массы вертикального оперения, несущего на себе горизонтальное оперение;
б) центр масс пустого самолета сдвигается назад, а центр масс полностью загруженного самолета - вперед, чем создаются трудности в центровке и балансировке самолета (см. гл. 8);
в) носовая часть фюзеляжа выдвигается вперед, что отрицательно сказывается на путевой и продольной устойчивости самолета;
г) при попадании самолета в обледенение создается возможность попадания в двигатели обломков льда, сбрасываемых противообледенителями с крыла;
д) необходимо прокладывать топливопроводы от баков к двигателям вблизи пассажирской кабины, что вызывает опасность попадания паров керосина в кабину и увеличивает массу трубопроводов;
е) несколько затрудняется обслуживание двигателей, высоко расположенных над поверхностью аэродрома.
Перечисленные недостатки приводят к тому, что на самолетах третьего поколения двигатели устанавливаются в основном на пилонах под крылом.
Размещение двигателей под крылом (с непосредственным креплением гондол двигателей к крылу) встречается на тяжелых сверхзвуковых самолетах. В данном случае двигатели могут устанавливаться либо в одной гондоле, расположенной в плоскости симметрии самолета (самолет Норт Америкен ХВ-70), либо попарно в двух гондолах (пассажирские самолеты Ту-144 и Конкорд).
Размещение двигателей в гондолах на нижней поверхности крыла объясняется стремлением использовать или даже усилить поля повышенных давлений под крылом. Когда на двигательной гондоле со специально спрофилированными внешними обводами образуется система скачков уплотнения, то на нижнюю поверхность крыла действует повышенное давление - дополнительная подъемная сила (отсюда термин подъемная сила от сжатия). В результате взаимодействия систем скачков уплотнения с поверхностью крыла аэродинамическое качество самолета на сверхзвуковой крейсерской скорости существенно увеличивается (на самолете ХВ-70 приблизительно на 20 %). Кроме того, угол атаки крыла в крейсерском полете уменьшается (так как величина /Сшах сдвигается на меньшие углы), что также уменьшает лобовое сопротивление,
другие преимущества и недостатки аналогичны свойствам пи-лонной подвески двигателей под крылом.
Установка двигателей над крылом на пилонах позволяет несколько уменьшить вредную интерференцию между крылом и двигательной установкой вследствие того, что струя от двигателей несколько увеличивает циркуляцию потока на крыле в зоне двигательной установки, а не создает провала в циркуляции, как при установке двигателей под крылом. Однако главными недостатками такой схемы являются сохранение увеличенного шума на местности, если заборники двигателя находятся впереди передней кромки крыла, и трудности в создании реверса тяги.
Установка двигателей над крылом с непосредственным размещением гондол на крыле осуществлена на экспериментальных самолетах короткого взлета и посадки (СКВП) с тем, чтобы выхлопная струя двигателей, обтекая верхнюю поверхность крыла, создавала эффект Коанда - эффект увеличения подъемной силы крыла за счет суперциркуляции (см. гл. И).
5.5. ПОДХОД К ВЫБОРУ СХЕМЫ САМОЛЕТА
Как уже говорилось выше, выбор схемы самолета начинается с выбора аэродинамической балансировочной схемы, а затем производится выбор конкретной схемы по ее отдельным признакам, разнообразие которых лишь частично показано на рис. 5.1. В предыдущих разделах этой главы показан подход к этому выбору путем оценки каждого из признаков схемы на примере выбора схемы по положению крыла относительно фюзеляжа, по числу двигателей и размещению их на самолете. Так же рассматриваются и оцениваются варианты схемы по другим признакам. При этом:
а) оцениваются тактические свойства схемы, ее способность выполнять основную поставленную задачу. Для пассажирских самолетов это означает обеспечение перевозки заданного числа пассажиров, получение заданных летно-технических характеристик и использование указанного в ТТТ класса или типа аэродрома;
б) производится аэродинамическая оценка схемы с точки зрения получения максимального аэродинамического качества и возможно больших значений сах при взлете и посадке (и сдоп при маневрировании);
в) оцениваются варианты схем по массе с учетом требований к жесткости и прочности конструкции и к сроку службы;
г) рассматриваются эксплуатационные качества самолета в данной схеме с точки зрения удобства обслуживания самолета в эксплуатации.
В конечном итоге оценивается способность той или иной схемы наиболее полно удовлетворять ТТТ и ТЗ. В большинстве случаев конструкторским бюро учитывается и опыт предыдущих работ по той или иной схеме (производится анализ прототипов), оцени-
О/Тщая компоновка
Балансировочная схема | |||||
Раополотение крыла | |||||
Характер продольной устойчивое/пи | |||||
Степень пдрдольной. устойчивости т,у о Тип двигателей | 0.Г5 * ГРАД ** | ||||
Число двигателей | |||||
Расположение двигателей Форма в плане | |||||
Угол стреловидности х,° | |||||
Удлинение л Горизонт Размеш,ение | |||||
|
По теме:
В настоящее время мы, россияне, продолжаем летать на «Боингах» и «Аэробусах», которые составляют основу парка отечественных авиакомпаний. И на каждом шагу продолжается реклама «забугорных» самолётов. Но безопасно ли на них летать? Попробуем разобраться.
Нужно признать, что опасения пассажиров насчёт безопасности полётов более чем оправданы – Запад никогда не станет продавать России новую авиатехнику! Наши конкуренты будут душить российский авиапром! И в данной статье необходимо сравнить лётно-технические качества и прочность отечественной и зарубежной авиатехники. Первое, что бросается в глаза – это низкое расположение двигателей под крыльями и малый клиренс от нижней части «движков» до земли у зарубежных самолётов. Ведь при взлёте и посадке велика вероятность попадания в воздухозаборник посторонних предметов, а это чревато катастрофой. Кроме того, учитывая наши суровые метеоусловия, российские лайнеры оснащены более надёжными и неприхотливыми двигателями. О максимальной скорости самолётов и говорить не приходится – так, у Ту-154 она составляет 950 км/ч., Ан-148 – 870 км/ч. В свою очередь, «Боинг» Б-737-800 развивает скорость лишь до 850 км/ч., «Аэробус» А-320neo – до 870 км/ч. Оставляет желать лучшего и прочность западных лайнеров. Как известно, они не могут нормально сесть на неподготовленные и грунтовые аэродромы, коих в России хватает, а благополучная посадка Ту-154М в Ижме 7 сентября 2010 года весьма красноречиво показывает, что отечественные самолёты сделаны на совесть. Ещё одно происшествие с участием Ту-154М до сих пор упорно замалчивается мировыми СМИ. Так, 26 сентября 2006 года в аэропорту «Манас» (Киргизия) столкнулись взлетавший Ту-154М и загородивший ему полосу американский заправщик КС-135. При ударе «американец» тут же загорелся и после пожара восстановлению не подлежал. А легендарный «Туполев» лишился части плоскости крыла, но сумел благополучно сесть на аэродром. И после ремонта до сих пор летает!. Кроме того, вспомним катастрофу 2 апреля 2012 года франко-итальянского турбовинтового самолёта АТR-72 авиакомпании «ЮТейр» под Тюменью. Эта нежная, капризная машина может эксплуатироваться только в южных широтах, и, по существу, не является конкурентом не только новым российско-украинским Ан-140, но и старым добрым Ан-24. Катастрофы, произошедшие с участием АТR-72 (всего потеряно 19 машин), подтвердили опасность его эксплуатации в сложных метеоусловиях, так как главными причинами аварий стали проблемы с двигателями и обледенение конструкции. И после этих инцидентов АТR-72 за рубежом в северных широтах больше не эксплуатируется. Серьёзным недостатком у западных самолётов является их ограничения в эксплуатации по климату и влажности воздуха. Например, во время испытаний Ту-334 в Иране, в горной местности в разрежённом и горячем воздухе, причём отечественная машина взлетала даже на одном двигателе. При этом зарубежные самолёты выполняют рейсы в жару только по ночам, так как двигателям не хватает мощности. Кроме того, при температуре ниже -30 градусов по Цельсию «Боинги», «Бомбардье» и другие западные лайнеры также не могут эксплуатироваться. Много пишут о «комфортабельности» зарубежных машин. К примеру, система кондиционирования функционирует настолько плохо, что её отключение в полёте зачастую либо не представляется возможным, либо кондиционер не удаётся включить вовсе. О тесноте в салоне и говорить не приходится. Вот отзыв пассажирки о самолёте «Embraer» E-195 бразильского производства авиакомпании «Саратовские авиалинии», которая в августе нынешнего года обратилась к руководству авиаперевозчика с просьбой улучшить техническое состояние воздушного парка: Когда начался взлёт, мы попали в зону сильной турбулентности. Самолёт начало сильно трясти. Причем трясло его долгое время. Я понимаю, что так долго самолёт трястись не может. Неожиданно он начал снижаться. В итоге, мы летели не в облаках, а под ними. Все пассажиры могли видеть землю. Нам сказали, чтобы мы закрыли все окошки, и не ходили по салону. Нас очень сильно трясло. Это было нам понятно, тем более сам командир нам об этом объявил! После этого все пассажиры начали жаловаться, чтобы включили кондиционер. Стюардесса обещала исправить это, но в итоге никто ничего не включил. Весь полёт в салоне самолёта было жарко, была невозможная духота. Мы всё-таки сели. Хочу поблагодарить за профессионализм командира этого рейса, который очень достойно посадил самолёт. И сказать «спасибо, что долетели!». Когда мы приземлились, никто не хлопал в ладоши, как это обычно бывает, потому что все, наверное, находились в шоковом состоянии. Никто не вставал с места и не включал телефоны до тех пор, пока не вышел командир – весь мокрый и бледный – он сказал: “можете вставать”, когда уже трап подогнали к самолёту, и тогда все начали потихоньку выходить». Кроме того, у западных лайнеров имеется ещё одна «ахиллесова пята» – это управление самолётом с помощью компьютера. В этом случае велика вероятность, что по чьей-то зловредной команде сработает тайная программа, вирус – тем самым вырубится жизненно важный электронный блок и самолёт обречён. История напоминает – ещё в 1980-х годах президент Ирака Саддам Хусейн покупал у французов комплексы ПВО. И перед началом воздушного этапа операции НАТО «Буря в пустыне» (1991 год) в Ираке все эти зенитные системы в одночасье были выведены из строя по команде со спутника. Однако, до сих пор упорно игнорируется то обстоятельство, что в РФ успешно эксплуатируются отечественные самолёты Ан-148 (числятся в авиакомпаниях «Ангара» и «Саратовские авиалинии»), Як-42Д (авиакомпании «Ижавиа», «Саратовские авиалинии», «КрасАвиа» и др.), Ту-204-100 (авиакомпания «Ред Вингс»). Следовательно, Россия должна быть великой авиационной державой. Иначе страны не будет как таковой. Сегодня мы самое большое по площади государство с слабой транспортной инфраструктурой. Таким образом, проблемы отечественной авиации из экономической плоскости перерастают в проблему национальной безопасности. Таким образом, если западные авиационные корпорации объявят России экономическую войну, мы, конечно, сможем восстановить отечественное гражданское самолётостроение. Но не столь ударными темпами, так как это высокотехнологичная инновационная отрасль. Разрушать российский авиапром, напомним, начал ещё в начале 1990-х годов Егор Гайдар. Будучи премьер-министром, он цинично заявлял, что гражданское авиастроение – это, мол, слишком затратное дело для российской экономики. Результаты этой разрушительной политики – налицо… Страница 1 Компоновка двигателей на самолете весьма разнообразна. Выбор той или иной схемы определяется типом двигателей, их числом и габаритами, а также типом самолета, его летно-техническими данными и условиями базирования. Некоторые возможные схемы размещения двигателей на самолете показаны на рис. 1 1.Размещение двигателей в фюзеляже (рис. 1, а-д) обеспечивает самолету минимальное дополнительное сопротивление от двигательной установки и небольшое влияние на устойчивость и управляемость самолета. При этом практически отсутствует влияние струи выхлопных газов на хвостовое оперение. Вес конструкции узлов крепления двигателя получается небольшим. Воздух к двигателю подается по каналам от воздухозаборников, которые могут быть расположены в носовой части фюзеляжа (а), по бокам фюзеляжа (б), в корневых частях крыла (в) или сверху фюзеляжа (г, д). Наиболее высокую степень использования скоростного напора обеспечивает лобовой воздухозаборник (рис. 1, а), так как он обтекается невозмущенным потоком. При большой длине фюзеляжа могут оказаться более выгодными боковые, крыльевые или верхние воздухозаборники. Применение таких входных устройств способствует уменьшению длины воздушных каналов. При этом также упрощается размещение агрегатов оборудования и вооружения в носовой части фюзеляжа и улучшается обзор экипажу. Для снижения потерь на входе в воздухозаборник предусматривают систему отсоса пограничного слоя. К недостаткам крыльевых и верхних заборников следует отнести дополнительные потери скоростного напора на поворот струи и утяжеление конструкции, связанное с компенсацией вырезов, образованных в крыле и фюзеляже для прохода воздушных каналов. Размещение двигателей на крыле (рис. 1, г-з, к). Двигатели могут располагаться в корневой части крыла или на консоли. К достоинствам расположения двигателей в корневой части крыла (е, ж) следует отнести сравнительно небольшое дополнительное сопротивление, обусловленное их установкой, и малое влияние на балансировку самолета отказа одного из двигателей. При этом двигатели могут располагаться либо позади основного силового набора крыла (е), либо внутри силового кессона (іт)- В последнем случае они лучше вписываются в обводы крыла, но вес конструкции получается большим, главным образом, из-за необходимости создания монтажных люков в силовых панелях, крыла. К недостаткам расположения двигателей в корне крыла следует отнести значительные вибрационные нагрузки обшивки фюзеляжа от реактивной струи, высокий уровень шума в кабине, опасность распространения пожара от двигателей на кабину и топливные отсеки. При расположении двигателей в средней части и на конце крыла (з) эти недостатки частично устраняются. Двигатели, разнесенные по размаху крыла, обеспечивают разгрузку крыла в полете, благодаря чему вес конструкции крыла снижается. Широкое распространение получила схема с расположением двигателей на пилонах под крылом (к). К достоинствам такой схемы можно отнести следующее: Высокое аэродинамическое качество крыла; Малые потери на всасывании (лобовой воздухозаборник) и на выхлопе (нет удлинительной трубы); Увеличение критической скорости флаттера за счет смещения вперед центров тяжести сечений крыла, в которых размещены двигатели; Удобные подходы к двигателю. В то же время размещение двигателей на пилонах имеет и недостатки: Увеличивается сопротивление самолета; Тяга двигателей оказывает влияние не только на путевую, но и на продольную устойчивость самолета; Увеличивается высота шасси, особенно на самолетах со стреловидным крылом, имеющим отрицательное поперечное V; Увеличивается вероятность выхода из строя двигателей из-за попадания в воздухозаборники твердых частиц с поверхности аэродрома. Размещение двигателей на горизонтальных пилонах по бокам хвостовой части фюзеляжа (рис. 1 и). В авиации применяются несколько схем расположения крыла относительно фюзеляжа (низкоплан, центроплан, высокоплан) и двигателей (например: под крылом, в хвосте) В современных реактивных пассажирских лайнерах наибольшее распространение получила схема низкоплана с двигателями под крылом. Конечно, любая компоновка — это совокупность плюсов и минусов, но преимущества этой схемы перевешивают её недостатки. Боинг исследовал множество вариантов и остановился именно на ней для своих самолетов Б737, 747 и т. д. Размещение двигателя в задней части фюзеляжа дает возможность повысить аэродинамическую чистоту крыла, уменьшить шумность в салоне и снизить аэродинамические эффекты от обтекания фюзеляжа реактивной струей. Так же меньше дестабилизирующий момент при отказе двигателя. Но при этом возникают свои проблемы. Итак, несколько слов о компоновке «Двигатель в хвосте» «Свой»
писал:  А горизонтальное оперение у компоновки двигатели на хвосте, как известно, располагается на вершине киля (если его устанавливать на фюзеляже, то оно попало бы в струю газов из сопла двигателей). Так называемое Т-образное хвостовое оперение ещё и тяжелее обычного. Существенное утяжеление конструкции является значительным недостатком самолётов с двигателями на хвосте. Кроме тяжёлого хвостового оперения, самое большое утяжеление имеет фюзеляж, на котором крепится силовая установка, загружающая его. Как оказалось, на самолётах с двигателями на хвосте преимущества «аэродинамически чистого» крыла снижались за счёт увеличения аэродинамического сопротивления, обусловленного взаимовлиянием (интерференцией) мотогондол и хвостовой части фюзеляжа. 2. Ко всему прочему, расположение двигателей в хвосте - отбирают часть салона, этим увеличивая общую длину фюзеляжа. Сравните длину 5-рядного SSJ (29,94 м, 98 пассажиров в 19.5 рядов) и 6-рядного Ту-334 (31,26 м, 102 пассажира в 17 рядов). 3. Существует и недостаток, связаный с близостью расположения двигателей друг к другу (а так же компактностью топливопроводов в хвосте): в случае пожара одного мотора шансы, что огонь повлияет и на второй (третий) двигатель (или подачу топлива к ним) - много выше, чем у самолетов с широко разнесёнными двигателями (под крылом). 4. Если двигатель подвешен под крылом, то его вес частично уравновешивается подъемной силой крыла(в полете). А если он в хвосте - вес ничем не уравновешивается, окромя как прочностью конструкции фюзеляжа и (крыла тоже). Или, если сказать по другому, двигатели на крыльях хорошо разгружают и само крыло - подъемная-то сила стремится задрать крыло вверх. 5. Двигатели "под крылом" ГОРАЗДО удобнее обслуживать. Из интервью Жака Декло : Я хотел бы подчеркнуть, что низкое положение двигателя является огромным преимуществом для техобслуживания. Благодаря такому его расположению мы способны заменить любое оборудование в течение 20 минут, для замены двигателя потребуется менее двух часов. А стоимость техобслуживания является одним из важнейших критериев для авиакомпании-заказчика. 6. Ещё один недостаток связан с большой разбежкой центровки самолетов. Расположенные сзади двигатели приводят к смещению назад центра тяжести (ЦТ) самолета. Смещается назад и крыло. В результате фюзеляж и пассажирская кабина оказываются разделёнными крылом на неравные части — длинную носовую и короткую хвостовую. При этом наличие коммерческой нагрузки (пассажиры, багаж, груз) перемещает ЦТ вперед относительно крыла, а её отсутствие (перегоночный вариант, неполная загрузка) приводит к перемещению ЦТ самолета назад. В итоге расстояние между крайними положениями ЦТ превысило у самолетов с «высоким движком» все ранее известные пределы. Как решить эту проблему? Первые создатели таких самолетов — конструкторы «Каравеллы» и Ил-62 — решили идти привычным путём. Пусть истинная разбежка огромна, но летать самолёт должен только при умеренном её значении, характерном для прежних самолетов с двигателями на крыле, следовательно, необходимо компоновать крыло и главные стойки шасси относительно переднего положения ЦТ (полная загрузка). Что же будет, когда пассажиры выйдут и ЦТ переместится назад? Самолёт перевернется на хвост? Чтобы этого избежать, на Ил-62 применили дополнительную хвостовую стойку шасси, на которую опирается пустой самолёт. Как-то во время испытаний Владимир Коккинаки забыл убрать хвостовую опору перед взлётом и при разбеге сломал ее. Он комментировал это происшествие так: «Отлетает всё, что не нужно самолету». Пилоты не любят непонятных усложнений… У «Каравеллы» роль хвостовой опоры играл бортовой пассажирский трап в хвостовой части фюзеляжа (после высадки пассажиров самолет опирается на него, пока топливозаправщик не зальет горючее в крыльевые баки). Это на земле, а как лететь, если ЦТ переместится назад и самолет окажется неустойчивым в полёте? На Ил-62 предусмотрен балластный бак в носовой части фюзеляжа, в который при отсутствии коммерческой нагрузки заливается вода. Ведь топливо не следует размещать в фюзеляже по соседству с пассажирской кабиной — это пожароопасно. На «Каравелле» в перегоночном полёте в носовые багажники грузят балласт. Это, если можно так сказать, решение проблемы «по-французски». Оно связано с эксплуатационными трудностями, опасностями ошибиться при использовании балласта. В крейсерском полёте самолёт летает при малых разбежках центровки, что требует меньших балансировочных нагрузок на горизонтальное оперение и меньших его размеров. Вставший на хвост самолет 7. Итак, двигатели "под крылом" работают на устойчивость самолёта и на его хорошую весовую культуру (при прочих равных такой самолёт весит меньше тех, у кого движки расположены по-другому), т.е. самолёт везёт больше комм.нагрузки. Вероятно, указанные выше ограничения не устраивали английских создателей VC-10, DH-121, ВАС 111. Они захотели решить проблему кардинально — обеспечить возможность полёта при всех имеющихся огромных разбежках центровки. При этом надо компоновать крыло и главные стойки шасси относительно заднего положения ЦТ (самолет без нагрузки). В этом случае самолет никогда не перевернётся на хвост и всегда будет устойчивым в полёте. Но проблема возникает при полной загрузке самолета. Она состоит в том, что огромное плечо главных стоек шасси относительно ЦТ затрудняет отрыв передней стойки шасси при взлете самолета. Трудно и балансировать самолёт в полёте: требуются большие усилия на горизонтальном оперении и углы его отклонения, что увеличивает сопротивление в полёте. Эти проблемы решаются только за счёт существенного увеличения площади (и массы) горизонтального оперения. Для примера сравним близкие по размерам самолеты: скомпонованный «по-французски» Ил-62 имеет площадь горизонтального оперения, составляющую 14,7% от площади крыла, а скомпонованный «по-английски» VC-10 — 23%. Возможных компоновок двигателя для пассажирского лайнера сегодня, фактически, всего две — на хвосте и под крылом (у верхнего крыла глюков ещё больше). Естественно, выбирая между мифической опасностью «засосать в движок мусор с полосы» и хорошо известным авиаторам гемороем… Про движки на хвосте можно сказать ещё то, что известно об одной катастрофе и двух «инцидентах» связанных с попаданием на взлёте в движки ледяной корки с крыльев. Виновата, само собой, аэродромная служба — но факт остается фактом. «Под крылом» такого не может случиться в принципе. А расскажите так же и про минусы компоновки «движок под крылом»
Выводы по пунктам:
Соответсвенно, выбор конструктора пляшет именно от размера самолета. В среднем классе — или встроенный трап и геморой с ЦТ, или движки под крыло — но получается дверь на большой высоте. Вот какую штуку нашел. Полюбуйтесь, как извращаются люди, лишь бы не ставить двигатель на хвост!!! Валерий Попов писал: … У самолётов с размещением двигателей в хвосте есть ещё одна проблема — нелокализованное разрушение двигателя. Вероятность поражения обломками двигателя коммуникаций, генераторов, гидронасосов, элементов системы управления значительно выше, чем при размещении двигателей под крылом. Сертифицировать самолёт в такой схеме можно, но уровень безопасности будет заведомо ниже, чем для альтернативного варианта. То же отностится к пожару двигателя (читайте Ершова). Причём это нелокализованное разрушение, в отличие от попадания в двигатель посторонних предметов, реальная опасность. За последние 3-4 года в России было 2 случая — Як-42 и Ту-154. В то время, как по попаданиям посторонних предметов — проблем не припомню… Drozdov Vadim пишет: Добавлю, что на самом распостранённом ныне Ту-154 проблему пытались решить также наклонив назад стойки основного шасси (ось тележки при этом сдвигается назад относительно заднего лонжерона). Но получили дополнительную проблему в виде необходимости усиления задней части фюзеляжа из-за появления эффекта «ножниц» при касании земли. Если посмотрите на фюзеляж за крылом — видны серьёзные усиливающие накладки. Тем не менее избавиться от проблемы полностью не удалось и перегрузка на посадке ограничена до 2,0. Это довольно небольшая величина, и усугубляет ситуацию инертное поведение машины в продольном канале, особенно при передних центровках. Поэтому требования к технике пилотирования этого самолёта весьма высоки, а цена жёсткой посадки довольно большая. Lukas писал: двигатель под крылом — разгружает крыло. Т.е. в весовом отношении со схемой двигатель в хвосте проигрываем дважды: и крыло тяжелее, и хвост начинает весить как чугунный мост. Экзот : Разница в топливной системе близка к принципиальной. Расходные баки/отсеки располагаются у «двигатель по крылом» также в баках или рядом с ними. И, при необходимости, топливо оттуда может поступать даже при отказе самолётных подкачивающих насосов . При расположении двигателей на хвостовой части фюзеляжа это очень сложно. При расположении двигателей под крылом двигатели продолжают работать даже при невероятном отказе всех СПН. Если же Вы предполагаете отказ всех СПН вероятным (например, умерла вся электросистема), то даже в этом случае силовая установка продолжит работать. Чего нельзя сказать о компоновке «двигатель в хвосте». 20.06.2015 Vetrogonov пишет:
Совершено пустой. Они не компенсируют большое количество недостатков жопомоторов. 21.06.2015 tomashomecat пишет:
1. насколько я знаю главная причина всеобщего переноса движков под крыло в 60х годах был вес тогдашних движков нужной мощности, сейчас такой проблемы нет.
21.06.2015 asp пишет:
… а еще на мотогондолы работают как запасное шасси, и после поездок на них самолет можно использовать снова:-) 21.06.2015 Посторонним В пишет: К плюсам компоновки "двигатель под крылом" можно отнести и то, что при увеличении тяги возникает дополнительный кабрирующий момент - в отличие от компоновки "двигатели в хвосте", где в той же ситуации наоборот - создаётся пикирующий момент. 21.06.2015 B_A_K пишет:
"В плюс" схемы "двигатели в хвосте" можно отнести, по большому счёту, только "чистое крыло" и меньшую шумность в передней части салона. Во всём остальном эта схема проигрывает традиционной начисто! Работа силовой схемы фюзеляжа (а не каркаса!) на растяжение-сжатие далеко не самое главное. Я бы сказал, несущественное. Основное нагружение фюзеляжа - это изгиб. Эпюра изгибающих моментов, действующих на фюзеляж, определяется разносом масс. Чем весомей некий агрегат (двигатель, к примеру) и чем дальше он расположен от точки приложения аэродинамических сил от крыла (1/4 САХ), тем больше 21.06.2015 Engineer_2010 пишет:
Это точно, если учесть, что ко всем крутильно-машущим колебаниям консолей ОЧК ещё добавляется возбуждающий фактор от поперечно-вертикальных колебаний мотогондол. Кстати, на ролике про частотные испытания SSJ наглядно можно увидеть, как на определённых частотах начинают «мотыляться» движки: http://www.youtube.com/watch?v=mIUUncpPnyM | |||||
