Реферат: Конструктивна складність крил реактивних літаків

Літаки з перемінною геометрією удалося побудувати радянському авіаконструктору і льотчику В. Шевченко. От що написав у звіті про іспит монобіплана Шевченко льотчик-випробувач Г. Шянов: " Літак протягом усього процесу збирання зберігає стійкий політ і не вимагає додаткової роботи рулями. Вібрацій, зривів і інших ненормальних явищ не спостерігається. Збирання відбувається протягом 6-7 с. По відчуттях льотчика процес збирання і випуску крил може бути збиранню і випуску шасі звичайної машини ".

ДО 1946 року, створивши чимало літали зразків і проектів Шевченко впритул підходить до ідеї літака зі змінюваної стрілкою крила і розробляє, видимо, перший у світі проект такої машини.

Чому ж, "обпікши" на перших зразках, що літали, конструктори продовжували займатися перемінної стрілкою?

... Давно минули часи, коли співвідношення максимальної і посадкової швидкостей складало три-чотири.

Тепер як би ні росла швидкість літаків, їхні колеса не можуть стикатися з землею при ще більшій швидкості - вона і так уже перевалила за 300 км/ч. От і виходить: з кожним кроком уперед швидкісний діапазон збільшується, а відношення граничних - максимальної і посадковий - швидкостей підскочило до десяти.

Крила цілком задовольняють своєму призначенню в широкому діапазоні - від до швидкості, що відповідає подвоєної звуковий. А от на малих швидкостях стрілка заважає. Таке крило додає машині надлишкову поперечну стійкість, утрудняє виконання маневрів.

Несущі властивості площин гірше, ніж у прямого крила: величину піднімальної сили визначає не швидкість потоку, що набігає, а її складова, спрямована перпендикулярно передній крайці крила. Вдобавок при польоті на великих кутах атаки знижується ефективність засобів механізації, що погіршує злітно-посадочні властивості машини. Тим часом для сучасного літака знаходиться робота практично на усіх швидкостях і висотах.

Проектувати ж машину класичним методом компромісів між суперечливими вимогами стає усе сутужніше і сутужніше.

Конструктори намагаються уникнути достатку типів бойових машин, прагнучи утілити властивості кожної з них в одній, універсальної, багатоцільовий. Подібний літак повинний на гранично малій висоті з надзвуковою швидкістю проникати на територію супротивника. Його ж приходиться використовувати для перехоплення ворога, що летить на граничній висоті. Не виключено, що багатоцільовій машині прийдеться супроводжувати в далекому рейсі бомбардувальник.

Якщо рішенню однієї з цих задач буде сприяти крило малої площі і великий, то для іншої, скажемо, для польоту на дальність, вимоги діаметрально протилежні.

Де ж вихід? Звичайно, вже в схемі монобіплана. Але сам принцип зміни геометрії найголовнішого елемента літальної машин-крила допоміг і цього разу . На авіаційному святі в Домодедові (1967 р.) глядачі бачили, як над трибунами проносилися радянські літаки з крилом перемінної с. Плавно і швидко займають крила положення, найбільш придатне для поставленої бойової задачі.

Це непроста задача - змусити крило в будь-якім положенні виконувати свою основну функцію і не бути джерелом різномастих коливань. Конструкторам потрібно було домогтися, щоб при зміні кута машина не втрачала стійкості, була керованою. Адже мало того, що при цьому переміщається маса, "гуляє" і крапка додатка аеродинамічного навантаження на несущу поверхню, фокус крила, інакше впливають один на одного повітряні потоки на крилі, фюзеляжі, хвостовому оперенні. А поворотний вузол крила - це цілий комплекс проблем! По-перше, вузол повинний бути легким і компактної і при цьому витримувати колосальні навантаження і не мати люфтів. По-друге, він повинний забезпечити строгу синхронність відхилення консолей.

І усе-таки всі найважливіші проблеми виміру стреловидности були успішно вирішені. Краще тому свідчення - польоти таких машин у СРСР, Франції, США. Але авіабудівники йдуть далі. На сторінках авіаційних журналів миготять зображення літаків наступного покоління. Судячи з цих проектів, принцип змінюваної геометрії застосований не тільки до крил. У польоті міняється конфігурація всього апарата.

ЛІТАКИ З ВЕРТИКАЛЬНИМ ЗЛЕТОМ І ПОСАДКОЮ

Варто простягнути історичні зв'язки, розповідаючи і про іншій, теж неновій ідеї - літаку з вертикальним злетом і посадкою. Але не тільки тому, що історія цікава, так сказати, сама по собі. Вертикально злітають апарати і літаки з перемінної стрілкою крила - спроба різними засобами вирішити одну і цю же проблему, протиріччя між швидкісними і злітно-посадочними режимами. І якщо конструктори -"геометри" прагнуть полегшити все-таки нормальні - по-літаковому - зліт і посадку, те "вертикалки" геть-чисто усунули і розбіг і пробіг.

Одне з рішень проблеми крапкового старту - зліт з рампи. З могутнім двигуном, з ракетними прискорювачами, на форсажі винищувач кулею зривається зі спеціального спорудження - рампи і, що підпирається величезною тягою, йде вгору. Так наприкінці 50-х років стартував на Мить-19. " Шиянов злітав з віддаленої крапки аеродрому, - згадує льотчик-випробувач И. Шелест, - і видовище це сприймалося в першу секунду як щось надприродне, як вигнання з пекла провиненого сатани. Начебто раптом земля і з розпеченою магмою виплеснула деякий чорний предмет. Двома секундами пізніше, випереджаючи кромішній вогонь і дим, свідомість виявило в темному предметі літак... Потім пекельний гуркіт різко обривався. Миті назустріч сонцю, небу, життю ". Однак машині, що може так злітати, не вистачало " крапкової" посадки. Сідала Мить, як звичайно, з вереском покришок об бетонку, з випущеними на максимальний кут закрилками, іноді з гальмовим парашутом.

Злітав з рампи й американський " Супер Сейбр ". Двигун (на форсажі) розвивав тягу 7250 кг. Стартовий прискорювач 59 тис. кг! Уже через 4 з послу відділення від рампи швидкість досягала 440 км/ч.

Без рампи не міг ні стартувати, ні приземлятися американський літак вертикального злету і посадки Райан Х-13. Оснастили машину могутнім ТРД, тяга якого перевищувала злітну вагу Х-13.

Разом з рампою машина приймала вертикальне положення, повисала на гаку, а стартуючи, від'єднувалася від нього. Посадка жадала від пілота ювелірної роботи: потрібно було плавно, збільшуючи кут атаки, загальмувати Х-13, перевести його з горизонтального у вертикальне положення, зачепитися гаком за трос, підвести машину до рампи і "зістикуватися" з нею. На висінні пілот маніпулює газовими рулями і, якщо кабіна не оснащена поворотним кріслом, знаходиться в не занадто зручній позиції - ногами догори.

Непросто було і керувати літаками, що зависли. Порив вітру, "власна" вихлопний струмінь, відбитий бетонкою, - усе це перешкодило Х-13 стать бойовою машиною.

Будували в 50-х роках гвинтові літаки, що обходилися без рампи, Конвер ХРУ-1 і Локхід ХРУ-1. Шасі розташовувалося: у " Конвера " на кінцях хрестоподібного стабілізатора, а в "Локхіда" на кінцях трикутного крила, верхнього і нижнього кола. Стартували машини з положення "коштуючи на хвості" і переходили потім у "нормальний" політ.

Подібно першим літакам з перемінної стрілкою, ранні вертикально злітають не стали основою нинішніх апаратів такого типу, але допомогли конструкторам усвідомити всю складність проблеми, намітити коло ще не вирішених задач. Важливо було не просто знайти оптимальну схему СВВП (так коротко називають літаки з вертикальним злетом і посадкою) , а зрозуміти загальні закономірності "висячого" польоту, посадки з урахуванням впливу землі, керування без всяких аеродинамічних рулів.

Для цих цілей у нашій країні побудували літаючий стенд "Турболет" літаючий ТРД зі змонтованими на ньому кабіною, шасі, а саме головне - хрестоподібно розташованими штангами газових рулей. Літав на " Турболеті " Ю. Гарнаев. Схожий експериментальний апарат створила й англійська фірма "Роллс-Ройс".

На відміну від нашого "Турболета ", у якого двигун розташовувався вертикально, ТРД "англійця" розташували "лежачи"...

Струмінь направляли вниз і в сторони спеціальними трубами-дефлекторами. Двигуни, що змінюють своє положення в залежності від режиму - злету-посадки, розгону-гальмування, крейсерського польоту, ТРД із дефлекторами для відхилення струменя, комбіновані силові установки, що складаються з незалежних друг від друга маршового і піднімального двигунів, - СВВП таких схем побудовані у ведучих авіаційних державах. Прикладами літаків з реактивним струменем, що відхиляється, можуть служити радянський СВВП, показаний у 1967 році на авіаційному святі Хоукерсіддлі "Херріер", кілька варіантів якого серійно випускаються в Англії.

Про перспективи вертикально злітає авіації ще в 1966 році журнал "Спейс енд еронотікс" (США) писав так: "... Двигун зі змінюваним напрямком вектора тяги забезпечує гарні характеристики при зльоті й операціях по перехопленню, однак дальність польоту такого літака мала. Невеликий дозвуковой літак з турбовентиляторами, розташованими в крилі, має гарні характеристики в польоті в землі, однак дальність цієї машини обмежена. Як двигуни для вертикально злітає чи з малою довжиною розбігу літака... повинні бути обрані чи ТВРД (турбовентиляторні реактивні двигуни) , що мають кращі характеристики при польоті в землі, чи ТРД, очевидно, більш придатні для польотів з великими числами М на великій висоті. Одним з компромісних рішень є застосування ТВРД зі змінюваним напрямком вектора тяги, з легкими піднімальними двигунами; двигунами, що визначають розміри літака, будуть маршові, а не піднімальні двигуни".

Новітній представник сімейства вертикально злітають - досвідчений багатоцільовий літак ХРУ-12А фірми " Рокуелл" (США) . За схемою ця машина, призначена для базування на авіаносцях, -" утоку" з горизонтальним оперенням у носовій частині фюзеляжу.

Вертикальне оперення на кінцях дуже короткого трикутного крила. Частина реактивного струменя приділяється від двигуна і викидається вертикально вниз через щілини в крилі. У залежності від потужності відведеного потоку літак стартує чи вертикально пробігає перед відривом близько 90 м.

ПОВІТРЯНІ АВІАНОСЦІ.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--