ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СГАУ)
Современные магистральные самолеты
С А М А Р А 2016
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (СГАУ)
Современные магистральные самолеты
Методические указания
С А М А Р А
Издательство СГАУ
УДК СГАУ: 629.7.08
Составители: В.П.Показеев
Рецензент: Л.С.Шварц
Современные магистральные самолеты: метод. указания / сост. В.П.Показеев. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2016. – 27 с.: ил.
Изложены краткие сведения о мировой авиационной транспортной системе, представлена классификация магистральных самолетов, приведены особенности аэродинамики, конструкции, оборудовании современных магистральных самолетов, предложены основные технические и технико-экономические параметры оценки степени технического совершенства магистральных самолетов.
Указания предназначены для студентов, изучающих техническую эксплуатацию летательных аппаратов, электросистем и пилотажно-навигационных комплексов и могут быть использованы при изучении конструкции современных самолетов, выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ и проектов.
Подготовлено на кафедре эксплуатации авиационной техники.
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2016
Содержание
1. Общие сведения о мировой авиационной транспортной системе
Транспорт является одним из из важнейших отраслей хозяйства. Он обеспечивает производственные связи промышленности и сельского хозяйства, осуществляет перевозки грузов и пассажиров, является основой географического разделения труда. Обмен и структура транспортных перевозок, как правило, отражают уровень и структуру экономики, а география транспортной сети и грузопотоков — размещение производительных сил.
Транспорт подразделяют на сухопутный (железнодорожный и автомобильный), водный (морской и речной), воздушный, трубопроводный и электронный (линии электропередачи).
Воздушный транспорт является самым скоростным, но достаточно дорогостоящим видом транспорта и играет важную роль в международных пассажирских перевозках. Его преимущества кроме скорости — надежность, безопасность, географическая мобильность, позволяющая легко расширять и менять трассы, экономическая эффективность. Густая сеть регулярных авиалиний опоясала весь земной шар. Воздушным транспортом ежегодно перевозится более 850 млн пассажиров, общая протяженность воздушных линий достигает примерно 11,8 млн км, опорными точками являются более 5 тысяч аэропортов, а в эксплуатации находится около 30 000 магистральных самолетов. В настоящее время согласно преамбуле к нормативным документам Международной организации гражданской авиации (ICAO) воздушный транспорт является глобальной транспортной системой, предназначенной … для удовлетворения потребностей населения земного шара в воздушных перевозках.
Авиационная транспортная система (АТС) - это совокупность совместно действующих воздушных судов, комплекса наземных средств по подготовке и обеспечению полетов, личного состава, занятого эксплуатацией и ремонтом ВС и наземных средств, а также системы управления процессом эксплуатации.
Рисунок 1 - Структура АТС
Для АТС характерны особенности сложных технических систем: единая цель (эффективность и безопасность полетов); управляемость системы, которая имеет иерархическую структуру; взаимосвязь подсистем, которые состоят из большого количества взаимодействующих элементов; наличие разнообразных источников информации; уязвимость во время действия от случайных факторов; черты самоорганизации.
АТС может рассматриваться как сложная система, каждый элемент (подсистема) которой включает машинные и человеческие звенья, то есть является типичной сложной человеко-машинной системой с ее специфическими свойствами и относится к категории эргатических, «жизненных, живучих» систем.
Таблица 1. 100 крупнейшие авиакомпании мира 2015 года
| № | Авиакомпания | Страна | Пасс/ оборот, млн. пасс/км | Кол-во пасс., млн. чел. | Кол-во возд. судов, шт. |
| 1. | Delta Air Lines | США | 326 465 | 171,4 | |
| 2. | United Airlines | США | 288 036 | 91,5 | |
| 3. | Emirates | ОАЭ | 235 498 | 49,3 | |
| 4. | American Airlines | США | 208 108 | 88,0 | |
| 5. | Southwest Airlines | США | 173 829 | 135,8 | |
| 6. | Lufthansa | Германия | 156 826 | 77,5 | |
| 7. | British Airways | Великобритания | 138 431 | 81,0 | |
| 8. | China Southern Airlines | Китай | 135 637 | 77,9 | |
| 9. | Air France | Франция | 134 000 | 47,0 | |
| 10. | China Eastern Airlines | Китай | 127 637 | 83,9 | |
| … | |||||
| 25. | Аэрофлот | Россия | 67 122 | 23,6 | |
| … | |||||
| 33. | Трансаэро | Россия | 47 066 | 13,2 | |
| 80. | UTair | Россия | 20 199 | 8,6 | |
| 96. | S7 Airlines | Россия | 15 583 | 7,9 | |
| 100. | Nordwind Airlines | Россия | 13 402 | 4,5 |
Таблица 2.Крупнейшие авиакомпании России по пассажирообороту по итогам 2014 года
| Авиакомпания | Пасс/ оборот, тыс. пасс/км | Прирост к 2013 г., % | ||
| 1. | Aэрофлот | 67 121 707,0 | +11,4 | |
| 2. | Трансаэро | 47 066 420,9 | +0,1 | |
| 3. | ЮТэйр | 20 198 947,9 | +20,4 | |
| 4. | Сибирь (S7 Airlines) | 15 582 789,0 | +9,8 | |
| 5. | Северный ветер | 13 401 739,3 | -0,2 | |
| 6. | Уральские авиалинии | 13 327 154,4 | +13,2 | |
| 7. | Россия | 10 147 404,0 | +10,5 | |
| 8. | Оренбургские авиалинии | 8 471 008,4 | -22,9 | |
| 9. | Икар | 6 059 896,0 | +400,8 | |
| 10. | Глобус | 5 559 313,0 | +3,6 |
Таблица 3. Крупнейшие аэропорты мира по итогам 2015 г.
| № | Город | Аэропорт | Страна | Пасс. в год (тысяч) |
| 1. | Atlanta | Hartsfield Int`l | США | 96 179 |
| 2. | Beijing | Capital | Китай | 86 128 |
| 3. | London | Heathrow | Великобритания | 73 408 |
| 4. | Tokyo | Haneda International | Япония | 72 827 |
| 5. | Los Angeles | International | США | 70 663 |
| 6. | Dubai | International | ОАЭ | 70 476 |
| 7. | Chicago | O'Hare Int'l | США | 69 999 |
| 8. | Paris | Charles de Gaulle | Франция | 63 814 |
| 9. | Dallas/Fort Worth | International | США | 63 554 |
| 10. | Hong Kong | International | Гонконг | 63 122 |
| … | ||||
| 50. | Москва | Домодедово | Россия | 33 108 |
| … | ||||
| 55. | Москва | Шереметьево | Россия | 31 568 |
2. Классификация магистральных самолетов
2.1. Основные определения. Терминология.
Магистральными называются самолеты, выполняющие регулярные (по расписанию) полеты по установленным воздушным трассам на расстояния более 1000 км.
Воздушная трасса – это коридор в воздушном пространстве, ограниченный по высоте и ширине, обеспеченный основными и запасными аэродромами и оборудованный средствами радионавигации, контроля, и управления воздушным движением. Аналогично определение и для трасс местных воздушных линий (МВЛ).
Ширина трассы обычно устанавливается равной 10 км, высота (эшелоны) полетов заданы наставлением по производству полетов в гражданской авиации СССР (НПП ГА-85), которые гармонизированы с правилами эшелонирования ICAO.
По дальности полета самолеты подразделяются на:
- магистральные дальние (ДМС) – 6000 км и более;
- магистральные средние (СМС) – от 2500 до 6000 км;
- магистральные ближние (БМС) - от 1000 до 2500 км;
- самолеты МВЛ - региональные самолеты (РС) – до 1000 км.
Все воздушное пространство разделено на зоны управления воздушным движением (УВД). Ни в одной точке воздушного пространства (воздушной трассы) ЛА не может находиться вне управления и контроля за полетом.
МС оборудуются аппаратурой для регистрации параметров полета и контроля работы бортовых систем.
В целях обеспечения безопасности и повышения эффективности полетов для транспортного самолета, экипажа и аэродрома ICAO установлены следующие категорированные метеоминимумы посадки и взлета:
- минимум I категории: высота принятия решения (нижней границы облаков) - 60 м, видимость на ВПП – 800 м (60х800);
- минимум II категории: высота принятия решения (нижней границы облаков) - 30 м, видимость на ВПП – 400 м (30х400);
- минимум III категории: высота принятия решения (нижней границы облаков) – менее 30 м, видимость на ВПП – менее 400 м, но не менее:
- метеоминимум категории IIIА предполагает заход на посадке, посадку и руление по ВПП при дальности видимости на ВПП не менее 200 м (0х200);
- метеоминимум категории IIIВ предполагает заход на посадке, посадку и руление по ВПП при дальности видимости на ВПП не менее 50 м (0х50);
- метеоминимум категории IIIС предполагает заход на посадке, посадку и руление по ВПП без использования внешних ориентиров (0х0);
Под высотой принятия решения понимается высота, на которой производится уход на второй круг, если до этой высоты не был установлен визуальный контакт с наземными ориентирами по курсу посадки.
Потребная степень автоматизации управления полетом увеличивается с ростом номера эксплуатационной категории.
Надежность систем автоматизированного управления заходом на посадку и посадкой самолета должна быть весьма высокой. Вероятность неудачного завершения автоматической посадки по III категории ИКАО английским авиационным регистром установлена не более 10-7.
Самолеты, оборудованные аналоговым пилотажным оборудованием обеспечивают заход на посадку только по II категории. Современные магистральные оборудуются цифровыми пилотажными комплексами с электродистанционной системой управления (ЭДСУ) и обеспечивают заход на посадку и посадку по IIIА и IIIВ категориям ICAO.
2.2. О параметрах [1] технического совершенства и критериях [2] эффективности транспортных самолетов.
Техническое совершенство транспортного самолета оценивается следующими параметрами:
1. VКР и НКР – крейсерскими скоростью и высотой полета.
Для всех околозвуковых реактивных транспортных самолетов крейсерская скорость примерно одинакова – 850-900 км/ч (М=0,82-0,83), а крейсерская высота – 10-12 км.
2. 
- коэффициентом дальности,
Где: 
- аэродинамическое качество; V- скорость полета; СУД – удельный часовой расход топлива двигателями 
, - аэродинамический параметр, направленный на снижение энергозатрат, необходимых для выполнения полета.
Параметр дальности полета пропорционален энергозатратам и влияет на дальность полета:
, где 
- относительный запас топлива.
Иногда выгоднее несколько снизить VКР, получив при этом большее аэродинамическое качество К, при этом коэффициент дальности возрастает.
3. VЗ.П. – скорость захода на посадку. Снижение скорости уменьшает энергозатраты на пробеге.
4. LВПП – потребной длиной взлетно-посадочной полосы.
5. Шумом на местности. Параметр связан с охраной окружающей среды, он строго лимитируется требованиями ICAO.
В соответствии с ними самолет не должен превышать указанные в требованиях Приложения 16 ICAO уровни шума в следующих точках (Рис.2):
а) в точке измерения шума сбоку от ВПП: точке на линии, параллельной осевой линии взлетно-посадочной полосы и удаленной от нее или ее продолжения на 650 м, в которой уровень шума при взлете является максимальным;
b) в точке измерения пролетного шума: точке на продолжении осевой линии взлетно-посадочной полосы на расстоянии 6,5 км от начала разбега;
с) в точке измерения шума при заходе на посадку: точке на земле на продолжении осевой линии взлетно-посадочной полосы, расстояние от которой до глиссады с углом наклона 3°, начинающейся на расстоянии 300 м за порогом ВПП, составляет по вертикали 120 м (394 фут). На ровной местности это соответствует точке на расстоянии 2000 м от порога ВПП.
Рис.2 Точки контроля уровня шума МС в соответствии с ОСТ 1 00493-83 САМОЛЕТЫПАССАЖИРСКИЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ. Методы испытаний эквивалентные по определению характеристик шума самолетов на местности
6. 
- относительной массой снаряженного самолета или его полной весовой отдачей, где mСНАР – масса снаряженного самолета; m0 – расчетная взлетная масса.
7. 
- весовая отдача, где mПН – полная нагрузка; 
- относительный запас топлива; 
- относительная коммерческая нагрузка (коммерческая весовая отдача).
8. Расчетным экономически целесообразным ресурсом по числу летных часов или полетов и календарным сроком службы самолета.
9. 
- часовой производительностью, отнесенной к массе снаряженного самолета,
где VРЕЙС - рейсовая скорость, VРЕЙС <VКР, 
, Δt – потери времени на набор высоты, снижение и маневры.
Различают часовую производительность самолета (mКН· VРЕЙС) и рейсовую (mКН· LТЕХ), где LТЕХ – техническая дальность полета.
Производительность транспортного самолета и его экономическая эффективность определяются скоростью полета и диаграммой «коммерческая нагрузка-дальность» (Рис.3), т.е. графической характеристикой изменения грузоподъемности или пассажировместимости по дальности полета.
Рис.3 Графическая характеристика магистрального самолета «коммерческая нагрузка дальность»
Экономическая эффективность (экономическое совершенство) магистральных самолетов оценивалась следующими критериями:
1. Весовой отдачи.
- относительная коммерческая нагрузка при заданной дальности.
Критерий весовой отдачи многие годы служил основным мерилом эффективности транспортных самолетов. Но он основывался на примерном равенстве топливной эффективности самолетов одного класса дальности. С появлением в начале 70-х годов широкофюзеляжных самолетов с повышенной топливной эффективностью и достижениями в области аэродинамики – критерий весовой отдачи утратил свое значение.
Самолеты с более высокой весовой отдачей могут быть экономически менее эффективны по сравнению с самолетами с высоким аэродинамическим качеством и меньшим удельным расходом топлива двигателями. Иногда экономически выгоднее утяжелять конструкцию самолета с целью улучшения его аэродинамики. При этом растет масса и снижается запас топлива, но дальность полета сохраняется или растет и экономическая эффективность повышается.
Критерий весовой отдачи принимает различные значения при разном сочетании коммерческой нагрузки и массы топлива и следовательно разными будут оценки экономической эффективности.
Были предложены другие критерии.
2. Весовой эффективности.
, где LТЕХ – техническая дальность полета, mСНАР - масса снаряженного самолета.
Критерии весовой отдачи и весовой эффективности дают качественную оценку эффективности, т.е. сравнительную с аналогами и поэтому объективным критерием (мерилом) экономической эффективности служить не могут.
3. Экономический критерий
, где А – полная стоимость самолеточаса [руб./час];
КЭ – коэффициент коммерческой нагрузки;
mКН – максимальная коммерческая нагрузка [т];
VКР – крейсерская скорость [км/ч].
Введение этого критерия обусловлено рядом обстоятельств, имеющих большое общественно-экономическое значение. Экономическая эффективность измеряется отношением получаемого эффекта и затрат на его достижение, что отражено соотношением себестоимости тонно-километра. Критерий учитывает эксплуатационные расходы, которые за весь срок службы самолета в несколько раз превышают затраты на его проектирование и серийное изготовление. Снижение эксплуатационных расходов уменьшает транспортные издержки и следовательно снижает общие затраты на производство продукции.
Однако, сравнение транспортных самолетов по критерию “а” в разных условиях эксплуатации приводит к неправильным оценкам, поскольку этот критерий не учитывает организационно-технические условия применения самолетов, эффективности капвложений, качества функционирования самолета и др.
4. В последние два десятилетия наибольшее применение во всем мире получил топливный (энергетический) критерий, как для анализа эффективности эксплуатации транспортных самолетов, так и при оптимизации проектировочных решений.
или 
,
где mТ - масса полного запаса топлива; nПАС – число пассажиров; mКН – максимальная коммерческая нагрузка; LТЕХ – техническая дальность полета.
Критерий топливной эффективности называют интегральным, поскольку на его числовое значение оказывают влияние следующие факторы:
- аэродинамическое совершенство самолета;
- газодинамическое совершенство двигателей;
- весовое совершенство конструкции и систем самолета, двигателей и радиоэлектронного оборудования;
- применение автоматизированных активных систем управления полетом и центровкой самолета, которые приводят к снижению расхода топлива через снижение массы конструкции и балансировочного сопротивления оперения.
Продолжается поиск критерия экономической эффективности, характеризующий стоимость жизненного цикла самолета.
5. Стоимость жизненного цикла СЖЦ
2.3. Конструктивные особенности современных магистральных самолетов.
К широкофюзеляжным (диаметром фюзеляжа более 5 м) самолетам 90-х годов относятся: Ил-96-300; Б - 747-400; МД -11; А-310-300; А-340-300.
К узкофюзеляжным пассажирским самолетам 90-х годов относятся: Ту-204, Ту-334; Як-42М; А-320-200, А-321; Б-767-300, Б-737-200, - 400, -500; МД-90-30; Ф-100; Ил-144; L-610; ATP, ATR-72; SAAB-340B; ЕМВ-145; CL-601-R и некоторые другие.
В конструкции пассажирских самолетов 90-х годов внедрены следующие передовые научно-технические достижения.
1. Применение сверхкритических профилей на несущих поверхностях.
На рис.4 показаны формы профилей крыльев и распределение давления на нежней и верхней поверхности по хорде.
а) типичный профиль крыла самолетов прежних поколений;
б) усовершенствованный сверхкритический профиль
Рис. 4 Распределение давления на профилях крыла самолетов разных поколений.
Сверхкритический профиль имеет следующие характерные особенности: затупленный носок, плоская верхняя поверхность, утолщенная нижняя средняя часть (выпуклостью вниз), «выемка» на нижней поверхности хвостовой части, задняя часть образованная расходящимися дугами и тупая скругленная задняя кромка.
При скоростях полета, соответствующих числу М=0,8, поток на верхней поверхности обычного крыла разгоняется до числа М=1,2-1,3 (сверхкритическая скорость), при этом возникают скачки уплотнений высокой интенсивности что приводит к резкому увеличению лобового сопротивления и смещению назад центра давления. Наличие стреловидности крыла задерживает образование скачка, но утяжеляет его конструкцию и способствует появлению проблемы устойчивости. В связи с увеличением сопротивления полет на числах М>0,85 становится неэкономичным.
Сверхкритическое крыло имеет сравнительно плоскую верхнюю поверхность, поэтому зона сверхзвукового обтекания заканчивается одним или несколькими слабыми скачками уплотнения вместо одного сильного, которые не приводят к значительному увеличению сопротивления. Критический профиль позволяет повысить скорость полета или увеличить толщину крыла. Замыкающий скачок сдвигается ближе к задней кромке крыла. Это увеличивает зону с низким давлением на поверхности крыла и общие несущие свойства крыла, что позволяет уменьшить его площадь.
Подсос на носке крыла значительно интенсивнее, чем на старых профилях. Сверхкритические профили обеспечивают следующие преимущества:
- большую относительную толщину крыла – это увеличивает конструктивную эффективность крыла и внутренние объемы для топлива;
- меньшую стреловидность крыла – это снижает крутящий момент на крыле, что позволяет облегчить конструкцию. Проблемы устойчивости и управляемости самолета также упрощаются;
- улучшенные несущие свойства крыла позволяют уменьшить его площадь – это способствует уменьшению массы конструкции, расхода топлива и обеспечивает возможность применения стабилизатора меньших размеров.
Конструкторам предоставляется возможность использовать преимущества сверхкритического профиля. Приращение подъемной силы - на уменьшение площади крыла, а увеличение толщины профиля – на увеличение объема топливных баков.
2. Применение на крыле концевых аэродинамических поверхностей
В июне 1977 г. фирма "Боинг" получила заказ на разработку концевых аэродинамических поверхностей для самолета KC-135 (топливозапрвщик, созданный на базе Б-707), уменьшающих лобовое сопротивление. Задачей их было снижение расхода топлива на 5-7%; в пересчете на весь парк KC-135 это дало бы годовую экономию топлива 91 млн.л. Самолет KC-135A №55-3129 с "крылышками" поднялся в воздух в феврале 1978 г. До начала 1981 г. борт 55-3129 налетал 178 ч в испытательном центре Национального авиакосмического агентства США (НАСА) Драйден (авиабаза Эдвардс). Результаты внушали оптимизм, однако Конгресс США не дал денег на доработку серийных машин.
Концевые аэродинамические поверхности на крыле (концевые крылышки, концевые шайбы, вертикальные поверхности, крылышки Уиткомба, винглеты - вертикальный отгиб концов крыла, служащий для уменьшения интенсивности концевого вихря, и, как следствие, снижения индуктивного сопротивления), обеспечивающие снижение лобового сопротивления. Установка концевых поверхностей создает дополнительный изгибающий момент на крыле и поэтому требует его упрочнения. Многочисленные исследования таких устройств и опытные проверки показали, что применение концевых поверхностей приводит к уменьшению индуктивного сопротивления примерно на 6% и к увеличению изгибающего момента на 3%. Уменьшение сопротивления происходит из-за воздействия поверхностей на концевые вихри, изменяя влияние на распределение давления по крылу. Снижают расход топлива на 1,5%.
Впервые были применены на самолете А 310-300, поставленном авиакомпании «ЭР Индия» в апреле 1986 г.
Рис.5 Концевые аэродинамические поверхности самолетов А-310 (на дальнем плане) и Боинг 747-400
На самолете А-310-300 концевые поверхности представляют собой треугольную профилированную пластину, укрепленную на концах крыла, высота поверхности составляет 1,4 м, масса 17,5-20 кг. Изготавливаются поверхности из композиционных материалов.
3. Применение э лектродистанционной системы управления (ЭДСУ)
Электродистанционная система управления (Fly-by-Wire) — система управления, обеспечивающая передачу управляющих сигналов от пилота к исполнительным механизмам в виде электрических сигналов.
В отличие от механических и бустерных систем управления, где воздействия от органов управления в кабине к управляющим поверхностям (элеронам, рулю высоты и т.д.) или силовым приводам передаются посредством механической проводки, включающей в себя тяги, качалки, тросы, шкивы и т.д., в ЭДСУ эти воздействия передаются с помощью электрических сигналов.
Механические перемещения рычагов управления в кабине самолёта с помощью установленных на них датчиков преобразуются в аналоговые или цифровые электрические сигналы, которые по электропроводке поступают в вычислитель системы управления. Одновременно туда же поступают сигналы от датчиков угловых скоростей, перегрузок, углов атаки и скольжения, вычислителя системы воздушных сигналов и других устройств. Вычислитель ЭДСУ в соответствии с заложенными в него алгоритмами управления преобразует эти сигналы во входные сигналы приводов органов управления. При этом он также может выполнять функции ограничителя предельных режимов полёта: не допускать превышения установленных ограничений по перегрузке, углу атаки и другим параметрам. Таким образом значительно снижается вероятность попадания самолёта в нежелательные режимы полета: сваливание, штопор и т.д.
ЭДСУ продольным и поперечным управлением, упрощает конструкцию системы управления, снижает вес самолета, стоимость производства и расходы на техническое обслуживание, повышает быстродействие системы, что позволяет проектировать силовую конструкцию планера с меньшими коэффициентами запаса по действующим нагрузкам, выполнять крейсерский полет с малыми запасами устойчивости в продольном направлении и обеспечивать выполнение посадок по категориям ША и ШВ метеоминимума.
В состав ЭДСУ входят цифровые вычислители, обеспечивается четырехкратное резервирование. Использование ЭДСУ позволяет применить на самолете автоматизированную систему снижения нагрузки на крыло. ЭДСУ имеют каналы управления вспомогательной системой управления предкрылками, закрылками, стабилизатором и интерцепторами. Для обеспечения требуемой надежности ЭДСУ на борту самолёта имеется несколько (обычно, четыре или более) параллельно работающих вычислителей с собственными датчиками, преобразователями и электропроводкой. Каждый вычислитель сравнивает свои сигналы с сигналами других и способен «проигнорировать мнение» вычислителя, который, судя по всему, выдает неверные данные. Питание вычислителей также дублируется. В результате вероятность полного отказа ЭДСУ пассажирских самолётов составляет менее 10 − 9, а военных — менее 10 − 7 на 1 час полёта, то есть такой отказ практически невозможен. ЭДСУ была впервые отработана на военных истребителях и сверхзвуковом пассажирском самолете Ту-144 и нашла применение практически на всех МС четвертого поколения.
4. Размещение топливного бака в горизонтальном оперении автоматической перекачкой топлива, что позволяет производить крейсерский полет при малых запасах устойчивости 7-8% средней аэродинамической хорды (САХ) (задняя центровка), снизить балансировочное сопротивление и сократить расход топлива на 10% (А-310-300; Ту-204, А-330, А-340).
Вычислитель автоматически обеспечивает оптимальную центровку на трех основных режимах полета: взлете, наборе высоты, крейсерском полете и посадке. Наиболее задняя центровка создается в крейсерском полете для снижения балансировочного сопротивления и, следовательно, уровня тяги двигателей. Датчики регистрации изменения момента сопротивления установлены по одному на каждой оси шасси. Данные обрабатываются на ЭВМ с выводом информации о массе и положении центра масс на дисплей в кабине экипажа.
5. Применение крупногабаритных монолитных панелей обшивки крыла, крупногабаритных плит, профилей и листов из высокопрочных алюминиевых сплавов, сплавов AL-Li, снижающих вес конструкции и уменьшающих число разъемов, стыков обшивки крыла и фюзеляжа, повышающих усталостную долговечность и антикоррозионную стойкость. Длина тоннелей обшивки каждой консоли крыла более 25 м, изготавливаются методом фрезерования.
6. Применение новых технологических процессов изготовления самолетов: формообразование панелей крыла дробеударным способом; система антикоррозионной защиты; облегченная система герметизации кессон-баков; автоматическая клепка элементов планера. Снижение сопротивления за счет улучшения чистоты внешней поверхности самолета, уменьшение уступов, зазоров и выступание заклепок до 0.
7. Широкое использование композиционных материалов, сотовых конструкций, значительно сокращающее массу и число элементов конструкции, снижающее стоимость производства. Композицио́нный материа́л (компози́т, КМ) —искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие
элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и
защиту их отмеханических повреждений и агрессивной химической среды.
Главное преимущество КМ в том, что материал и конструкция создается
одновременно. Исключениемявляются препреги, которые являются
полуфабрикатом для изготовления конструкций. Стоит сразу оговорить, что КМ создаются под выполнение данных задач, соответственно не могут
вмещать в себя всевозможные преимущества, но, проектируя новый композит,
инженер волен задать ему характеристикизначительно превосходящие
характеристики традиционных материалов при выполнении данной цели в данном механизме, но уступающие им в каких-либо других аспектах. Это значит, что КМ не может бытьлучше традиционного материала во всём, то есть для каждого изделия инженер проводит все необходимыерасчёты и
только потом выбирает оптимум между материалами для производства.
· высокая удельная прочность (прочность 3500 МПа)
· высокая жёсткость (модуль упругости 130…140 - 240 ГПа)
· высокая износостойкость
· высокая усталостная прочность
· из КМ возможно изготовить размеростабильные конструкции
· легкость (вес конструкции выполненной из КМ по сравнению с конструкцией из классических металлических материалов в среднем легче на 30% легче)
Причём, разные классы композитов могут обладать одним или несколькими
преимуществами. Некоторыхпреимуществ невозможно добиться одновременно.