Основные части самолета и их назначение. Расположение двигателей самолета


Схемы расположения двигателей - Sukhoi Superjet 100

Caravelle

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:1. Есть такая пакость у движков на хвосте — попадание самолёта в так называемый затяжной, «замкнутый» срыв при выходе самолёта на закритические углы атаки в 25-30° и выше. Самолет как бы «запирался»в этом положении с задранным носом, терял скорость, сваливался в штопор. Выход на закритические углы случался при попадании самолёта в мощный восходящий поток, порыв воздуха. Такие мощные порывы на больших высотах весьма редки, но каждый самолёт, как правило, в них попадает. Однако, как выяснилось, только самолёты с двигателями на хвостовой части фюзеляжа оказались неустойчивыми на этом режиме. На закритических углах атаки с крыла срывается спутная струя воздуха, которая попадает на ВЗ двигателей (что приводит к помпажу) и на горизонтальное оперение (рули высоты), делая его неэффективным.Печальный пример:

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. Подробное описание проблемы, сравнение доступа к двигателям, много фото

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

Ещё примеры севших на хвост самолетов и сравнение их компоновок

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»

  1. Движок под крылом несколько портит аэродинамику
  2. Движок под крылом шумит на уровне салона
  3. Движок под крылом вынуждает делать высокие шасси, а значит — самолёт для высадки и посадки пассажиров нуждается в трапе, плюс большое шасси — это лишний вес.

Выводы по пунктам:

  1. Движок портит аэродинамику ВЕЗДЕ . Ну, разве только сунуть его в сам фюзеляж. Но это неприемлимо потому, что он, гад, шумит, занимает место, в случае поломки может устроить пожар или мясорубку. А на пилоне — на пожар можно смотреть и идти на аварийную посадку, либо просто сбросить. (они сбрасываются, правда)
  2. Вкусовщина, можно перетерпеть. А в случае «двигатель под крылом» — само крыло экранирует шум мотора.
  3. С ростом размера самолёта значение этого фактора теряется. Если в авиетке бизнес-класса движки под крылом просто сунуть некуда, там высота от крыла до бетонки метр максимум, то на Ил-96 шо так, шо этак — все равно из салона не выпрыгнешь.

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».

http://www.aviaport.ru/conferences/32061/181.html#p371475

20.06.2015 Vetrogonov пишет:

16:59 tomashomecat пишет:чистое крыло и меньший разнос (крутящий момент) движков это для Вас пустой звук?

Совершено пустой. Они не компенсируют большое количество недостатков жопомоторов.Это понятно каждому, кто в состоянии представить прохождение сил в полете по каркасу.

21.06.2015 tomashomecat пишет:

20.06.2015 Vetrogonov пишет:Это понятно каждому, кто в состоянии представить прохождение сил в полете по каркасу.

1. насколько я знаю главная причина всеобщего переноса движков под крыло в 60х годах был вес тогдашних движков нужной мощности, сейчас такой проблемы нет.1. с точки зрения геометрии центр силы тяги "жопомотора" почти идеально совпадает с центром лобового аэродинамического сопротивления что облегчает работу каркаса, чего совсем нельзя сказать про движки под крылом низкоплана. их момент на кабрирование нужно тоже как-то компенсировать конструкцией фюзеля плюс частичной потерей эффективности крыла.2. "жопомотор" не должен создавать никаких проблем для конструкции каркаса современного пасс-самоля с мощной палубой посреди фюзеля.

21.06.2015 Посторонним В пишет:Котик, ты бы лучше в историю авиации не вдавался! ;)В 60-е годы как раз шло массовое "перемешивание" двигателей в хвост - по примеру "Каравеллы". Даже Боинг после В-707 создал 727-й по таккой схеме. И главным фактором было уменьшение шума в пассажирском салоне.

21.06.2015 asp пишет:

09:51 aosta63 пишет:главная причина переноса движков под крыло - масса возникающих плюсов. Крыло разгружается от действующей подъемной силы, и его масса становится ниже. Хвостовая часть фюзеляжа тоже становится легче так как не должна воспринимать тягу. Доступ к двигателям проще.и еще я смутно помню, что двигатель под крылом играет роль своеобразного противофлаттерного грузана вход в двигатель не попадают возмущения с крыла и он не затеняется. все это способствует устойчивости работы двигателей.

… 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.Вспоминается Туношна…Понятно, что не из-за этого, но, может, именно этой малости и не хватило… (

21.06.2015 B_A_K пишет:

tomashomecat,Я так вижу, вы прям всезнайка в авиации :) И где только таких делают?

"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 большеизгибающий момент, тем больше металла вы туда заложите. Размещение двигателей в хвосте приводит к заметному перемещению центра тяжести конструкции. Как следствие - уменьшается плечо горизонтального и вертикального оперения. Вряд ли вы знаете, что в горизональном установившемся полёте статически устойчивого самолёта стабилизатор создаёт отрицательную подъёмную силу. Это нужно для парирования момента, создаваемого парой сил: вес самолёта и подъёмная сила. Поскольку плечо стабилизатора уменьшилось, силу на стабилизаторе приходится увеличивать, что, соответственно, сказывается на ЛТХ самолёта в целом.Как справедливо было отмечено выше одним из авторов, выдвинутые вперёд двигатели при установке их на крыле служат противофлаттерными грузами. Вкупе с разгрузкой крыла это позволяет применить более тонкие профили, что, как учили нас в институтах, снижает аэродинамическое сопротивление (со всеми вытекающими последствиями).Есть ещё масса нюансов, например, увеличение веса топливной системы, бОльшая трудоёмкость обслуживания и, не поверите, двигатели в хвосте охотнее собирают с ВПП всякую бяку. Так что поменьше гонора в суждениях, есть резоны, про которые не пишут в "мурзилках", и только разработчик самолёта, прикидывая хрен к носу, определяет, чем он может пожертвовать, а чем нет, чтобы его самолёт покупали.

21.06.2015 Engineer_2010 пишет:

Krendel V.M. пишет: …задачей про пластинку бесконечного размаха на крутильной пружинке проблема флаттера не исчерпывается ))

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=mIUUncpPnyMЯ слышал от спецов по флаттеру из ЦАГИ, что в своё время, как на Ил-86 (или 96, точно не помню), так и на Ту-204, пришлось изрядно попотеть над решением проблем взаимодействия крыло-мотогондола. По их же рассказам, китайские товарищи сознательно выбрали для своего «пробного шара» в лице ARJ-21 компоновку с двигателями в ХЧФ, чтобы не связываться с этой непростой задачей.p.s. Кадры с «трясучкой» мотогондол примерно на 5 мин 45 сек.

Читайте также:

20 Jun 2012 14:07 (опубликовано: skydiver000)

Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"

Читайте далее

  • Примеры севших на хвост самолетов - Судя по фотографиям на сайте airlines.net большая часть севших на хвост самолётов имеет расположение двигателя в хвосте. Только 3 самолёта имеют расположение двигатель-под-крылом, и причины у них довольно уважительные: Двигатели под крылом самолёт...… (+5)
  • Bombardier: Начало эксплуатации CSeries откладывается - 16 января 2014 года фирма Bombardier выпустила пресс-релиз, согласно которому работа идёт успешно, и начальный период испытаний подтвердил ожидания компании. Однако стало ясно, что испытания займут больше времени, чем ранее планировалось....… (+10)
  • SSJ-Emb-CRJ - There is the English version of this article с другой стороны было бы интересно услышать Ваше мнение о преимуществах SSJ над другими самолетами-аналогами, над тем же Ембраером, Бомбардье (с Ан-148 лучше не сравнивать, вот появится серийный Ан-158...… (+10)
  • Ту-204 против Айрбас-321 - Ту-204 vs. Конкуренция Чтобы сравнить конкурентоспособность Ту-204, возьмём как конкурента самый распостранённый, на данный момент, вариант: А321-200. Ту-204 будем рассматривать в варианте -100. Про остальные варианты будет пара слов потом, как и про...… (+10)
  • ARJ21 - Один из конкурентов Суперджета, китайский проект ARJ-21 начал свою жизнь в марте 2002 года. Контролируемый государством консорциум ACAC считает этот проект ключевым, частью китайской десятой пятилетки История создания Китайские конструкторы взяли...… (+9)
  • Характеристики SSJ - Sukhoi Superjet 100 (сокр. SSJ 100, сертификационное название семейства самолётов RRJ — Russian Regional Jet) — российский ближнемагистральный пассажирский самолёт, разработанный компанией «Гражданские самолёты Сухого». Семейство самолётов Sukhoi...… (+7)

Случайные статьи

  • SSJ-100 на обложках журналов - здесь будут фото суперджета на обложках авиационных журналов Из превью к статье: Sukhoi Superjet 100 Товарищ, у нас есть большой самолет! Несколько месяцев назад, когда мы рассказывали историю Embraer E-Jet, и ожидали, что рыночная конкуренция в региональной коммерческой авиации будет...… (+11)
  • Система Дистанционного Управления - Электродистанционная система управления (ЭДСУ, Fly-by-Wire) система управления самолётом, обеспечивающая передачу управляющих сигналов от пилота (от РУС или РППУ) к исполнительным механизмам в виде электрических сигналов. Защитные функции СДУ от превышения ограничений по максимальной скорости и по...… (+3)
  • Себестоимость производства Суперджетов (SSJ-100) - Любителям цифр. В 2011 году реализовано 5 самолетов, выручка 2 928 млн., себестоимость 5 308 млн. Т.е. цена машины около 600 млн. при себестоимости 1 060 млн. за штуку. В 2012 году было произведено и реализовано заказчикам 12 самолетов, выручка 7 736 млн., себестоимость 10 493 млн. (отчет ГСС) ...… (+5)

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

superjet.wikidot.com

Сборник иллюстраций по курсу конструкций самолетов. Фюзеляж. Управление самолетом.

<<

ШАССИ

Схемы шасси, фиг 180, 181

Устойчивость движения самолета при различных схемах шасси, фиг 182, 183, 184

Схемы плунжерных амортизаторов шасси, фиг 185, 186

Схемы поршневых и камерных амортизаторов шасси, фиг 187, 188

Конструкция амортизаторов шасси, фиг 189, 190, 191

Пружинно-фрикционный амортизатор и тормоз колеса, фиг 192-196

Дисковый и камерный тормоз, фиг 197, 198, 199

Конструктивно-силовые шасси, фиг 200-204

Типовые схемы уборки шасси, фиг 205, 206, 207

Шасси самолетов Ил-12 и Пе-2, фиг 208, 209

Шасси-тележка и гусеничного типа, фиг 210-213

Схема уборки шасси с поворотом колеса, фиг 214, 215

Схемы уборки шасси, фиг 216-218

Схемы уборки шасси, фиг 219-222

Хвостовые установки, фиг 223, 224

Конструкции костылей, фиг 225-228

Хвостовое колесо самолета Ли-2, фиг 229, 230

Передняя нога Р-39, установка демпфера на ПОШ 231-233

Конструкции убирающейся хвостовой предохранительной опоры, фиг 234

СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИ

Расположение двигателей* на самолете, фиг 235, 236

Расположение ТРД и ТВД на самолете, фиг 237-239

Винтомоторная установка самолета Р-39, фиг 240-241

Компоновочная схема самолета с ТРД в хвостой части фюзеляжа, фиг 242

Компоновочная схема Ме-163, фиг 243-247

Расположение двигателей на самолете, фиг 248-250

Компоновочная схема реактивного самолета Глостер "Метеор", фиг 251

Классификация моторных рам, фиг 252

Моторные рамы, фиг 253-256

Моторная рама самолета Пе-2, фиг 257

Моторные рамы, фиг 258-260

Узлы и детали крепления ТРД, фиг 261-263

Крепление ТРД и ТВД на самолете, фиг 264-267

Капоты самолетов Ла-5 и Як-1, фиг 268-272

Схемы капотов, расположение топливных баков, фиг 273, 274

* - Строго говоря, все двигатели самолета и представляют его силовую установку, опять же, установлены эти двигатели на крыле, ибо изображены на рисунках монопланы. Прим админ.

<<

www.airpages.ru

Особенности конструкции реактивных самолетов. Глава 1.

КОМПОНОВКА РЕАКТИВНЫХ САМОЛЕТОВ

1. Общие сведения

Особенности конструктивной и аэродинамической компоновки реактивных самолетов обусловливаются в основном двумя фактами: а) особенностями, присущими силовой реактивной установке, и б) явлениями, возникающими нри полетах на скорости, близкой к скорости звука.

Из особенностей реактивных двигателей на компоновочную схему самолета главным образом влияют отсутствие на реактивном двигателе винта, наличие мощной струи выхлопных газов с высокой температурой, выбрасываемой двигателем назад с очень большой скоростью, и большие расходы горючего.

Из явлений, возникающих при большой скорости полета, на общую схему самолета и его основные параметры в первую очередь влияют: появление местных волновых сопротивлений (волнового кризиса) и связанное с этим нарушение устойчивости и управляемости самолета, а также степень прочности и вибрации частей самолета. Рассмотрим подробнее влияние этих факторов.

2. Особенности реактивных самолетов в связи с отсутствием винта

Отсутствие винта на одномоторном самолете позволяет разместить реактивный двигатель в средней части фюзеляжа (рис. 2, а). Такое расположение двигателя дает возможность поместить экипаж и неподвижное стрелковое оружие в носовой части фюзеляжа, впереди крыла; это обеспечивает хороший обзор из кабины пилота, хорошую прицельность и кучность огня.

Рис 2. Примеры расположения реактивных двигателей на одномоторном самолете:

а — внутри фюзеляжа; б — сверху фюзеляжа; в — снизу фюзеляжа

При таком расположении двигателя ось выхлопного сопла совмещается с осью хвоcтовой части фюзеляжа, благодаря чему при изменении тяги момент сил незначительно изменяется относительно центра тяжести, т. е. балансировка самолета при изменении режима работы мотора почти не нарушается. Наконец, размещение двигателя примерно в середине фюзеляжа освобождает место для уборки носового колеса шасси и позволяет придать заостренную форму носовой части фюзеляжа, что уменьшает сопротивление при больших скоростях полета. По условиям компоновки, внутри фюзеляжа рациональнее размещаются ТКВРД с центробежным компрессором. Двигатели этой конструкции имеют меньшую длину, чем ТКВРД с осевым компрессором, и это дает возможность разместить между пилотом и двигателем керосиновые баки. Общая длина фюзеляжа при этом получается не слишком большой. Такая схема расположения ТКВРД с центробежным компрессором осуществлена, например, на американском самолете «Шутинг Стар».

При установке на одномоторном самолете ТКВРД с осевым компрессором двигатель вследствие его большой длины приходится размещать либо сверху фюзеляжа (рис, 2, б), либо снизу фюзеляжа (рис. 2, в). Такое расположение неблагоприятно в отношении продольной статической устойчивости и аэродинамического сопротивления: создается большое плечо реактивной силы струи выхлопных газов относительно центра тяжести и увеличивается площадь лобового сопротивления самолета; однако при этом в фюзеляже освобождается место для керосиновых баков, для уборки основного шасси и т. д. Наконец, отсутствие винта позволяет уменьшить высоту шасси, что уменьшает вес самолета и упрощает его эксплоатацию, так как при обслуживании самолета (типа истребитель) на земле не требуется высоких стремянок.

При двухмоторной схеме самолета отсутствие воздушных винтов позволяет поместить двигатели ближе к продольной оси фюзеляжа или даже расположить их непосредственно по бокам фюзеляжа (рис. 3, а). Такое размещение двигателей выгодно при полете с одним остановленным мотором, так как разворачивающий момент от силы тяги работающего двигателя получается меньше. Кроме того, разворачивающий момент при полете с одним остановленным мотором уменьшается еще за счет отсутствия разворачивающего момента лобовых сил воздушного сопротивления остановленного винта (этот момент весьма велик даже в том случае, если лопасти винта повернуты во флюгерное положение).

На многомоторном самолете возможно спаривание реактивных двигателей, расположенных на крыле (рис. 3, б). Это уменьшает лобовое сопротивление самолета и снижает количество просветов в закрылках, что приводит к повышению Cvmax механизированного крыла. Отсутствие винта на реактивном двигателе позволяет осуществить компоновку двухмоторного самолета комбинированного типа, а именно: установить в носовой части фюзеляжа самолета двигатель с винтом, а сзади — реактивный двигатель ТКВРД или ЖРД (рис. 3, в). Самолет такого типа благодаря значительном тяге винта на малых скоростях обладает хорошими взлетными качествами и большой экономичностью (при полете с остановленным реактивным двигателем). При необходимости получения большой скорости полета включение реактивного двигателя резко увеличивает тягу, а следовательно, и скорость полета. Винт приводится в движение либо поршневым мотором, либо газовой турбиной (в этом случае должно быть выхлопное сопло и для переднего двигателя).

Рис. 3. Примеры расположения реактивных двигателей на многомоторных самолетах:

а - два мотора непосредственно по бокам фюзеляжа; б — спаренные установки двигателей четырехмоторного самолета; а — комбинированная установка ТКВРД в носу фюзеляжа и реактивного двигателя в хвостовой части фюзеляжа

Таким образом, основной полет на самолете комбинированного типа совершается при помощи ВМГ, имеющими хороший к. п. д. на сравнительно малых скоростях полета, а реактивный двигатель выполняет функцию ускорителя при разбеге, наборе высоты или при полете на максимальной скорости. Такой самолет по своим свойствам можно считать средним между винтовыми и реактивными самолетами. Максимальная скорость полета таких самолетов меньше, чем чисто реактивных самолетов.

3. Влияние наличия струи выхлопных газов

Высокие температуры и большие скорости выхлопных газов реактивных двигателей (особенно у ЖРД) приводят к необходимости так конструировать самолет, чтобы ни одна его часть не попадала в эту струю. Так, например, на одномоторных самолетах вертикальное оперение приходится располагать сверху хвостовой части фюзеляжа (рис. 2, а), а на двухмоторных самолетах поднимать горизонтальное оперение достаточно высоко и крепить его не к фюзеляжу, а к вертикальному оперению (рис. 3, б и 3, в). Иногда это делается и на одномоторном самолете, например при двухбалочной схеме (см. ниже рис. 24, б). Однако такое расположение уменьшает жесткость крепления горизонтального оперения и усложняет проводку управления рулями высоты. Шасси с носовым колесом необходимо на реактивных самолетах для обеспечения параллельности струи выхлопных газов земле. Если газовая струя направлена под углом вниз, то при работе двигателя на полном газе земля силой струи вырывается целыми пластами.

4. Влияние больших расходов горючего

Малая экономичность реактивного двигателя и большие мощности, развиваемые ими, требуют для полета на реактивных самолетах очень больших запасов горючего. Для размещения на самолете баков с горючим приходится в большинстве случаев увеличивать размеры поперечного сечения фюзеляжа. Поэтому фюзеляжи реактивных самолетов отличаются большой длиной, особенно в носовой части, и большой толщиной. Чтобы по мере выгорания горючего центровка самолета не слишком сильно менялась, баки с горючим размещают вблизи центра тяжести самолета. В некоторых случаях прибегают к установке дополнительных подвесных баков (самолет «Шутинг Стар» США). Значительное количество воздуха, расходуемого ТРД, приводит к дальнейшему увеличению размеров фюзеляжа у одномоторных самолетов, так как в фюзеляже (или рядом с ним) приходится прокладывать воздухопроводы больших поперечных сечений.

5. Влияние сжимаемости воздуха

Явление волнового кризиса требует применения специальных форм крыла как по профилю, так и в плане.

Местные скорости, равные скорости звука, возникают в местах наибольшего сужения струи, в первую очередь это происходит в сопряжении крыла с фюзеляжем. Если впереди этого сопряжения расположить заборные патрубки каналов, подводящих воздух в ВРД, то значительное количество воздуха будет отводиться от этого опасного места; тем самым в местах сопряжения крыла с фюзеляжем, «корость потока уменьшится, а наступление волнового кризиса будет отдалено.

При полете со скоростью, близкой звуковой, нарушаются продольная устойчивость и управляемость самолета при обычной схеме его компоновки, т. е. с оперением, расположенным на хвостовой части фюзеляжа. В этом случае наблюдаются затягивание самолета в пикирование, аэродинамическое заклинение рулей и обратные давления на ручку управления. Эти явления обусловливаются следующим.

а) При возникновении скачка уплотнения центр давления аэродинамических сил, действующих на крыло, сметается по хорде назад, следовательно, возникает дополнительный пикирующий момент крыла.

б) При возникновении волнового кризиса подъемная сила средней части крыла падает, и для сохранения полной подъемной силы крыла приходится увеличивать угол атаки, а при этом увеличивается угол атаки оперения (вернее, уменьшается его отрицательный угол атаки), в результате чего оперение создает момент, затягивающий самолет в пикирование.

в) Вследствие того же падения подъемной силы средней части крыла уменьшается и скос потока за крылом, что приводит к уменьшению отрицательного угла атаки горизонтального оперения α оп (рис. 4). В результате отрицательная подъемная сила оперения Yг о становится меньше, следовательно, уменьшается и момент этой силы относительно центра тяжести самолета. В конечном итоге нарушается балансировка самолета, опять-таки в сторону затягивания самолета в пикирование.

г) Резкое, возрастание сопротивления крыла Хкр на большой скорости полета при низкопланной схеме самолета также увеличивает пикирующий момент этих сил относительно центра тяжести самолета.

Совокупность указанных причин и обусловливает затягивание самолета в пикирование при полете на большой скорости. Чтобы удержать самолет в линии горизонтального полета при увеличении скорости, пилоту приходится отклонять рули вверх (брать ручку на себя), т. е. действовать в обратном направлении, по сравнению с тем, как это необходимо в обычных условиях полета. Это обстоятельство чрезвычайно усложняет технику пилотирования реактивного самолета. Кроме того, при увеличении скорости полета аэродинамические силы на оперении смещаются по направлению к задней кромке, нагрузка на рули возрастает и для их отклонения требуется очень большое усилие. Давление на ручку управления при большой скорости полета получается столь значительным, что пилот даже не может его преодолеть. Такое явление получило название «аэродинамического заклинивания рулей рулей».

Рис. 4. Балансировка самолета на больших скоростях полета

Кроме перечисленных явлений, при полете на скорости, близкой к скорости звука, вследствие срыва потока со средней части крыла возникает вибрация оперения (скоростной бафтинг). В сорванном потоке за крылом образуется так называемая вихревая дорожка, в которой отдельные вихри расположены в шахматном порядке и имеют противоположные направления вращения. Оперение, попадая в эту вихревую полосу, попеременно испытывает сильные удары то сверху, то снизу, вследствие чего и начинает вибрировать.

Выяснение причин нарушения устойчивости и управляемости самолета позволит наметить способы борьбы с этими явлениями.

Некоторого уменьшения момента, затягивающего самолет в пикирование, можно достичь переходом от низкопланной компоновочной схемы самолета к высокопланной (рис. 5). В этом случае рост сопротивления крыла с увеличением скорости будет создавать кабрирующнй, а не пикирующий момент.

Рис. 5. Схемы реактивных экспериментальных самолетов:

а - бесхвостый самолет; б - самолет утка

Высокопланная схема самолета выгодна также с точки зрения меньших интерференционных влияний фюзеляжа на крыло. При таком расположении несущих поверхностей нет преждевременного срыва потока с верхней поверхности крыла, а следовательно, и преждевременного падения подъемной силы и уменьшения скосов потока в средней части несущих поверхностей. Поднимая горизонтальное оперение высоко над крылом, можно уменьшить вредное влияние изменения скосов потока, а также избежать попадания оперения в завихренный поток от крыла. Наконец, наиболее радикальным средством по устранению вредного влияния крыла на оперение является либо переход к схеме безхвостого самолета (рис. 5, а), либо к самолету типа «утка» (рис. 5, б), у которого горизонтальное оперение расположено впереди крыла. За последнее время наблюдается повышенный интерес к подобным схемам. Об этом говорят многочисленные проекты бесхвостых самолетов и самолетов типа «утка», а также постройка экспериментальных самолетов подобных схем. Краткая характеристика их приведена ниже, в главе X.

Дата публикации на сайте: 15.10.2012

www.airpages.ru

Основные части самолета и их назначение

Самолет принято расчленять на основные части или агрегаты, законченные в конструктивном или технологическом отношении. К таким частям относят крыло, фюзеляж, горизонтальное и вертикальное оперение, шасси, силовую установку, систему управления и оборудование.

Крыло самолета (рис. 2.2) создает подъемную силу и обеспечивает поперечную устойчивость и управляемость. К крылу часто крепятся двигатели, шасси, топливные баки, вооружение. Внутренние объемы крыла используются для расположения топлива, противообледенительных устройств и другого оборудования. Крылья самолетов снабжаются средствами механизации для улучшения взлетно-посадочных характеристик.

Рис. 2.2. Общий вид и компоновочная схема самолета

Фюзеляж или корпус служит для размещения экипажа, пассажиров или грузов, двигателей, передних ног шасси и соединяет все части самолета в одно целое.

Горизонтальное оперение обеспечивает продольную устойчивость, управляемость и балансировку. Оно состоит из неподвижной части – стабилизатора и подвижной – руля высоты.

Вертикальное оперение осуществляет путевую устойчивость, управляемость балансировку; состоит из неподвижной части – киля и подвижной – руля направления.

Шасси представляет систему опор, предназначенных для взлета, пробега после посадки, передвижения по аэродрому и стоянки. Конструкция шасси имеет упругие элементы, поглощающие кинетическую энергию самолета.

Силовая установка предназначена для создания силы тяги и включает комплекс двигателей с системами, обеспечивающими их работу, и воздушные винты (для самолетов с ТВД и ПД).

Система управления включает командные посты управления, проводку управления и органы управления (рули). Предназначена для управления самолетом по заданной траектории.

Оборудование самолетов представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих безопасность полета самолета в сложных погодных условиях и на разных высотах. Включает в себя электрическое, гидравлическое, радиотехническое, пилотажно-навигационное, высотное и другое оборудование самолета.

Компоновка самолета

Компоновкой самолета называют процесс пространственной увязки частей самолета, размещение грузов, пассажиров, экипажа, топлива, оборудования. Общая компоновка самолета включает аэродинамическую, внутреннюю (или весовую) и конструктивно-силовую компоновку.

Аэродинамическая компоновка состоит в выборе схемы самолета, взаимного расположения частей и придания самолету аэродинамических форм. Поскольку аэродинамическая схема задана, то при выполнении лабораторной работы студенту необходимо выполнить внутреннюю компоновку, т.е. разместить экипаж, пассажиров, грузы, топливо и оборудование.

Кабина экипажа размещается в носовой части фюзеляжа и отделяется от остальных отсеков перегородкой. Размеры ее зависят от состава экипажа. На военных самолетах в зависимости от назначения может быть один или два члена экипажа, на пассажирских и транспортных в зависимости от веса и протяженности авиалиний в экипаж входит от двух до четырех человек: командира корабля, второго пилота, бортинженера, и штурмана.

Рис.2.3. Компоновка кабины экипажа

1,2 – кресла лётчиков; 3,4 – кресла для дополнительных членов экипажа.

Наиболее важным элементом компоновки кабины экипажа является размещение летчиков. При этом должен быть обеспечен хороший обзор летчику: вправо-влево 20-30º от линии визирования, вверх-вниз – 16-20º и оптимальное расстояние до приборной доски и командных постов управления.

Типовая компоновка кабины экипажа пассажирского самолета приведена на рис.2.3.

Размеры и компоновка пассажирских кабин зависит от количества пассажиров и класса пассажирского оборудования.

В настоящее время применяется три класса, отличающихся друг от друга комфортом и условиями обслуживания.

В первом, высшем классе обеспечивается наибольшее расстояние между рядами сидений, удельный объем кабины на одного пассажира до 1,8м3, возможность отдыха в креслах в полулежащем положении.

Второй, или туристский класс характеризуется более плотным размещением пассажиров, удельным объемом, равным 1,5м3, отклонением спинки сидения до 36º.

Третий, экономический класс имеет еще более плотное размещение пассажиров с удельным объемом 0,9-1,2м3 отклонением спинки сидений до 25º.

Пассажирские сидения выполняются в виде блоков из двух или трех сидений. Размеры кресел зависят от класса пассажирской кабины. Основные размеры кресел приведены в таблице.

Пассажирские кабины по длине фюзеляжа обычно делятся на несколько салонов, разделяемых перегородками.

При компоновке пассажирских салонов следует избегать размещения пассажиров в плоскости вращения винтов и в зоне расположения двигателей. Эти объемы в фюзеляже используются для размещения кухонь, гардеробов или багажных помещений.

На больших самолетах для обслуживания пассажиров в состав экипажа включаются бортпроводники: на 30-50 пассажиров – один бортпроводник. Каждый бортпроводник обеспечивается откидным сидением в служебном помещении за кабиной экипажа или радом с входными дверями.

Таблица

Основные размеры пассажирских кресел

Класс

пассажир-

ских

сидений

Расстояние между

подлокотниками

Ширина подлокотника

Длина подушки сидения

Высота сидения над полом

Ширина спинки

Длина спинки от подушки сидения

Угол отклонения спинки от вертикали

Высота сидения

Ширина блока сидения

Расстояние между рядами сидений

Iй класс

2й(турист)

3й(эконом)

470 70 470 300 430 720 55 1100 1200 1420 960

440 50 450 320 430 700 36 1100 1030 1520 840

410 40 430 320 430 700 25 1100 970 1430 750

Пассажирские кабины по длине фюзеляжа обычно делятся на несколько салонов, разделяемых перегородками.

При компоновке пассажирских салонов следует избегать размещения пассажиров в плоскости вращения винтов и в зоне расположения двигателей. Эти объемы в фюзеляже используются для размещения кухонь, гардеробов или багажных помещений.

На больших самолетах для обслуживания пассажиров в состав экипажа включаются бортпроводники: на 30-50 пассажиров – один бортпроводник. Каждый бортпроводник обеспечивается откидным сидением в служебном помещении за кабиной экипажа или радом с входными дверями.

Багаж пассажиров располагается под полом пассажирских кабин или в специальных багажных отсеках в хвостовой части фюзеляжа из расчета 0,25м3 на одного пассажира.

При полетах в зимнее время необходимо предусмотреть гардеробы. Площадь под гардеробы составляет 0,035-0,05м2 на одного пассажира. Рекомендуется гардеробы размещать вблизи входных дверей.

На самолетах с большой длительностью полета пассажиры обеспечиваются бесплатным питанием. Для размещения продуктов питания и соответствующего оборудования на самолете предусматривается буфет-кухня с объемом 0,1-0,2м3 на одного пассажира.

Количество туалетных помещений зависит от количества пассажиров и продолжительности полета. При продолжительности полета от 2 до 4 часов рекомендуется один туалет на 40 пассажиров. Площадь пола туалетных помещений должна быть не менее 1,5-1,6м2. Туалетные помещения следует располагать в носовой и хвостовой частях фюзеляжа, вблизи входных дверей.

Оборудование самолетов принято объединять в блоки, комплексы и размещать в специальных технических отсеках. Сами технические отсеки располагаются в местах, к которым тяготеет определенная часть оборудования.

В качестве одного из вариантов можно привести следующую компоновку блоков оборудования.

В носовой части фюзеляжа перед герметической кабиной располагаются агрегаты радиолокационной станции (РЛС), аппаратура и антенны захода на посадку.

Подполом герметической кабины располагается гидравлическое оборудование и оборудование для систем управления самолетом.

В фюзеляже непосредственно за кабиной размещается кислородное, радиотехническое, электрооборудование и противопожарное оборудование;

в центроплане – оборудование, обслуживающее топливную систему, средства механизации, шасси; в хвостовой части фюзеляжа – оборудование для элементов управления самолетом и радиотехнические блоки.

studfiles.net

основные части и их названия

Многие люди задаются вопросом: как устроен самолет? Ведь именно благодаря специальной конструкции такого транспортного средства и используемым материалам столь большие и тяжелые лайнеры способны подниматься в воздух. Основные составляющие:

  • крылья;
  • фюзеляж;
  • «оперение»;
  • взлетно-посадочное устройство;
  • силовая установка;
  • управляющие системы.

Каждая из этих составляющих имеет особое устройство и может содержать различные типы комплектующих элементов в зависимости от конкретной модели летательного аппарата. Подробное описание частей самолета позволит не только узнать, как он устроен, но и понять принцип, по которому удается осуществлять перелеты на высокой скорости.

Устройство самолета

Фюзеляж

Фюзеляж – это корпус, который включает в себя несколько составляющих. Он собирает в единую систему крылья, хвостовое оперение, силовую установки, шасси и прочие элементы. В корпусе размещаются пассажиры, если рассматривать устройство пассажирского самолета. Также в этой части размещают оборудование, топлива, двигатели и шасси. В этой части размещают любую полезную нагрузку, будь то пассажиры, багаж или транспортируемое оборудование/товары. Например, в военных воздушных судах в этой части располагают оружие и прочую военное снаряжение. Характерная обтекаемая каплеобразная форма корпуса позволяет минимизировать сопротивление во время движения воздушного судна.

Крылья

Перечисляя основные части самолета, нельзя не упомянуть крылья. Крыло летательного аппарата состоит из двух консолей: правой и левой. Главная функция этого элемента заключается в создании подъемной силы. В качестве дополнительной помощи для этих целей многие современные самолеты имеют фюзеляж с плоской нижней поверхностью.

Крылья самолета также оснащены необходимыми «органами» для управления во время полета, а именно для осуществления поворотов в ту или иную сторону. Для улучшения характеристик взлета и посадки крылья дополнительно оснащены взлетно-посадочными механизмами. Они регулируют движение самолета в момент взлета, пробега, а также осуществляют контроль взлетной и посадочной скоростей. В некоторых моделях устройство крыла самолета позволяет размещать в нем топливо.

Помимо двух консолей крылья также оснащены двумя элеронами. Это подвижные составляющие, благодаря которым удается управлять воздушным судном относительно продольной оси. Функционируют эти элементы синхронно. Однако отклоняются они в разные стороны. Если один наклоняется вверх, то второй – вниз. Подъемная сила на консоли, отклоненной вверх, уменьшается. За счет этого осуществляется вращение фюзеляжа.

Вертикальное оперение

Оперение

Устройство самолета также включает «хвостовое оперение». Это еще один значимый элемент конструкции, который включает киль и стабилизатор. Стабилизатор имеет две консоли, подобно крыльям летательного аппарата. Главная функция этой составляющей заключается в стабилизации движения воздушного судна. Благодаря этому элементу самолету удается сохранять требуемую высоту во время полета при различных атмосферных воздействиях.

Киль – составляющая «оперения», которая отвечает за сохранение нужного направления во время движения. Для смены направления или высоты предусмотрено два специальных руля, с помощью которых осуществляется управление этими двумя элементами «оперения».

Стоит учитывать, что части самолета названия могут иметь разные. Например, «хвостом» воздушного судна в некоторых случаях называют заднюю часть фюзеляжа и оперение, а иногда это понятие используют, чтобы обозначить исключительно киль.

Шасси

Эта часть воздушного судна также называется взлетно-посадочным устройством. Благодаря данной составляющей обеспечивается не только взлет, но и мягкая посадка. Шасси представляет собой целый механизм различных устройств. Это не просто колеса. Устройство взлетно-посадочного механизма намного сложнее. Одна лишь его составляющая (система уборки/выпуска) представляет собой непростую установку.

Силовая установка

Именно за счет работы двигателя авиалайнер приводится в движение. Силовая установка обычно располагается либо на фюзеляже, либо под крылом. Чтобы понять, как работает самолет, надо разобраться в устройстве его двигателя. Основные детали:

  • турбина;
  • вентилятор;
  • компрессор;
  • камера сгорания;
  • сопло.

В начале турбины расположен вентилятор. Он обеспечивает сразу две функции: нагнетает воздух и охлаждает все составляющие мотора. За этим элементом находится компрессор. Под большим давлением он переносит поток воздуха в камеру сгорания. Здесь воздух перемешивается с топливом, и полученная смесь поджигается. После этого поток направляется в основную часть турбины, и она начинает вращаться. Устройство турбины самолета обеспечивает вращение вентилятора. Таким образом обеспечивается замкнутая система. Для работы двигателя требуется лишь постоянно подводить воздух и топливо.

Сборка простых самолётов

Классификация воздушных судов

Все авиалайнеры подразделяются на две основные группы в зависимости от назначения: военные и гражданские. Главное отличие самолетов второго типа заключается в наличии салона, который оборудован специально для транспортировки пассажиров. Пассажирские воздушные суда, в свою очередь, делятся на магистральные ближние (летают на расстояния до 2000 км), средние (до 4000 км) и дальние (до 9000 км). Для перелетов на большие расстояния используются авиалайнеры межконтинентального типа. Также в зависимости от разновидности и устройства такие летательные аппараты различаются по весу.

Конструктивные особенности

Устройство авиалайнера может быть различны в зависимости от конкретного типа и предназначения. Самолеты, сконструированные по аэродинамической схеме, могут иметь разную геометрию крыльев. Чаще всего для пассажирских полетов используют воздушные судна, которые выполнены по классической схеме. Вышеописанная компоновка основных частей относится именно к таким авиалайнерам. У моделей этого типа укорочена носовая часть. Благодаря этому обеспечивается улучшенный обзор передней полусферы. Главным недостатком таких самолетов является относительно невысокое КПД, что объясняется необходимостью применения оперения большой площади и, соответственно, массы.

Еще одна разновидность самолетов носит наименование «утка» из-за специфической формы и расположения крыла. Основные части в этих моделях размещены не так, как в классических. Оперение горизонтальное (устанавливающееся в верхней части киля) расположено перед крылом. Это способствует увеличению подъемной силы. А также благодаря такому расположению удается уменьшить массу и площадь оперения. При этом оперение вертикальное (стабилизатор высоты) функционирует в невозмущенном потоке, что значительно повышает его эффективность. Самолеты этого типа более просты в управлении, чем модели классического типа. Из недостатков следует выделить уменьшение обзора нижней полусферы из-за наличия оперения перед крылом.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

samoleting.ru

Sukhoi Superjet 100: Схемы расположения двигателей

Caravelle

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:1. Есть такая пакость у движков на хвосте — попадание самолёта в так называемый затяжной, «замкнутый» срыв при выходе самолёта на закритические углы атаки в 25-30° и выше. Самолет как бы «запирался»в этом положении с задранным носом, терял скорость, сваливался в штопор. Выход на закритические углы случался при попадании самолёта в мощный восходящий поток, порыв воздуха. Такие мощные порывы на больших высотах весьма редки, но каждый самолёт, как правило, в них попадает. Однако, как выяснилось, только самолёты с двигателями на хвостовой части фюзеляжа оказались неустойчивыми на этом режиме. На закритических углах атаки с крыла срывается спутная струя воздуха, которая попадает на ВЗ двигателей (что приводит к помпажу) и на горизонтальное оперение (рули высоты), делая его неэффективным.Печальный пример:

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. Подробное описание проблемы, сравнение доступа к двигателям, много фото

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

Ещё примеры севших на хвост самолетов и сравнение их компоновок

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»

  1. Движок под крылом несколько портит аэродинамику
  2. Движок под крылом шумит на уровне салона
  3. Движок под крылом вынуждает делать высокие шасси, а значит — самолёт для высадки и посадки пассажиров нуждается в трапе, плюс большое шасси — это лишний вес.

Выводы по пунктам:

  1. Движок портит аэродинамику ВЕЗДЕ . Ну, разве только сунуть его в сам фюзеляж. Но это неприемлимо потому, что он, гад, шумит, занимает место, в случае поломки может устроить пожар или мясорубку. А на пилоне — на пожар можно смотреть и идти на аварийную посадку, либо просто сбросить. (они сбрасываются, правда)
  2. Вкусовщина, можно перетерпеть. А в случае «двигатель под крылом» — само крыло экранирует шум мотора.
  3. С ростом размера самолёта значение этого фактора теряется. Если в авиетке бизнес-класса движки под крылом просто сунуть некуда, там высота от крыла до бетонки метр максимум, то на Ил-96 шо так, шо этак — все равно из салона не выпрыгнешь.

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».

http://www.aviaport.ru/conferences/32061/181.html#p371475

20.06.2015 Vetrogonov пишет:

16:59 tomashomecat пишет:чистое крыло и меньший разнос (крутящий момент) движков это для Вас пустой звук?

Совершено пустой. Они не компенсируют большое количество недостатков жопомоторов.Это понятно каждому, кто в состоянии представить прохождение сил в полете по каркасу.

21.06.2015 tomashomecat пишет:

20.06.2015 Vetrogonov пишет:Это понятно каждому, кто в состоянии представить прохождение сил в полете по каркасу.

1. насколько я знаю главная причина всеобщего переноса движков под крыло в 60х годах был вес тогдашних движков нужной мощности, сейчас такой проблемы нет.1. с точки зрения геометрии центр силы тяги "жопомотора" почти идеально совпадает с центром лобового аэродинамического сопротивления что облегчает работу каркаса, чего совсем нельзя сказать про движки под крылом низкоплана. их момент на кабрирование нужно тоже как-то компенсировать конструкцией фюзеля плюс частичной потерей эффективности крыла.2. "жопомотор" не должен создавать никаких проблем для конструкции каркаса современного пасс-самоля с мощной палубой посреди фюзеля.

21.06.2015 Посторонним В пишет:Котик, ты бы лучше в историю авиации не вдавался! ;)В 60-е годы как раз шло массовое "перемешивание" двигателей в хвост - по примеру "Каравеллы". Даже Боинг после В-707 создал 727-й по таккой схеме. И главным фактором было уменьшение шума в пассажирском салоне.

21.06.2015 asp пишет:

09:51 aosta63 пишет:главная причина переноса движков под крыло - масса возникающих плюсов. Крыло разгружается от действующей подъемной силы, и его масса становится ниже. Хвостовая часть фюзеляжа тоже становится легче так как не должна воспринимать тягу. Доступ к двигателям проще.и еще я смутно помню, что двигатель под крылом играет роль своеобразного противофлаттерного грузана вход в двигатель не попадают возмущения с крыла и он не затеняется. все это способствует устойчивости работы двигателей.

… 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.Вспоминается Туношна…Понятно, что не из-за этого, но, может, именно этой малости и не хватило… (

21.06.2015 B_A_K пишет:

tomashomecat,Я так вижу, вы прям всезнайка в авиации :) И где только таких делают?

"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 большеизгибающий момент, тем больше металла вы туда заложите. Размещение двигателей в хвосте приводит к заметному перемещению центра тяжести конструкции. Как следствие - уменьшается плечо горизонтального и вертикального оперения. Вряд ли вы знаете, что в горизональном установившемся полёте статически устойчивого самолёта стабилизатор создаёт отрицательную подъёмную силу. Это нужно для парирования момента, создаваемого парой сил: вес самолёта и подъёмная сила. Поскольку плечо стабилизатора уменьшилось, силу на стабилизаторе приходится увеличивать, что, соответственно, сказывается на ЛТХ самолёта в целом.Как справедливо было отмечено выше одним из авторов, выдвинутые вперёд двигатели при установке их на крыле служат противофлаттерными грузами. Вкупе с разгрузкой крыла это позволяет применить более тонкие профили, что, как учили нас в институтах, снижает аэродинамическое сопротивление (со всеми вытекающими последствиями).Есть ещё масса нюансов, например, увеличение веса топливной системы, бОльшая трудоёмкость обслуживания и, не поверите, двигатели в хвосте охотнее собирают с ВПП всякую бяку. Так что поменьше гонора в суждениях, есть резоны, про которые не пишут в "мурзилках", и только разработчик самолёта, прикидывая хрен к носу, определяет, чем он может пожертвовать, а чем нет, чтобы его самолёт покупали.

21.06.2015 Engineer_2010 пишет:

Krendel V.M. пишет: …задачей про пластинку бесконечного размаха на крутильной пружинке проблема флаттера не исчерпывается ))

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=mIUUncpPnyMЯ слышал от спецов по флаттеру из ЦАГИ, что в своё время, как на Ил-86 (или 96, точно не помню), так и на Ту-204, пришлось изрядно попотеть над решением проблем взаимодействия крыло-мотогондола. По их же рассказам, китайские товарищи сознательно выбрали для своего «пробного шара» в лице ARJ-21 компоновку с двигателями в ХЧФ, чтобы не связываться с этой непростой задачей.p.s. Кадры с «трясучкой» мотогондол примерно на 5 мин 45 сек.

Читайте также:

20 Jun 2012 14:07 (опубликовано: skydiver000)

Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"

Читайте далее

  • Примеры севших на хвост самолетов - Судя по фотографиям на сайте airlines.net большая часть севших на хвост самолётов имеет расположение двигателя в хвосте. Только 3 самолёта имеют расположение двигатель-под-крылом, и причины у них довольно уважительные: Двигатели под крылом самолёт...… (+5)
  • Bombardier CRJ - страница в разработке Bombardier Canadair Regional Jet (CRJ) — семейство региональных пассажирских реактивных узкофюзеляжных самолётов. Первый полет 50-ти местная модификация CRJ 100 совершила 10 мая 1991 года. Семейство состоит из нескольких...… (+1)
  • Embraier E-Jet - Технические характеристики . E-170 E-175 E-190 E-195 Пассажировместимость Пассажировместимость, чел 80 (1 класс, 29 /30 ) 78 (1 класс, 30 /31 ) 70 (1 класс, 32 ) 70 (2 класса, 36 /32 ) 88 (1 класс, 30 ) 86 (1 класс, 31 ) 78 (1 класс, 32 ) 78...… (+1)
  • Mitsubishi Regional Jet (MRJ) - страница в разработке Основанная в 2008 году компаниями Mitsubishi Heavy Industries и Toyota Motor Corporation корпорация Mitsubishi Aircraft Corporation (MITAC) позиционирует свой 70-96 местный региональный реактивный самолёт как единственный...… (+1)
  • Из чего сделан A350 XWB - Management / Professional Services Sonovision Canada Technical Manuals: S1000D technical publications service (for Honeywell) Design / Design EADCO European Aerospace Design Consultants GmbH Design Services: Floor grid structure; fuselage...… (+-2)

Случайные статьи

  • Приемка самолета заказчиком - Так все таки про приемку можете пару строк чиркнуть? Иванов Сергей пишет: а что про приемку перед началом приемки борт должен положительно закончить ПИ и ПСИ после этого закрывается формуляр борта и он готов к приемке с покупателем согласуется Программа технической приемки, в которой...… (+4)
  • Стыковка фюзеляжа - Впервые в практике отечественного самолетостроения в производстве регионального самолета введен в эксплуатацию реконфигурируемый програмно-управляемый стенд стыковки, с лазерной системой измерения. Стенд стыковки фюзеляжа обеспечивает сборку фюзеляжа всех модификаций Суперджета. Отдельные секции...… (+6)
  • Как менялась гражданская авиация 1980-2015 - Все что ниже это мое личное мнение, высока вероятность что я что-то недоглядел или упустил, однако предлагаю ознакомиться. 1977 - первый полет двигателя CFM56. Этот двигатель остается основным двигателем для узкофюзеляжных лайнеров Эирбас и Боинг до 2017 г. Новые стандарты для 70-х годов,...… (+-3)

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

версия страницы: 34, Последняя правка: 23 Jun 2015 11:01

superjet.wikidot.com

Sukhoi Superjet 100: Схемы расположения двигателей

Caravelle

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:1. Есть такая пакость у движков на хвосте — попадание самолёта в так называемый затяжной, «замкнутый» срыв при выходе самолёта на закритические углы атаки в 25-30° и выше. Самолет как бы «запирался»в этом положении с задранным носом, терял скорость, сваливался в штопор. Выход на закритические углы случался при попадании самолёта в мощный восходящий поток, порыв воздуха. Такие мощные порывы на больших высотах весьма редки, но каждый самолёт, как правило, в них попадает. Однако, как выяснилось, только самолёты с двигателями на хвостовой части фюзеляжа оказались неустойчивыми на этом режиме. На закритических углах атаки с крыла срывается спутная струя воздуха, которая попадает на ВЗ двигателей (что приводит к помпажу) и на горизонтальное оперение (рули высоты), делая его неэффективным.Печальный пример:

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. Подробное описание проблемы, сравнение доступа к двигателям, много фото

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

Ещё примеры севших на хвост самолетов и сравнение их компоновок

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»

  1. Движок под крылом несколько портит аэродинамику
  2. Движок под крылом шумит на уровне салона
  3. Движок под крылом вынуждает делать высокие шасси, а значит — самолёт для высадки и посадки пассажиров нуждается в трапе, плюс большое шасси — это лишний вес.

Выводы по пунктам:

  1. Движок портит аэродинамику ВЕЗДЕ . Ну, разве только сунуть его в сам фюзеляж. Но это неприемлимо потому, что он, гад, шумит, занимает место, в случае поломки может устроить пожар или мясорубку. А на пилоне — на пожар можно смотреть и идти на аварийную посадку, либо просто сбросить. (они сбрасываются, правда)
  2. Вкусовщина, можно перетерпеть. А в случае «двигатель под крылом» — само крыло экранирует шум мотора.
  3. С ростом размера самолёта значение этого фактора теряется. Если в авиетке бизнес-класса движки под крылом просто сунуть некуда, там высота от крыла до бетонки метр максимум, то на Ил-96 шо так, шо этак — все равно из салона не выпрыгнешь.

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».

http://www.aviaport.ru/conferences/32061/181.html#p371475

20.06.2015 Vetrogonov пишет:

16:59 tomashomecat пишет:чистое крыло и меньший разнос (крутящий момент) движков это для Вас пустой звук?

Совершено пустой. Они не компенсируют большое количество недостатков жопомоторов.Это понятно каждому, кто в состоянии представить прохождение сил в полете по каркасу.

21.06.2015 tomashomecat пишет:

20.06.2015 Vetrogonov пишет:Это понятно каждому, кто в состоянии представить прохождение сил в полете по каркасу.

1. насколько я знаю главная причина всеобщего переноса движков под крыло в 60х годах был вес тогдашних движков нужной мощности, сейчас такой проблемы нет.1. с точки зрения геометрии центр силы тяги "жопомотора" почти идеально совпадает с центром лобового аэродинамического сопротивления что облегчает работу каркаса, чего совсем нельзя сказать про движки под крылом низкоплана. их момент на кабрирование нужно тоже как-то компенсировать конструкцией фюзеля плюс частичной потерей эффективности крыла.2. "жопомотор" не должен создавать никаких проблем для конструкции каркаса современного пасс-самоля с мощной палубой посреди фюзеля.

21.06.2015 Посторонним В пишет:Котик, ты бы лучше в историю авиации не вдавался! ;)В 60-е годы как раз шло массовое "перемешивание" двигателей в хвост - по примеру "Каравеллы". Даже Боинг после В-707 создал 727-й по таккой схеме. И главным фактором было уменьшение шума в пассажирском салоне.

21.06.2015 asp пишет:

09:51 aosta63 пишет:главная причина переноса движков под крыло - масса возникающих плюсов. Крыло разгружается от действующей подъемной силы, и его масса становится ниже. Хвостовая часть фюзеляжа тоже становится легче так как не должна воспринимать тягу. Доступ к двигателям проще.и еще я смутно помню, что двигатель под крылом играет роль своеобразного противофлаттерного грузана вход в двигатель не попадают возмущения с крыла и он не затеняется. все это способствует устойчивости работы двигателей.

… 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.Вспоминается Туношна…Понятно, что не из-за этого, но, может, именно этой малости и не хватило… (

21.06.2015 B_A_K пишет:

tomashomecat,Я так вижу, вы прям всезнайка в авиации :) И где только таких делают?

"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 большеизгибающий момент, тем больше металла вы туда заложите. Размещение двигателей в хвосте приводит к заметному перемещению центра тяжести конструкции. Как следствие - уменьшается плечо горизонтального и вертикального оперения. Вряд ли вы знаете, что в горизональном установившемся полёте статически устойчивого самолёта стабилизатор создаёт отрицательную подъёмную силу. Это нужно для парирования момента, создаваемого парой сил: вес самолёта и подъёмная сила. Поскольку плечо стабилизатора уменьшилось, силу на стабилизаторе приходится увеличивать, что, соответственно, сказывается на ЛТХ самолёта в целом.Как справедливо было отмечено выше одним из авторов, выдвинутые вперёд двигатели при установке их на крыле служат противофлаттерными грузами. Вкупе с разгрузкой крыла это позволяет применить более тонкие профили, что, как учили нас в институтах, снижает аэродинамическое сопротивление (со всеми вытекающими последствиями).Есть ещё масса нюансов, например, увеличение веса топливной системы, бОльшая трудоёмкость обслуживания и, не поверите, двигатели в хвосте охотнее собирают с ВПП всякую бяку. Так что поменьше гонора в суждениях, есть резоны, про которые не пишут в "мурзилках", и только разработчик самолёта, прикидывая хрен к носу, определяет, чем он может пожертвовать, а чем нет, чтобы его самолёт покупали.

21.06.2015 Engineer_2010 пишет:

Krendel V.M. пишет: …задачей про пластинку бесконечного размаха на крутильной пружинке проблема флаттера не исчерпывается ))

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=mIUUncpPnyMЯ слышал от спецов по флаттеру из ЦАГИ, что в своё время, как на Ил-86 (или 96, точно не помню), так и на Ту-204, пришлось изрядно попотеть над решением проблем взаимодействия крыло-мотогондола. По их же рассказам, китайские товарищи сознательно выбрали для своего «пробного шара» в лице ARJ-21 компоновку с двигателями в ХЧФ, чтобы не связываться с этой непростой задачей.p.s. Кадры с «трясучкой» мотогондол примерно на 5 мин 45 сек.

Читайте также:

20 Jun 2012 14:07 (опубликовано: skydiver000)

Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"

Читайте далее

  • Примеры севших на хвост самолетов - Судя по фотографиям на сайте airlines.net большая часть севших на хвост самолётов имеет расположение двигателя в хвосте. Только 3 самолёта имеют расположение двигатель-под-крылом, и причины у них довольно уважительные: Двигатели под крылом самолёт...… (+5)
  • Сравнение шумов - Самолёт считается удовлетворящим требованиям по шуму, если его совокупная разница превышает 10 EPNdB. Измерения, EPNdB1 Ан-148-100B Ан-148-100E E-190* CRJ-1000* SSJ-100/95B Ту-334-100 Сбоку от ВПП 90,4 91,4 92,4 90,2 90,7 93,4 - норма 94,7 94,8...… (+2)
  • Реальный налет на парк Ан-148 - Критики Суперджета ругают его за относительно небольшой налет в первый год начала эксплуатации, часто сравнивая и ставя в пример ан-148 (для которого пошел уже 4-й год с начала полетов с пассажирами). Забывая при этом, какой налет показывал и этот...… (+2)
  • Ty-334 - Технические характеристики Ту-334-100Д Пассажировместимость Пассажировместимость, чел 102 (1 класс) 92 (2 класса) Габариты Длина, м 31,26 Высота, м 9,38 Размах крыла, м 29,77 Площадь крыла, м2 83,00 Лётные данные Вес пустого, кг...… (+2)
  • Aн-148/158 - СвернутьРаскрыть Содержание Технические характеристики1 Дополнительная информация о самолёте Презентации (ссылки) Расход топлива Прочее Итоги 5 летней эксплуатации Связанные ссылки Технические характеристики1 6-е издание карты данных ...… (+2)
  • Сравнение ЛТХ самолётов в сегменте SSJ - Данные взяты из меморандума ГСС от 2007 года, так что цифры надо уточнять. Вес поправлен, остальное надо смотреть. По идее, Ан-158 тоже надо добавить Характеристики EMB 190 CRJ 1000 ARJ 21-700 Ту-334-100 SSJ 100/95 Эксплуатационные характеристики...… (+2)
  • 2-х вальный или 3-х вальный двигатель - трехвальный Д436 это инженерное продукт более высокого уровня, чем двухвальный Сам146 Вершинин Роман пишет: Вы сознательно передергиваете или действительно не знаете? Приведите пожалуйста удельные расходы на одинаковых числах М, и желательно в...… (+1)

Случайные статьи

  • ВИМ-авиа покупает Эмбраеры - На сайте АТО 24 июня 2014 года сообщается, что по левым данным ВИМ-авиа заключил контракт на поставку трех самолетов Embraer E195 с вторичного рынка . Поставка ожидается к началу осенне-зимнего сезона . В планах закупка 8-9 таких самолётов, однако поскольку такое количество трудно найти на...… (+-3)
  • Система управления самолетом - Развитие элементной базы и совершенствование алгоритмов управления позволило российским ученым создать высокопроизводительные и надежные электродистанционные системы управления для боевых и гражданских самолетов. Еще в прошлом столетии в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) были...… (+4)
  • Нетехнические истории испытаний - Engineer_2010 пишет: Кстати, о птичках. Бабушки и семечки навеяли на воспоминание Ноябрь и половину декабря 2009 г, мы с коллегами провели в Ульяновске, поскольку в тот период, погода в Подмосковье полностью «скурвилась», а в Поволжье стояла как на заказ «миллион на миллион». То есть мороз под...… (+13)

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

версия страницы: 34, Последняя правка: 23 Jun 2015 11:01

superjet.wikidot.com