| |
распространение получило треугольное крыло, сочетающее в себе благоприятные для
больших сверхзвуковых скоростей полёта свойства большой стреловидности ({{?}} ?
55—70°), малого удлинения и малой относительной толщины профиля. В связи с
возникшей необходимостью обеспечить для некоторых типов С. высокие
аэродинамические характеристики в широком диапазоне скоростей полёта были
созданы самолёты с крылом изменяемой в полёте стреловидности ({{?}}? 15—70°),
на которых реализуются достоинства прямого крыла сравнительно большого
удлинения (взлётно-посадочные режимы и полёт на дозвуковых скоростях) и крыла
большой стреловидности (полёт на сверхзвуковых скоростях). Разновидность этой
схемы — цельноповоротное антисимметричное крыло. На манёвренных С. нашло
применение крыло с переменной стреловидностью по передней кромке, включающее
трапециевидную часть с умеренной стреловидностью и корневые наплывы крыла
большой стреловидности, которые улучшают несущие свойства крыла на больших
углах атаки. Схема С. с крылом обратной стреловидности (КОС) не получила
широкого распространения из-за аэроупругой неустойчивости (дивергенции) крыла
при повышенных скоростях полёта. Появление композиционных материалов открыло
возможности устранить этот недостаток путём обеспечения необходимой жёсткости
крыла без заметного утяжеления конструкции, и КОС, обладающее благоприятными
аэродинамическими характеристиками на больших углах атаки, стало в конце 70х и
в 80х гг. объектом широких теоретических и экспериментальных исследований. С.
различного скоростного диапазона отличаются удлинением крыла {{?}} = 12/S
(l — размах крыла). Для повышения аэродинамического качества увеличивают {{?}},
для снижения волнового сопротивления — уменьшают. Если удлинение дозвуковых
стреловидных крыльев составляет обычно {{?}} = 7—8 для пассажирских и
транспортных С. и {{?}} = 4—4,5 для истребителей, то у сверхзвуковых
истребителей {{?}} = 2—3,5. Для обеспечения необходимой поперечной
устойчивости С. консоли крыла устанавливаются (при виде спереди) под некоторым
углом к горизонтальной плоскости (так называемое поперечное V крыла). Улучшение
аэродинамических характеристик крыла во многом обязано совершенствованию его
профиля. На различных этапах развития С. выбор профиля крыла определялся
аэродинамическими или конструктивными требованиями и уровнем научных знаний.
Плоское крыло встречалось в ранних проектах С., однако все первые летавшие С.
уже имели профилированные крылья. Для получения большей подъёмной силы сначала
применялись тонкие изогнутые крылья (С. раннего периода), а позднее — крылья с
толстым профилем (свободнонесущие монопланы 20х гг.). По мере увеличения
скорости полёта использовались менее изогнутые и более тонкие профили. В конце
30х гг. велись работы по так называемым ламинарным профилям малого
сопротивления, однако большого распространения они не получили, так как
обеспечение ламинарного обтекания предъявляло высокие требования к качеству
отделки и чистоте поверхности крыла. В 70х гг. для дозвуковых С. разработаны
сверхкритические профили, позволяющие повысить значение критического числа
М{{?}}. На С. с большой сверхзвуковой скоростью полёта для снижения волнового
сопротивления применяются крылья с малой относительной толщиной профиля ({{c}}
= 2—6%) и острой передней кромкой. Геометрические параметры крыла переменны
вдоль его размаха: оно имеет сужение, значения с уменьшаются к концам крыла,
используется аэродинамическая и геометрическая крутка крыла и т. п.
Важная характеристика С. — удельная нагрузка на крыло, равная G/S = cy?V2/2.
На всех этапах развития С. она возрастала — на быстроходных С. вследствие
уменьшения площади крыла в целях снижения сопротивления и повышения скорости
полёта, а на тяжёлых С. из-за опережающего роста массы С. При увеличении
удельной нагрузки на крыло соответственно увеличивается скорость на взлёте и
посадке, возрастает потребная длина взлетно-посадочной полосы, а также
усложняется пилотирование С. на посадке. Снижение скорости отрыва и посадочной
скорости обеспечивается механизацией крыла, позволяющей при отклонении щитков и
закрылков увеличить максимальные значения коэффициента cy, а для некоторых
конструкций — также площадь несущей поверхности. Устройства механизации крыла
начали разрабатываться в 20х гг., а широкое распространение получили с 30х гг.
Сначала применялись простые щитки и закрылки, позднее появились выдвижные и
щелевые закрылки (в том числе двух- и трёхщелевые). Некоторые виды механизации
крыла (предкрылки и др.) применяются также в полёте, при маневрировании С. Идея
согласования формы профиля крыла с режимом полёта лежит в основе адаптивного
крыла, В 50х гг. для увеличения подъёмной силы крыла на малых скоростях полёта
стало использоваться управление пограничным слоем, в частности сдув
пограничного слоя посредством выдувания отбираемого от двигателя воздуха на
верхние поверхности носков крыла и закрылков. В 70х гг. стали создаваться
самолёты короткого взлёта и посадки (СКВП) с так называемой энергетической
механизацией крыла, основанной на использовании энергии двигателя для
увеличения подъёмной силы посредством обдувания крыла или закрылков реактивной
струёй двигателей.
Фюзеляж служит для объединения в одно целое различных частей С. (крыла,
оперения и др.), для размещения кабины экипажа, агрегатов и систем бортового
оборудования, а также, в зависимости от типа и конструктивной схемы С.,
пассажирских салонов и грузовых кабин, двигателей, отсеков вооружения и шасси,
топливных баков и т. д. На ранних этапах развития С. его крыло соединялось с
оперением с помощью открытой фермы или ферменного фюзеляжа коробчатой формы,
закрытого полотняной или жёсткой обшивкой. На смену ферменным фюзеляжам пришли
так называемые балочные фюзеляжи с различными сочетаниями силового набора —
продольного (лонжероны, стрингеры) и поперечного (шпангоуты) и «работающей»
обшивкой. Такая конструкция позволила придавать фюзеляжу различные хорошо
обтекаемые формы. Длительное время преобладали открытая или защищённая передним
|
|