Основные летно-технические данные воздушных судов

К основным летно-техническим данным самолета относят: геометрические размеры, число мест экипажа и пассажиров, характеристику СУ, шасси, массы, коммерческую загрузку и летные данные.

Влияние летно-технических характеристик ВС на экономичность (себестоимость) ВС следующее. Увеличение массы ВС уменьшает полезную нагрузку, т. е. снижает эффективность ВС. Чем больше пассажиров размещено на самолете, тем экономичнее этот самолет. Однако самолеты с большой пассажировместимостью выгодно использовать только на дальних линиях с очень большим пассажиропотоком. Увеличение крейсерской скорости также приводит к снижению себестоимости. Затраты топлива на выполнение полета, т. е. характеристика двигателей, являются в настоящее время одним из основных критериев эффективности самолета. Их увеличение приводит к повышению себестоимости.

Рис. 3. Общий вид самолета DA 40

Ниже приведены основные летно-технические данные некоторых самолетов, которые эксплуатируются в настоящее время в гражданской авиации.

Ил-86 – пассажирский дальнемагистральный самолет. Максимальное количество пассажиров – 350. Взлетная масса – 210 т. Максимальная коммерческая загрузка – 42 т. Крейсерская скорость – 950 км/ч. Практическая дальность
с максимальной заправкой топливом – 7080 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 3300 км. Двигатели – 4 ТРДД НК-86 13000 кгс. Потребная длина ВПП – 2800 м. Средний часовой расход топлива – 9900 кг. Сертификат типа по шуму на местности.

Ил-76Т – грузовой среднемагистральный самолет. Взлетная масса – 170 т. Максимальная коммерческая загрузка – 43,4 т. Размеры грузовой кабины – 24,40´3,45´3,40 м. Крейсерская скорость – 750...800 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 8020 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 3200 км. Двигатели – 4 ТРДД Д30КП 12 000 кгс. Потребная длина ВПП – 2700 м. Средний часовой расход топлива – 8536 кг. Сертификат типа по шуму на местности.

Модификации. Ил-76ТД: взлетная масса – 190 т, максимальная коммерческая загрузка – 50 т. Ил-76МФ: взлетная масса – 210 т, максимальная коммерческая загрузка – 52 т. Размеры грузовой кабины – 31,14´3,45´3,40 м.

Ил-62 – пассажирский дальнемагистральный самолет. Максимальное количество пассажиров – 168. Взлетная масса – 161,7 т. Максимальная коммерческая загрузка – 23 т. Крейсерская скорость – 850 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 8974 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 6663 км. Двигатели – 4 ТРДД
НК-8-4 10500 кгс. Потребная длина ВПП – 3000 м. Средний часовой расход топлива – 7360 кг. Сертификат типа по шуму на местности.

Модификация.Ил-62М: взлетная масса – 167 т, максимальная коммерческая загрузка – 23 т. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 10 280 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 7780 км. Двигатели – 4 ТРДД Д-30КУ 11000 кгс. Потребная длина ВПП – 3200 м. Средний часовой расход топлива – 6900 кг.

Ту-204-100 (Ту-204-120) – среднемагистральный пассажирский самолет. Максимальное количество пассажиров – 210. Взлетная масса – 103 т. Максимальная коммерческая загрузка – 20,65 т. Крейсерская скорость – 850 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 6900 (7000) км. Практическая дальность с максимальной коммерческой нагрузкой – 4400 (4300) км. Двигатели – 2 ТРДД ПС-90А 16000 кгс (2 ТРДД RB211.535-B75 19313 кгс). Потребная длина ВПП – 2150 (2100) м. Средний часовой расход топлива – 3504 (3422) кг. Сертификат типа по шуму на местности и др.

Модификация.Ту-204-100С (Ту-204-120С) – среднемагистральный грузовой самолет. Максимальная коммерческая загрузка – 22,3 (25) т. Взлетная масса – 103 т. Размеры грузовой кабины – 32,5´3,5´2,2 м. Крейсерская скорость – 850 км/ч Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 6900 (7150) км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 4360 (3750) км. Двигатели – 2 ТРДД ПС-90А 16000 кгс (2 ТРДД RB211.535-B75 19313 кгс). Потребная длина ВПП – 2350 (2500) м. Средний часовой расход топлива – 3500 (3240) кг. Сертификат типа по шуму на местности и другие.

Ту-214 – среднемагистральный пассажирский самолет. Максимальное количество пассажиров – 210. Взлетная масса – 110,75 т. Максимальная коммерческая загрузка – 25,2 т. Крейсерская скорость – 850 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 6500 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой нагрузкой – 4500 км. Двигатели – 2 ТРДД ПС-90А 16000 кгс. Потребная длина ВПП – 2820 м. Средний часовой расход топлива – 3706 кг. Сертификат типа по шуму на местности и другие.

Ту-154Б (Ту-154М) – среднемагистральный пассажирский самолет. Максимальное количество пассажиров – 169 (180). Взлетная масса – 98 (100) т. Максимальная коммерческая загрузка – 18 т. Крейсерская скорость – 950 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 5230 (6260) км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 2780 (3900) км. Двигатели – 3 ТРДД НК-8-2У 10500 кгс (Д-30КУ-154 11000). Потребная длина ВПП – 2450 (2200) м. Средний часовой расход топлива – 6430 (5250) кг. Сертификат типа по шуму на местности.

Ту-134Б – ближнемагистральный пассажирский самолет. Максимальное количество пассажиров – 76. Взлетная масса – 47,6 т. Максимальная коммерческая загрузка – 8,2 т. Крейсерская скорость – 880 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 2790 (3340) км. Практическая дальность с максимальной коммерческой нагрузкой – 1750 (1830) км. Двигатели – 2 ТРДД Д-30-11 6800 кгс. Потребная длина ВПП – 2400 (2500) м. Средний часовой расход топлива – 2660 кг. Сертификат типа по шуму на местности. Первый самолет, получивший сертификат на соответствие английским нормам годности BCAR.

Як-42Д – среднемагистральный пассажирский самолет. Максимальное количество пассажиров – 120. Взлетная масса – 54 (56,5) т. Максимальная коммерческая загрузка – 12,82 (13,5) т. Крейсерская скорость – 750 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 3800 (4000) км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 930 (1700) км. Двигатели – 3 ТРДД Д-36 6500 кгс. Потребная длина ВПП – 1670 (2100) м. Средний часовой расход топлива – 2700 (2850) кг. Сертификат типа по шуму на местности и другие. В 1991 г. получен китайский сертификат на основе требований FAR-25.

Як-40 (Як-40К) – ближнемагистральный пассажирский (грузовой) самолет. Максимальное количество пассажиров – 30. Взлетная масса – 16,1 т. Максимальная коммерческая загрузка – 2,72 (3,2) т. Крейсерская скорость – 510 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 1280 (1505) км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 820 (890) км. Двигатели – 3 ТРД АИ-25 1500 кгс. Потребная длина ВПП – 1400 (1600) м. Средний часовой расход топлива – 1200 (1150) кг. Сертификат типа по шуму на местности. В 1972 г. получены сертификаты типа в Италии, ФРГ, Англии.

Ан-124-100 (Ан-124) «Руслан» – дальнемагистральный грузовой самолет. Максимальная коммерческая загрузка – 120 т. Взлетная масса – 392 т. Размеры грузовой кабины – 41,0´6,6´4,4 м. Крейсерская скорость – 865 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 15 000 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 4500 км. Двигатели – 4 Д-18Т 23400 кгс. Потребная длина ВПП – 3250 м. Средний часовой расход топлива – 15 188 кг. Сертификат типа по шуму на местности и др.

Ан-24 – пассажирский самолет местных воздушных линий. Максимальное количество пассажиров – 48. Взлетная масса – 12,8 т. Максимальная коммерческая загрузка – 5 т. Крейсерская скорость – 475 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 2460 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 730 км. Двигатели – 2 ТВД АИ-24 2550 л. с. Потребная длина ВПП – 1650 м. Средний часовой расход топлива – 853 кг. Сертификат типа по шуму на местности.

Ан-26Б – грузовой самолет местных воздушных линий. Максимальная коммерческая загрузка – 5,5 т. Взлетная масса – 24 т. Размеры грузовой кабины –
14,9´2,8´1,91 м. Крейсерская скорость – 475 км/ч. Практическая дальность с максимальной заправкой топливом – 1970 км. Практическая дальность с максимальной коммерческой загрузкой – 660 км. Двигатели – 2 ТВД АИ-24ВТ 2820 л. с. Потребная длина ВПП – 2100 м. Средний часовой расход топлива – 913 кг. Сертификат типа по шуму на местности.

1.6. Влияние неисправностей и отказов элементов
воздушного судна на его экономичность

Неисправности и отказы элементов ВС (отказы ФС или их компонентов, нарушение прочности конструкции планера, отказы двигателей) могут привести к необходимости изменения плана или профиля полета, в том числе к вынужденной посадке, т. е. к уменьшению коэффициента коммерческой загрузки и увеличению себестоимости. Кроме того, при их возникновении требуются дополнительные затраты на ремонт ВС, что приводит к росту прямых эксплуатационных расходов и соответственно к росту себестоимости.

Особенности эксплуатации планера, ФС и СУ при отказах рассматриваются в соответствующих темах на примерах конкретных типов ВС.

Контрольные вопросы и задания

1. Объясните назначение ВС.

2. Дайте классификацию ВС по конструктивным признакам.

3. Расскажите об основных элементах структуры ВС.

4. Какие требования предъявляются к ВС?

5. Как влияют отказы элементов ВС на его экономичность?

6. Какие летно-технические данные ВС относятся к основным?

Раздел 2

Планер

2.1. Крыло: назначение, внешние формы,
основные силовые элементы, подвижные поверхности

Назначение. Крыло предназначено для создания подъемной силы, для поперечной устойчивости и управляемости самолетом. Оно может быть использовано также для крепления шасси, двигателей, различных агрегатов и для размещения топлива.

Внешние формы крыла характеризуются его видом в плане и видом спереди (углом поперечного V).

По виду крыла в плане наибольшее распространение на гражданских самолетах получили: стреловидное крыло, прямое крыло – прямоугольное и трапециевидное. Основные параметры крыла, характеризующие крыло при виде в плане: площадь крыла, размах, угол стреловидности. Угол стреловидности – угол между перпендикуляром к плоскости симметрии самолета и линией передней кромки крыла или линией одной четверти хорд.

Форма крыла при виде спереди характеризуется поперечным V крыла или углом между плоскостью хорд крыла и плоскостью, перпендикулярной к плоскости симметрии самолета.

Основными силовыми элементами крыла являются обшивка, элементы продольного набора – лонжероны и стрингеры – и элементы поперечного набора – нервюры (рис. 4, 5).

Подвижные поверхности крыла по функциональному назначению можно разделить на:

– поверхности для управления самолетом по крену (элероны);

– поверхности для обеспечения балансировки самолета (триммеры, сервокомпенсаторы);

– средства механизации крыла для управления его подъемной силой и сопротивлением (закрылки, предкрылки, спойлеры и др.).

Кроме того, на крыле могут быть установлены поверхности, в которых совмещаются перечисленные выше функциональные назначения (элевоны, флайпероны и др.).

Рис. 4. Основные элементы конструкции крыла и пилона двигателя

Рис. 5. Основные компоненты конструкции крыла

Элероны – подвижные части крыла, расположенные у задней кромки крыла на его концах и отклоняемые одновременно в противоположные стороны (один элерон вверх, другой элерон вниз) для создания крена. Они предназначены для управления самолетом относительно его продольной оси на всех режимах полета.

Триммер – подвижная поверхность, расположенная в хвостовой части элерона и предназначенная для уменьшения (снятия) усилий на рычагах управления самолетом при изменении режима полета.

Сервокомпенсатор – часть поверхности элерона у задней кромки, кинематически связанная с крылом таким образом, что при отклонении элерона автоматически отклоняется в противоположную сторону, уменьшая шарнирный момент элерона, а следовательно, и нагрузку на рычаге управления (ручке или штурвале).

Закрылок – профилированная подвижная часть крыла, расположенная в его хвостовой части и отклоняемая вниз для изменения аэродинамических характеристик крыла на взлете и посадке.

Предкрылки – профилированная подвижная часть крыла, расположенная в носовой его части. При выпуске предкрылков в полете между ними и носовой частью крыла образуется профилированная щель, обеспечивающая более устойчивое обтекание крыла на больших углах атаки. Предкрылки могут быть оборудованы противообледенительными устройствами. Отклоняются вперед и вниз на взлете и посадке.

Спойлеры(гасители подъемной силы, интерцепторы) – подвижные части крыла в виде профилированных щитков (пластин), расположенные на верхней поверхности крыла впереди закрылков и служащие для управления подъемной силой и лобовым сопротивлением. При выпуске они отклоняются вверх, вызывая срыв потока, падение подъемной силы и увеличение сопротивления, а в убранном положении – утоплены в крыло и не влияют на его характеристики.

Стремление улучшить ВПХ на легких маневренных самолетах привело к появлению «зависающих элеронов» с профилированной щелью перед элероном – флайперонов, работающих как в элеронном режиме, так и в режиме закрылков.

На самолетах без горизонтального оперения органы управления на крыле, применяемые для обеспечения поперечной и продольной управляемости, работают как в элеронном режиме, так и в режиме РВ и называются элевонами.

Пример.Крыло самолета Як-42.

Крыло самолета Як-42 предназначено для создания подъемной силы, для поперечной устойчивости и управляемости, для крепления основных опор шасси и агрегатов систем. Конструкция крыла между лонжеронами, нервюрами, верхней и нижней обшивками загерметизирована и образует баки-кессоны для размещения топлива. На крыле расположены элероны с триммерами и сервокомпенсаторами, предкрылки, закрылки, спойлеры и интерцепторы [2, рис. 2.6].

2.2. Фюзеляж: назначение, внешние формы,
основные силовые элементы

Назначение. Фюзеляж самолета предназначен для крепления крыла, оперения, шасси, а также для размещения экипажа, пассажиров, оборудования и различных грузов, определяемых назначением самолета. В зависимости от типа ВС на фюзеляже могут устанавливаться двигатели.

Внешние формы фюзеляжа характеризуются видом фюзеляжа сбоку и формой поперечного сечения и определяются назначением самолета, требованиями наименьшего сопротивления, компоновкой фюзеляжа, расположением двигателей и другими факторами.

Вид сбоку для самолетов малых скоростей – каплевидное тело (лучшая форма), для околозвуковых – сигарообразное, для сверхзвуковых – остроносое.

Поперечное сечение фюзеляжа может быть различной формы. Прямоугольное (или близкое к нему) сечение удобно для грузовых самолетов. Круглое сечение наиболее рационально для высотных самолетов и технологически наиболее выгодно. Применение овальных и более сложных форм продиктовано стремлением уменьшить сопротивление при хорошем использовании внутреннего объема. Наибольшее распространение получили круглая форма поперечного сечения фюзеляжа и формы, составленные из двух пересекающихся окружностей разных диаметров.

Основные параметры фюзеляжа: длина, диаметр, удлинение. Удлинение фюзеляжа – это отношение длины фюзеляжа к его диаметру. Диаметр фюзеляжа самолетов гражданской авиации от 2,4 м (Л-410) до 6 м (Ил-86), удлинение – от 8 до 13 м.

Пример. Внешняя форма фюзеляжа самолета Як-42.

Фюзеляж самолета Як-42 круглого поперечного сечения, цилиндрической формы.

Основными силовыми элементами фюзеляжа являются обшивка, элементы продольного набора – стрингеры, лонжероны и элементы поперечного набора – шпангоуты(рис. 6, 7). В зоне гермокабины элементы конструкции имеют герметизацию. Все силовые элементы испытывают нагрузки от массовых, инерционных, аэродинамических сил и сил избыточного давления, а также от моментов, вызываемых этими силами.

Рис. 6. Обшивочная конструкция фюзеляжа (устар. «монокок»)

Рис. 7. Лонжеронно-стрингерная конструкция фюзеляжа
(устар. «полумонокок»)

В конструкцию фюзеляжа входит также фонарь кабины экипажа [2, рис. 2.4] и остекление пассажирских салонов. Остекление фонаря кабины экипажа показано на рис. 8.

Рис. 8. Фонарь кабины экипажа

2.3. Компоновка фюзеляжа пассажирского
и грузового воздушных судов

Компоновка фюзеляжа определяется необходимостью размещения в нем коммерческой загрузки и обеспечения необходимых условий для людей и грузов.

Для обеспечения необходимых условий для людей и грузов большая часть фюзеляжа (до 80 % от общего объема) выполняется герметичной. В негерметичной зоне находятся ниши антенн радиолокаторов, ниши шасси, центроплан крыла и хвостовая часть. Для некоторых грузовых самолетов негерметичной может быть грузовая кабина.

В герметичной части фюзеляжа (гермоотсеке) размещаются кабина экипажа, пассажирские салоны, буфеты, кухни, гардеробы, туалеты, багажно-грузовые отсеки, технические отсеки, отсеки электрооборудования. Компоновка пассажирского салона в поперечном сечении показана на рис. 9.

Компоновка кабины экипажа определяется размещением оборудования, необходимого для выполнения полета, и размещением кресел экипажа.

Оборудование для выполнения полета размещается на приборных досках, пультах, щитках [2, рис. 2.3].

Основным требованием к размещению оборудования является требование обеспечения хорошего обзора пилотам. Кроме того, должны быть выполнены требования эргономики – удобство рабочих мест, удобство использования элементов управления, контроля и сигнализации и др.

Рис. 9. Компоновка пассажирской кабины

Размещение кресел зависит от состава экипажа, от распределения функциональных обязанностей между членами экипажа.

Экипаж самолета может состоять из первого (левого) пилота – командира ВС, второго (правого) пилота, бортинженера, штурмана и радиста.

За счет автоматизации самолетовождения число членов экипажа на современных самолетах стремятся уменьшать, т. к. это дает большую экономию в эксплуатации. Экипаж самолета средних линий сокращается до двух членов экипажа.

Пример.Компоновка фюзеляжа самолета Як-42.

Компоновка фюзеляжа и кабины экипажа самолета Як-42 показана на рис. 2.2 и 2.3 [2].

2.4. Двери и люки: назначение, направление открытия

Назначение. Двери и люки должны обеспечивать быструю и удобную для пассажиров посадку в самолет, выход из самолета после окончания полета и быстрое покидание самолета в аварийных ситуациях.

Для обеспечения этих требований должно быть достаточное число дверей и люков, в том числе и аварийных; размеры дверей и люков должны быть достаточными для прохода пассажиров; кинематика движения дверей должна обеспечивать при небольших усилиях быстрое освобождение проемов дверей и их
закрытие. При этом не должны загромождаться внутренние объемы фюзеляжа и должны обеспечиваться надежная герметизация и звукоизоляция дверей, надежная фиксация дверей в закрытом положении.

Направление открытия. Двери могут открываться внутрь гермокабины и наружу. Управление дверями – механическое или гидравлическое.

В аварийной ситуации для покидания самолета могут применяться все двери и люки (рис. 10).

Рис. 10. Размещение аварийных выходов

Пример.Двери и люки самолета Як-42.

На самолете Як-42 имеются: левая входная дверь, правая служебная дверь, аварийные выходы, грузовые люки, технологические люки, двери внутренних постоянных перегородок и задний входной трап [2, рис. 2.5].

Левая входная дверь, правая служебная дверь и две аварийные двери открываются наружу, управление дверями – механическое.

Задний входной трап в убранном положении запирается замком, который открывается одной из двух ручек через тросовую проводку. Одна ручка расположена с левой стороны ниши трапа у шпангоута 60, вторая – снаружи в обшивке фюзеляжа между шпангоутами 64 и 65. Управление трапом гидравлическое.

Сигнализация дверей и люков выполнена с помощью светосигнализаторов (ламп), табло и ЦО, расположенных на приборной доске, верхнем пульте и на щитке бортпроводников.

2.5. Хвостовое оперение: назначение, основные
силовые элементы, подвижные поверхности

Назначение. Хвостовое оперение самолета состоит из горизонтального и вертикального оперений. ГО предназначено для обеспечения продольной устойчивости и управляемости самолета, ВО – для путевой. ГО состоит из неподвижного или переставного (с изменяемым в полете углом установки) стабилизатора с РВ, ВО – из неподвижного киля с РН. На рулях могут устанавливаться триммеры и сервокомпенсаторы.

Основные силовые элементы хвостового оперения аналогичны силовым элементам крыла (рис. 11). Носовые части стабилизатора и киля имеют противообледенительные устройства.

Для повышения эффективности ВО на самолетах применяются подфюзеляжные кили, включающие в работу фюзеляж в районе ВО. Применение таких килей снижает влияние на путевую устойчивость затенения ВО крылом и фюзеляжем на больших углах атаки. Повышает эффективность ВО ифоркиль, расположенный над фюзеляжем.

Пример.Хвостовое оперение самолета Як-42.

Хвостовое оперение самолета Як-42 стреловидное, свободнонесущее, однокилевое, имеет Т-образную форму [2, рис. 2.7]. Оперение состоит из стабилизатора с двумя половинами РВ и киля с РН. На РВ установлены триммеры, на РН – сервокомпенсатор и триммер.

Стабилизатор переставной с диапазоном углов установки по носку вверх до +1° и вниз до –12°. Носовая часть стабилизатора и киля оборудована воздушно-тепловым противообледенительным устройством.

Рис. 11. Конструкция хвостового оперения

Общие сведения об эксплуатации планера

Эксплуатация планера ВС состоит из его подготовки к полету ИАС и экипажем. Подготовка планера включает устранение неисправностей, выявленных в предыдущем полете, и осмотр и приемку ВС от ИАС экипажами.

2.7. Основные неисправности и отказы элементов планера
(на примере конкретного типа ВС)

Отказами и неисправностями планера в полете могут быть: разрушение стекол фонаря пилотов, нарушение герметичности дверей и люков, самопроизвольное открытие дверей. Они приводят к разгерметизации самолета. Кроме того, возможно нарушение прочности и других элементов конструкции.

Пример. Отказы элементов планера самолета Як-42.

К отказам планера согласно РЛЭ самолета Як-42 относятся: появление трещин на стекле фонаря, приводящее к ухудшению видимости через него, и искрение нагревательного элемента стекла. В этих случаях экипаж обязан продолжать полет, доложив диспетчеру УВД.

Контрольные вопросы и задания

1. Каково назначение крыла?

2. Дайте характеристику внешних форм крыла.

3. Какие силовые элементы крыла относятся к основным?

4. Какие подвижные поверхности размещаются на крыле?

5. Каково назначение подвижных поверхностей крыла?

6. Каково назначение фюзеляжа?

7. Дайте характеристику внешних форм фюзеляжа.

8. Какие силовые элементы фюзеляжа относятся к основным?

9. Какие помещения и отсеки размещаются в фюзеляже пассажирского и грузового самолета?

10. Каково назначение дверей и люков и направление их открытия?

11. Каково назначение хвостового оперения?

12. Каковы основные элементы хвостового оперения?

13. Какие подвижные поверхности размещаются на хвостовом оперении?

14. Объясните особенности конструкции и эксплуатации планера на примере конкретного типа ВС.

15. Объясните основные неисправности и отказы планера и систем планера ВС.

Раздел 3