Лекция 2.1.1. Общие сведения о летательных аппаратах

Раздел 2. Основы конструкции летательных аппаратов

Тема 2.1. Конструкция и прочность ЛА

Лекция 2.1.1. Общие сведения о летательных аппаратах

1. Основные части самолета их назначение и характеристики

2. Классификация и схемы самолетов.

Самолеты представляют собой сложные технические устройства, состоящие из взаимосвязанных по назначению, месту и функционированию агрегатов, частей и элементов, общих по своему основному назначению, условиям работы, характеру конструкции, а также по способу контроля технического обслуживания и ремонта. На рис. 1 представлена упрощенная функционально-структурная схема самолета и некоторых его основ­ных агрегатов и частей.

К частям конструкции ЛА относятся:

¾ планер;

¾ взлетно-посадочные устройства;

¾ средства, обеспечивающие жизнедеятельность экипажа и пассажиров (высотная система или система кондиционирования, кислородная система, бытовое и аварийно-спасательное оборудование);

¾ силовые системы (гидравлическая, воздушная);

¾ система управления ЛА;

¾ топливная система;

¾ противопожарная система;

¾ противообледенительная система.

Каждая из частей ЛА имеет свое функциональное предназначение.

Под планером ЛА обычно подразумевается совокупность его основных частей, находящихся в потоке воздуха: крыла, фюзеляжа, оперения, органов управления, воздухозаборников. У вертолета к планеру относят также несущий винт.

Планер создаёт АД-силы и моменты, управляющие траекторией движения ЛА. В нём имеются объёмы, защищенные от воздействия внешней среды (скоростного потока, низкого атмосферного давления, температуры) для размещения экипажа, пассажиров, оборудования и пр. Масса планера составляет 2/3 от всей конструкции. Он включает в себя:

Крыло - несущая поверхность самолета создает подъёмную силу, обеспечивающую полет ЛА по заданной траектории. Наличие крыла - отличительная черта самолета. Дополнительно крыло служит для обеспечения поперечной устойчивости и управляемости, а также как емкость, база крепления шасси, двигателей, взлетно-посадочной механизации и пр.

Фюзеляж ЛА (самолета, вертолета) является основной емкостью, в которой располагаются экипаж, пассажиры, грузы, оборудование, а также двигатели, топливо, шасси. Фюзеляж играет роль силовой базы, к которой крепятся остальные части ЛА. Однако, в последнее время в конструкции фюзеляжей применяются такие решения, которые позволяют получить значительный прирост подъемной силы (так называемый несущий фюзеляж - корпус. А также может быть сведен к минимуму - летающее крыло.

Оперение ЛА - несущие поверхности, являющиеся органами устойчивости и управляемости ЛА. Включает в себя горизонтальное оперение – стабилизатор, на некоторых самолетах переднее ГО (для продольной устойчивости и управляемости) и вертикальное оперение – киль, возможно, подбалочный киль, подфюзеляжный гребень (для путевой). Оперение служит для создания АД-моментов, обеспечивающих устойчивость ЛА и изменения направления полной АД- силы, искривляющей траекторию движения ЛА в заданном направлении.

Взлетно-посадочные устройства - предназначены для:

¾ обеспечения устойчивого движения по аэродрому;

¾ уменьшения до заданной величины нагрузок, действующих на планер при движении по аэродрому (включая первый удар при приземлении ЛА);

¾ обеспечения заданных длин разбега и пробега и взлетно-посадочных скоростей;

Кроме того ВПУ решают частные задачи - обеспечение нужного положения оси ЛА на стоянке, удаление его частей от поверхности аэродрома и др.

Можно выделить две характерных группы ВПУ:

1. Опорные устройства, обеспечивающие устойчивость и управляемость при движении, и снижение нагрузок - шасси, состоящее из стоек (опор), колес с тормозами и механизмов управления ими.

2. Устройства, улучшающие взлетно-посадочные характеристики (характерны только для самолетов), включающие в себя закрылки, предкрылки, щитки, отклоняемые носки.

Назначение систем самолетов и их состав будут рассмотрены в соответствующих темах данного раздела дисциплины.

Как рассматривалось ранее, летательные аппараты классифицируются по различным признакам, по назначению и свойствам. ЛА с аэродинамическим принципом создания подъемной силы, в свою очередь, помимо того, различаются по аэродинамической схеме и конструктивным признакам.

Классификация самолетов по аэродинамической схеме и конструк­тивным признакам (рис.1) представлена с определенной степенью дета­лизации в виде матрицы конструктивно - компоновочных схем отдельных час­тей и агрегатов самолета, отражающей многообразие их форм и схем в эволю­ционном развитии.

Используя последовательно информацию каждого уровня (I...9, см. рис.1), можно получить (собрать) конструктивно-компоновочную схему почти любого из существовавших и существующих самолетов.