Глава III

ОПЕРЕНИЕ РЕАКТИВНЫХ САМОЛЕТОВ

9. Внешние формы

Внешние формы оперения реактивных самолетов пока мало отличаются от обычных. В большинстве случаев как горизонтальное, так и вертикальное оперение выполняются трапециевидной формы со срезанными или закругленными концами.

Рис. 12. Оперение реактивных самолетов:

а — стреловидная форма оперения; б — вынужденное взаиморасположение поднятого муниципального оперения и вертикального оперения; в — желательное расположение, киль и руль направления сдвинуты вперед; г — желательное взаиморасположение оперения, киль и руль направления сдвинуты назад; д — схема работы сервокомпенсатора

И последнее время наметилась тенденция к переходу на стреловидные оперения. Эта форма (рис. 12, а), как уже говорилось выше, позволяет отдалить наступление волнового кризиса до больших скоростей полета и тем самым снижает воздушное сопротивление оперения.

10. Взаимное расположение горизонтального и вертикального оперений

Как уже отмечалось выше, горизонтальное оперение реактивных самолетов должно располагаться выше, чем обычно, на многих серийных реактивных самолетах. Что касается взаимного расположения оперения по горизонтали, то оно обусловливается способом крепления горизонтального оперения к вертикальному (рис. 12, б). Для уменьшения вредных взаимных аэродинамических влияний желательно было бы сдвинуть вертикальное оперение несколько вперед или назад по отношению к горизонтальному оперению, как это показано на рис. 12, в и 12, г. При таком расположении вертикальное оперение во время штопора не заслоняется горизонтальным и самолет лучше пилотируется при выходе из штопора. Кроме того, в рулях высоты можно не делать вырезов для руля направления; отсутствие вырезов уменьшает лобовое сопротивление горизонтального оперения и повышает его эффективность.

11. Геометрические параметры

Площадь горизонтального оперения у реактивных самолетов относительно крыла несколько меньше, чем у обычных самолетов, и составляет:

S_г.о = (0,15-0,18) S_кр

Это объясняется отсутствием у реактивного самолета дестабилизирующего влияния тянущих винтов, особенно значительного при наборе высоты.

Наоборот, площадь вертикального оперения реактивных самолетов обычно больше, чем у самолетов с винтомоторной группой (особенно при одномоторной схеме), и составляет (0,10-0,15) S_кр.

Это делается для компенсации дестабилизирующего влияния носовой части фюзеляжа, так как последняя по условиям центровки самолета должна быть весьма длинной, чтобы уравновесить вес двигателя, расположенного в начале хвостовой части фюзеляжа.

Площади рулей высоты и направления у реактивных самолетов относительно малы и колеблются для руля высоты в пределах (0,25-0,40) S_г.о, а для руля направления (0,25-0,35) S_в.о. Уменьшение размеров рулевых поверхностей реактивных самолетов связано со стремлением уменьшить усилия, необходимые для отклонения рулей при полетах на больших скоростях.

Эти усилия при приближении полета к скорости звука становятся весьма значительными, иногда даже больше тех, которые может приложить пилот к ручке управления. Чтобы снизить их, приходится не только уменьшать площадь рулей, но вводить в систему управления бустерные устройства, а также осуществлять, кроме обычной осевой компенсации, еще сервокомпенсацию рулей или быстро переставляемый стабилизатор.

Под сервокомпенсатором подразумеваются небольшие поверхности, расположенные у задней кромки руля, автоматически отклоняющиеся в сторону, обратную отклонению руля (рис. 12, д). В этом случае, как это видно из рисунка, небольшая воздушная сила r, действующая на сервокомпенсатор, дает момент относительно шарниров рулей, обратный моменту, который создается большой аэродинамической силой R, действующей на весь руль. Благодаря этому уменьшается усилие, потребное для удержания руля в отклоненном положении.

Для уменьшения сопротивления при полете на большой скорости относительная толщина профилей оперения берется несколько меньше, чем у обычных самолетов, и составляют 8—10%. Форма профиля симметричная, с наибольшей толщиной на 40% длины хорды и с заостренным носком.

12. Силовая схема

В основном силовой набор оперения реактивных самолетов тот же, что и у самолетов с поршневым двигателем. Стабилизатор и киль чаще всего имеют два лонжерона и некоторое количество нервюр и стрингеров, подкрепляющих работающую обшивку. Лонжероны и нервюры обычно балочного типа, т. е. с полками и стенками из листового дуралюмина. Поперечное сечение лонжеронов либо двутавровое, либо корытообразное, составленное из отдельных уголков или специальных, обычно дуралюминовых, профилей. Вследствие больших нагрузок на оперение поперечные сечения силовых элементов имеют несколько большие размеры, чем на менее скоростных самолетах. По этой же причине обшивка рулей реактивных самолетов делается не полотняной, а жесткой — из листового дуралюмина или фанеры.

Это мероприятие значительно утяжеляет оперение в целом, так как кроме увеличения веса самих рулей увеличивается и вес их балансиров (о необходимости уравновешивания рулей сказано ниже, в главе VIII).

В отличие от стабилизатора и киля, рули имеют обычно один лонжерон либо в виде трубы, либо в виде швеллера, который с работающей обшивкой носка образует замкнутый контур, хорошо работающий на кручение.

Дата публикации на сайте: 15.10.2012