|
сверхзвуковой крейсерский полёт, можно «настроить» геометрию «Б» на этот режим
и создать самолёт с высоким аэродинамическим качеством. Однако и в этом случае
трудно обеспечить хорошие характеристики на взлёте и посадке. Удачными
примерами решений для такого типа самолётов являются Ту-144 и «Конкорд».
«Утка» (рис. 1, г) — в этой схеме ГО (дестабилизатор) расположено впереди крыла
и впереди центра тяжести самолёта. Главное достоинство схемы «утка» —
осуществление продольной балансировки при помощи положительной подъёмной силы,
приложенной к впереди расположенному ГО. Образование на самолёте моментов на
пикирование (например, от отклонённой механизации крыла, отклонённого сопла
двигателя и т. п.) должно быть уравновешено в этой схеме положительной
подъёмной силой на оперении. Указанное свойство схемы позволяет рассчитывать на
получение более высоких несущих свойств к более высокого аэродинамического
качества самолёта. Однако при наличии продольной статической устойчивости
эффективность продольного управления самолётом А. с. «утка» быстро теряется с
увеличением угла атаки и этим самым ограничивается использование больших {{?}}.
Введение статической неустойчивости позволяет, комбинируя отклонение органов
продольного управления с отклонением закрылков и сопел, обеспечить продольное
управление и на больших углах атаки с приростом подъёмной силы. «Утка» имеет и
ряд компоновочных преимуществ с точки зрения размещения реактивных двигателей,
вооружения и т. п.
Использование А. с. «утка» в практике самолётостроения пока имеет ограниченный
опыт, хотя фирма «СААБ-Скания» использует эту схему при создании истребителей.
Применение этой А. с. связано с необходимостью решения ряда сложных задач
обеспечения боковой устойчивости и управляемости, особенно на больших углах
атаки.
В некоторых случаях переднее оперение было применено для ограниченного
использования с целью обеспечения продольной балансировки самолёта на взлёте и
посадке (например, ХВ-70 фирмы «Норт Американ», Ту-144).
«Тандем» (рис. 1, д) — крайне редко используемая для самолётов А. с.,
представляющая сочетание двух крыльев, расположенных одно за другим.
В зависимости от расположения органов продольного управления она может
рассматриваться либо близкой к «утке» (ОУ на переднем крыле), либо близкой к
нормальной схеме (ОУ на заднем крыле). Однако во всех случаях с точки зрения
аэродинамического качества и общих лётных данных схема нерациональна, так как
заднее крыло, будучи расположено в скосе потока переднего, имеет меньшие
несущие свойства. Большая суммарная площадь крыльев предопределяет большое
аэродинамическое сопротивление, что приводит к значительному снижению
аэродинамического качества.
В ряде случаев по эксплуатационным особенностям оказались целесообразным
устанавливать оперение не на фюзеляже, а на двух крепящихся к крылу балках (рис.
2). См. Двухбалочный самолёт.
По числу несущих поверхностей А. с. разделяют на монопланы, бипланы (рис. 3),
полипланы. С 40х гг. в основном применяются монопланы, так как эта схема
наилучшим образом удовлетворяет требованиям достижения больших скоростей полёта.
Примером удачного применения А. с. биплана для самолёта малых скоростей
является самолёт Ан-2.
В зависимости от расположения крыла по высоте фюзеляжа различают А. с.:
низкоплан, среднеплан, высокоплан, парасоль. Выбор расположения крыла по высоте
часто диктуется рядом эксплуатационных требований (например, для транспортных
самолётов высокоплан удобнее — проще обеспечивается загрузка и выгрузка
самолёта; для магистральных пассажирских самолётов чаще используются
низкопланы — безопасность, комфорт и т. п.), однако с точки зрения аэродинамики
эти схемы очень существенно отличаются, главным образом по характеристикам
боковой устойчивости и управляемости, а также по лобовому сопротивлению.
Наименьшее сопротивление, особенно при переходе на сверхзвуковые скорости,
имеет среднеплан, который чаще применяется для сверхзвуковых самолётов.
В зависимости от расположения двигателей на самолёте можно ввести следующее
разделение А. с. Для самолётов с винтомоторной группой — схема с тянущими
винтами и схема с толкающими винтами (рис. 4). Для самолётов с реактивными
двигателями, помимо разграничения по числу двигателей, можно выделить А.с. с
расположением двигателей на крыле; на фюзеляже; на крыле и фюзеляже (рис. 5).
Различное расположение двигателей также часто диктуется эксплуатационными
требованиями (уменьшение шума в кабине, уменьшение массы конструкции,
безопасность при отказе двигателя и т. п.), но оно, безусловно, существенно
сказывается на аэродинамических и весовых характеристиках самолёта и,
следовательно, должно анализироваться с точки зрения летно-технических
характеристик и общей эффективности самолёта.
А. с. в значительной степени определяется и диапазоном скоростей полёта; здесь
классификацию можно провести достаточно чётко. А. с. дозвуковых самолётов
рассчитывается на полёт в диапазоне чисел Маха M{{?}} = 0,8—0,9. Для неё
характерны крылья и оперения малой стреловидности, достаточно больших удлинений
и большой относительной толщины профиля, воздухозаборник с большими радиусами
закруглений кромок. А. с. трансзвуковых самолётов (M{{?}} = 1,3—1,5). В этой
области значений M{{?}} используются умеренные стреловидность и относительная
толщина крыльев и оперения, нерегулируемый воздухозаборник с более острыми
кромками. А. с. сверхзвуковых самолётов (М{{?}} до 3—3,5). Для уменьшения
волнового сопротивления в этих схемах применяются малые относительные толщины,
большая стреловидность крыльев (в том числе треугольные крылья) и оперений и
крылья изменяемой в полёте стреловидности. Для самолётов с крылом изменяемой в
полёте стреловидности характерна многорежимность полёта: за счёт использования
|
|