Какие самолеты бывают: виды и названия. Классификация военных самолетов Другие виды классификации

План:

Введение

• 1 Классификация самолётов
  • 1.1 По назначению
  • 1.2 По взлётной массе
  • 1.3 По типу и числу двигателей
  • 1.4 По компоновочной схеме
  • 1.5 По скорости полёта
  • 1.6 По роду посадочных органов
  • 1.7 По типу взлёта и посадки
  • 1.8 По роду источников тяги
  • 1.9 По надёжности
  • 1.10 По способу управления
• 2 Конструкция самолётов
• 3 История самолётов
• 4 Интересные факты
Литература

Введение

Самолёт (он же аэроплан ) - летательный аппарат с аэродинамическим способом создания подъемной силы при помощи двигателя и неподвижных крыльев (крыла) и используемый для полётов в атмосфере Земли. (Далее в этой статье термин самолёт трактуется только в этом смысле.)

Самолёт способен перемещаться с высокой скоростью, используя подъёмную силу крыла для поддержания себя в воздухе. Неподвижное крыло отличает самолёт от орнитоптера (махолета) и вертолета, а наличие двигателя - от планера. От дирижабля самолёт отличает аэродинамический способ создания подъемной силы, - самолётное крыло в набегающем потоке воздуха создает подъемную силу.

Приведённое определение является «классическим» и актуальным для самолётов, существовавших на заре авиации. По отношению к современным и перспективным разработкам в авиационной технике (интегральные и гиперзвуковые аэродинамические компоновки, использование изменяемого вектора тяги и др.) понятие «самолёт» требует уточнения: Самолёт - летательный аппарат для полётов в атмосфере (и космическом пространстве (напр. Орбитальный самолёт)), использующий аэродинамическую подъёмную силу планера для удержания себя в воздухе (при полёте в пределах атмосферы) и тягу силовой (двигательной) установки для маневрирования и компенсации потерь полной механической энергии на лобовое сопротивление.

1. Классификация самолётов

Классификация самолётов может быть дана по различным признакам - по назначению, по конструктивным признакам, по типу двигателей, по лётно-техническим параметрам и т.д и т. п.

1.1. По назначению

1.2. По взлётной массе

Лёгкомоторный самолёт МАИ-223

• 1-го класса (75 т и более)
• 2-го класса (от 30 до 75 т)
• 3-го класса (от 10 до 30 т)
• 4-го класса (до 10 т)
• легкомоторные
• сверхлёгкие (до 495 кг)

Класс самолёта связан с классом аэродрома, способного принять самолёт данного типа.

1.3. По типу и числу двигателей

Звездообразный двигатель в разрезе

Компрессор турбореактивного двигателя (ТРД)

• По типу силовой установки:
  • поршневые (ПД) (Ан-2)
  • турбовинтовые (ТВД) (Ан-24)
  • турбореактивные(ТРД) (Ту-154)
  • с ракетными двигателями
  • с комбинированной силовой установкой (КСУ)
• По числу двигателей:
  • однодвигательные (Ан-2)
  • двухдвигательные (Ан-24)
  • трёхдвигательные (Ту-154)
  • четырёхдвигательные (Ан-124 «Руслан»)
  • пятидвигательные (He-111Z)
  • шестидвигательные (Ан-225 «Мрия»)
  • семидвигательные (К-7)
  • восьмидвигательные (АНТ-20, Boeing B-52)
  • десятидвигательные (Convair B-36J)
  • двенадцатидвигательные (Dornier Do X)

1.4. По компоновочной схеме

Классификация по данному признаку является наиболее многовариантной). Предлагается часть основных вариантов:

• По числу крыльев:
  • монопланы
  • полуторапланы
  • бипланы
  • трипланы
  • полипланы
• По расположению крыла (для монопланов):
  • высокопланы
  • среднепланы
  • низкопланы
  • парасоль
• По расположению хвостового оперения:
  • нормальная аэродинамическая схема (оперение сзади)
  • летающее крыло (бесхвостый)
  • бесхвостка
  • типа «утка» (оперение спереди);
• По типу и размерам фюзеляжа:
  • однофюзеляжные;
    • узкофюзеляжные;
    • широкофюзеляжные;
  • двухбалочной схемы («рама»);
  • бесфюзеляжные («летающее крыло»).
  • Двухпалубный самолёт
• По типу шасси:
  • Сухопутные;
    • с колёсным шасси;
      • с хвостовой опорой;
      • с передней опорой;
      • велосипедного типа опорой;
    • с лыжным шасси;
    • с гусеничным шасси;
  • Гидросамолёты;
    • амфибии;
    • поплавковые;
    • «летающие лодки».

1.5. По скорости полёта

• дозвуковые (до 0,7-0,8 Маха)
• трансзвуковые (от 0,7-0,8 до 1,2 М)
• сверхзвуковые (от 1,2 до 5 М)
• гиперзвуковые (свыше 5 М)

1.6. По роду посадочных органов

• сухопутные
• корабельные
• гидросамолёты
• Летающая подводная лодка

1.7. По типу взлёта и посадки

• вертикального (ВВП)
• короткого (КВП)
• обычного взлёта и посадки

1.8. По роду источников тяги

• винтовые
• реактивные

1.9. По надёжности

• экспериментальные
• опытные
• серийные

1.10. По способу управления

• пилотируемые лётчиком
• беспилотные

2. Конструкция самолётов

Основные элементы летательного аппарата:

• Крыло - создаёт при поступательном движении самолёта необходимую для полёта подъёмную силу.
• Фюзеляж - является «телом» самолёта.
• Оперение - несущие поверхности, предназначенные для обеспечения устойчивости, управляемости и балансировки самолёта.
• Шасси - взлётно-посадочное устройство самолёта.
• Силовые установки - создают необходимую тягу.
• Системы бортового оборудования - различное оборудование, которое позволяет выполнять полёты при любых условиях.

3. История самолётов

Виктор Васнецов «Ковёр-самолёт», 1880 г.

В древнеиндийской литературе описаны летательные аппараты виманы. Имеются также упоминания летательных аппаратов в фольклоре разных народов (ковёр-самолёт, ступа с Бабою Ягой).

Первые попытки построить самолёт предпринимались ещё в XIX веке. Первым самолётом, построенным в натуральную величину в 1882 году и запатентованным, является самолёт Можайского А. Ф. Кроме того, самолёты с паровыми двигателями строили Адер и Максим. Однако ни одна из этих конструкций не смогла подняться в воздух. Причинами этого служили: слишком высокая взлётная масса и низкая удельная мощность двигателей - (паровых машин), отсутствие теории полёта и управления, теории прочностных и аэродинамических расчётов. В связи с этим самолёты строились «наобум», «на глазок», несмотря на наличие инженерного опыта у многих пионеров авиации.

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 59 секунд и пролетел 260 метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя.

Их аппарат представлял собой биплан типа «утка» - пилот размещался на нижнем крыле, руль направления сзади, руль высоты спереди. Двухлонжеронные крылья были обшиты тонким небелёным муслином. Двигатель «Флайера» был четырёхтактный, со стартовой мощностью 16 лошадиных сил и весил всего (или целых, если оценивать с современной точки зрения) 80 килограмм.

Аппарат имел два деревянных винта. Вместо колёсного шасси Райты использовали стартовую катапульту, состоящую из пирамидальной башни и деревянного направляющего рельса. Привод катапульты осуществлялся с помощью падающего массивного груза, связанного с самолётом тросом через систему специальных блоков.

В России практическое развитие авиации задержалось из-за ориентации правительства на создание воздухоплавательных летательных аппаратов. Основываясь на примере Германии, русское военное руководство делало ставку на развитие дирижаблей и аэростатов для армии и не оценило своевременно потенциальные возможности нового изобретения - самолёта.

Свою отрицательную роль в отношении летательных аппаратов тяжелее воздуха сыграла и история с «Аэромобилем» В. В. Татаринова. В 1909 году изобретатель получил 50 тысяч рублей от Военного министерства для постройки вертолёта. Кроме того, было много пожертвований от частных лиц. Те, кто не мог помочь деньгами, предлагали бесплатно свой труд для воплощения замысла изобретателя. Россия возлагала большие надежды на это отечественное изобретение. Но затея закончилась полным провалом. Опыт и знания Татаринова не соответствовали сложности поставленной задачи, и большие деньги были выброшены на ветер. Этот случай отрицательно повлиял на судьбы многих интересных авиационных проектов - русские изобретатели не могли больше добиться государственных субсидий.

В 1909 году русское правительство наконец проявило интерес к самолётам. Было решено отклонить предложение братьев Райт о покупке их изобретения и строить самолёты своими силами. Конструировать самолёты поручили офицерам-воздухоплавателям М. А. Агапову, Б. В. Голубеву, Б. Ф. Гебауеру и А. И. Шабскому. Решили строить трёхместные самолёты различных типов, чтобы потом выбрать наиболее удачный. Никто из проектировщиков не только не летал на самолётах, но даже не видел их в натуре. Поэтому не приходится удивляться, что самолёты терпели аварию ещё во время пробежек по земле.

«Кудашев-1» - первый российский летающий самолёт

Крылатый Бенц . Русский аэроплан в кузове грузовика на Кавказском фронте первой мировой. 1916 год.

Первые успехи русской авиации датируются 1910 годом. 4 июня профессор Киевского политехнического института князь Александр Кудашев пролетел несколько десятков метров на самолёте-биплане собственной конструкции.

16 июня молодой киевский авиаконструктор Игорь Сикорский впервые поднял свой самолёт в воздух, а ещё через три дня состоялся полёт самолёта инженера Якова Гаккеля необычной для того времени схемы биплан с фюзеляжем (бимоноплан).

4. Интересные факты

• В 1901 году два профессора одного из университетов США «доказали», что летательный аппарат тяжелее воздуха принципиально никогда не сумеет оторваться от земли, что это подобно «перпетуум мобиле». Сенат США запретил Пентагону финансировать разработки, но через три года самолёт братьев Райт взлетел, что дало дорогу авиационным разработкам.
• Гиперзвуковой самолет X-43A является самым быстрым самолётом в мире. Аппарат X-43A недавно установил новый рекорд скорости - 11230 км/час, тем самым превысив скорость звука в 9,6 раза. Для сравнения: реактивные истребители летают со скоростью звука или превышающей ее всего в два раза.

Литература

• История конструкций самолётов в СССР - Вадим Борисович Шавров. История конструкций самолётов в СССР 1938-1950 гг // М. Машиностроение, 1994. ISBN 5-217-00477-0.
• "ТЕРНИСТЫЙ ПУТЬ В НИКУДА. Записки авиаконструктора." Л.Л.Селяков

Авиационная индустрия развивается с каждым годом. Сегодня гражданские и военные пилоты используют модели лайнеров всяческих конфигураций и разновидностей. Летательные аппараты поражают разнообразием и вариациями назначения. Кратко изучим виды самолетов и их названия, чтобы классифицировать для себя этот вид техники.

В мире известно несколько отдельных критериев, по которым специалисты авиационного дела классифицируют различные борта. Одним из важных аспектов систематизации техники становится функция, которую несет летательный аппарат . Сегодня используют военные и гражданские суда. Причем каждая категория подразделяется на специальные группы.

Кроме того, известно и разделение по скоростным характеристикам лайнера . Здесь авиаторы перечисляют группы дозвуковых, трансзвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых моделей. Этот раздел классификации основан на определении ускорения лайнера относительно скорости звука. Воздушная техника, которая , сегодня используется в научных и военных целях, хотя ранее подобные модели работали и для пассажирских перевозок.

Если говорить о способе управления, тут удастся выделить два основных типа – пилотируемые борта и беспилотники. Вторая группа получила применение у военных и ученых. Такие машины широко используют для исследования космоса.

Рассматривая типы и назначение воздушных машин, авиаторы назовут и классификацию по конструктивным особенностям аппарата . Здесь перечислим различия по аэродинамической модели, числу и виду крыла, форме оперения хвостовой части, устройству фюзеляжа. К последней подгруппе относят и разновидности, которые касаются типов и крепления шасси.

Наконец, рассматривают и различия по виду, количеству и способу установки двигателей . Тут выделяют мускульные, паровые, воздушно-реактивные, ракетные, ядерные, электрические моторы. Кроме того, суда оснащают и двигателями внутреннего сгорания (поршневые модификации силовых установок) или же комбинируют несколько вариаций. Конечно, в одном обзоре сложно подробно рассмотреть полную классификацию летательных аппаратов, поэтому остановимся на краткой характеристике основных категорий.

Функциональность техники

Как указано выше, авиалайнеры делятся на две главных группы: борта для гражданской и военной авиации. Кроме того, отдельной разновидностью тут выделяют экспериментальные аппараты. Каждая категория тут предполагает деление на вариации по типу назначения и функциональности лайнера. Начнем с изучения воздушных судов, которые используют в «мирных» целях.

Гражданские борта

Подробнее определим, какие самолеты бывают, названия и подвиды летательных модификаций. Здесь авиаторы говорят о четырех вариантах моделей. Перечислим категории таким перечнем:

• пассажирские лайнеры;
• грузовые борта;
• учебные аэробусы;
• самолеты специального назначения.

Отметим, что модификации для пассажирских перевозок отдельно разделяют на группы, которые определяют дальность перелетов. Тут называют магистральные суда и авиалайнеры местных перевозок.

Классификация самолетов

• ближние, которые преодолевают дистанции до 2 000 км;
• средние, способные пролететь 4 000 км;
• дальние, выполняющие рейсы на расстояние до 11 000 км.

К тому же максимальный показатель вместимости определяет такие критерии для авиалайнеров местных линий:

• тяжелый самолет, где предусмотрено 100 и более посадочных мест;
• средние модификации, которые поднимают на борт до 50 человек;
• легкие лайнеры, перевозящие максимум 20 пассажиров.

Среди примеров самолетов местных линий перечислим модификации SAAB , ERJ , Dash-8 , ATR . Интересно, что на отдельных типах лайнеров местной категории оборудуют силовые установки разного класса. Тут встречаются модели с реактивными двигателями и самолеты с турбовинтовыми типами мотора.

Рассматривая магистральные самолеты , назовем знакомые пассажирам суда Boeing и Airbus . Самолеты Боинг конструирует американская корпорация, а суда Аэробус – европейский холдинг. Обе компании конкурируют между собой, постоянно развивая и модернизируя лайнеры. Так, сегодня наиболее тяжелым самолетом считают Airbus A380, хотя вплоть до выпуска такой модификации лидировали американские разработки и 747 800 .

Модели 747 – первые летательные аппараты широкофюзеляжного класса, которые функционируют и сегодня. Кроме того, такую летательную технику используют лучшие перевозчики России и мира.

Однако европейцы не отстают от главного конкурента. Популярность и признание пилотов завоевали модификации , Аэробус А300 и А350 XWB . Модель А300 – первый в мире широкофюзеляжный борт, который оборудован двумя двигателями. Как видите, вероятные вариации классификации лайнеров не поддается описанию в одном обзоре. Но зная, какие бывают самолеты и кто их создал, читатель определится с личными предпочтениями и выяснит азы авиационного дела.

Военная авиация

Теперь кратко изучим типологию судов, используемых силовыми структурами. Среди этих самолетов встречаются пилотируемые лайнеры и беспилотники, модификации с различным типом мотора, в том числе и ракетные подвиды двигателя. Однако мы рассмотрим деление этих видов по профильным критериям.

Военный транспортный борт Ил-76

Здесь, как и в гражданской классификации, есть транспортные лайнеры , осуществляющие перевозки личного состава. Это Ил-76 , Ан-12, 26 и 124 . В США эти функции несут модели Boeing C-17, 97 и Douglas YC-15 . Кроме того, военные тоже используют вспомогательную технику – санитарные летательные аппараты, лайнеры для связи, корректировщики. Однако военные разработки бортов используют и несколько категорий машин, которые встречаются только здесь. Их список выглядит следующим образом:

Как видите, категория военных бортов достаточно обширна и заслуживает серьезного изучения. Мы лишь кратко описали главные критерии систематизации подобной группы. Однако авиационные эксперты предпочитают классифицировать борта, используя комплексное исследование, которое включает полное описание конструкции бортов. Остановимся и на этом вопросе.

О конструктивных особенностях

Принадлежность к конкретной категории лайнера определяют пять признаков. Здесь конструкторы говорят о числе и способу крепления крыльев, разновидности фюзеляжа, расположению оперения и виде шасси. Кроме того, значение имеет количество, место фиксации и виды мотора. Выясним известные вариации конструкции бортов.

Различия по конструктивным особенностям — важный критерий при систематизации авиалайнеров

Если рассматривать классификацию крыла, тут лайнеры делятся на полипланы, бипланы и монопланы . Причем в последней категории различают еще три подвида: низкоплановые, среднеплановые и высокоплановые борта. Этот критерий определяет взаимное положение и фиксация фюзеляжа и крыльев. Что касается типологии фюзеляжа, здесь авиаторы выделяют однофюзеляжные и двухбалочные модификации. Тут же встречаются и такие разновидности: гондола, лодка, несущий фюзеляж и комбинации этих типов.

Аэродинамические показатели – важный критерий классификации, поскольку влияют на . Тут конструкторы называют типы нормальной схемы, «утку», «бесхвостку» и «летающее крыло». Кроме того, известен «тандем», «продольный триплан» и конвертируемая схема.

Шасси авиалайнеров систематизируют по конструкции и способу фиксации опор. Эти элементы делятся на роликовые, поплавковые, гусеничные, комбинированные виды и шасси на воздушной опоре. Двигатели оборудуют на крыле или в фюзеляже. Причем лайнеры оснащены одним мотором или большим числом двигателей. Кроме того, решающую роль при систематизации класса борта играет и тип силовой установки.

Беспилотные летательные аппараты нашли применение в научной и военной сфере

Современная авиация насчитывает несколько видов лайнеров, которые классифицируются по различным признакам
По назначению самолеты разделяют на гражданские, военные и экспериментальные борта
Классификация самолетов
Аэробус А380 — гигант в мире пассажирских лайнеров
Самолеты Boeing — основной конкурент в сфере пассажирских перевозок европейского холдинга, который выпускает Аэробусы

Знает очень большое количество летательной техники различных типов и видов. Все названия самолетов вряд ли удастся даже перечислить. Впрочем, основные модели охватить вполне реально. Давайте узнаем, как производится классификация самолетов, их виды, типы, названия тоже рассмотрим.

Наименования

Давайте взглянем на перечень наименований основных иностранных производителей самолетов по алфавиту. В списке представлены как ныне существующие компании, так и упраздненные:

• Aérospatiale (Франция).
• Airbus (ЕС).
• Boeing (США).
• British Aerospace (Великобритания).
• British Aircraft (Великобритания).
• Heinkel (Германия).
• Junkers (Германия).
• McDonnell Douglas (США).
• Messerschmitt (Германия).

Названия самолетов по алфавиту, выпускавшихся в СССР и странах постсоветского пространства, приведены ниже:

• Ан (Антонов).
• И (Поликарпов).
• Ла (Лавочкин).
• ЛаГГ (Лавочкин, Горбунов, Гудков).
• Ли (Лисунов).
• МиГ (Микоян и Гуревич).
• По (Поликарпов).
• Су (Сухой).
• Ту (Туполев).
• Як (Яковлев).

Как классифицируют самолеты?

Прежде всего, узнаем, какие бывают самолеты. Названия летательной техники могут рассказать о многом, но классификация поведает нам ещё больше. Как же классифицируются самолеты? Делают это по следующим параметрам:

• по назначению;
• скорости;
• числу двигателей;
• типу двигателей;
• типу шасси;
• массе;
• числу крыльев;
• размеру фюзеляжа;
• типу управления;
• форме взлета.

На некоторых из вышеперечисленных моментов мы сейчас остановимся подробнее.

Классификация по назначению

Она считается самой распространенной. По этому показателю все самолеты деялся на два крупных вида: военные и гражданские. Кроме того, у каждой из перечисленных групп существует собственное подразделение на более мелкие категории.

В соответствии с конкретной функциональной принадлежностью военные самолеты классифицируются по следующим профильным категориям: бомбардировщики, самолеты-перехватчики, авиационные истребители, штурмовики, военно-транспортные суда, истребители-бомбардировщики, а также разведчики.

В гражданской авиации аппараты для полетов разделяют на следующие категории: пассажирские, сельскохозяйственного назначения, транспортные, почтовые, экспериментальные и т. д.

Бомбардировщики

В задачи бомбардировщика входит поражение целей, находящихся на земле. Делают они это с помощью бомб и ракет.

Теперь давайте выясним названия военных самолетов. Среди бомбардировщиков можно выделить такие модели отечественного производства: Су-24, Ту-160, Су-34. В годы ВОВ особой известностью пользовался отечественный бомбардировщик Пе-2. Но самым первым можно назвать знаменитого «Илью Муромца» - творение великого конструктора Игоря Сикорского. Этот аппарат взлетел впервые в воздух ещё в 1913 году. В эпоху Первой мировой войны его переоборудовали под бомбардировщик. Самолеты «Илья Муромец» также использовались во время Гражданской войны.

Среди иностранных аппаратов можно выделить современные американские стратегические бомбардировщики Northrop B-2 Spirit, XB-70 Valkyrie, Rockwell B-1 Lancer, B-2, B-52 Stratofortress, самолеты производства США 30-х годов Boeing B-17 и Martin B-10, германские бомбардировщики эпохи Второй мировой войны Junkers Ju 86 и Heinkel He 111.

Истребители

Главной задачей этих аппаратов является уничтожение самолетов и других объектов, которые находятся в воздухе.

Названия самолетов-истребителей знатоку военного дела тоже скажут о многом. Наиболее известные советские модели периода Второй мировой войны - ЛаГГ-3, И-15 бис, МиГ-3, И-16, И-153, Як-1. В эту же эпоху мировую известность завоевали немецкие самолеты Bf.109, Bf.110 и Fw 190, а также реактивные Me.262, Me.163 Komet и He 162 Volksjager.

Среди советских истребителей более поздней эпохи следует выделить МиГ-31, Су-27 и МиГ-29. В настоящее время небо заполняют современные российские самолеты. Названия их прекрасно известны специалистам авиатехники. Это истребители поколения 4++ Су-35 и Миг-35.

Из современных американских моделей выделяются первый в мире истребитель поколения номер пять Boeing F-22, а также более ранние модели F-4 и F-15 Eagle.

Истребители-бомбардировщики

Они совмещают функции первых двух описанных нами категорий самолетов. То есть уничтожают как воздушные, так и наземные цели.

Первыми истребителями-бомбардировщиками считаются немецкий Me.262, модифицированная модель британского истребителя Supermarine Spitfire, De Havilland Mosquito, а также советский Як-9.

Первая из указанных выше моделей была выпущена в 1968 году, и к сегодняшнему дню является самой массовой из всех пассажирских летательных аппаратов. Boeing 747, произведенный годом позже, является пионером среди широкофюзеляжных авиалайнеров. Boeing 747-8 - пассажирский самолет с самой большой длиной. Он был выпущен в 2010 году. Сегодня на рынке пассажирской авиации наибольшую массовость обрел Boeing 777, выпускаемый с 1994 года. Самая новая модель корпорации на данный момент - Boeing 787 2009 года создания.

"Аэробус"

Как говорилось ранее, главным конкурентом Boeing на мировом рынке является европейская компания Airbus, центральный офис которой находится во Франции. Основана она была гораздо позже своего американского соперника - в 1970 году. Самые известные названия самолетов этой фирмы - A300, A320, А380 и A350 XWB.

Выпущенный в 1972 году, A300 является самым первым широкофюзеляжным самолетом на двух моторах. На A320 1988 года изготовления впервые в мире была применена электродистанционная форма управления. Самолет А380, который впервые взметнулся в небо в 2005 году, является самым крупным в мире. Он способен взять на свой борт до 480 пассажиров. Последней разработкой компании является A350 XWB. Его главной задачей было составить конкуренцию выпущенному ранее Boeing 787. И с этой задачей данный авиалайнер успешно справляется, обоходя своего соперника по экономичности.

На достойном уровне была представлена и советская пассажирская авиационная промышленность. Большинство моделей - это самолеты "Аэрофлота". Названия главных марок: Ту, Ил, Ан и Як.

Первым отечественным реактивным авиалайнером является выпущенный в 1955 году Ту-104. Ту-154, первый взлет которого был совершен в 1972 году, считается самым массовым советским пассажирским воздушным аппаратом. Ту-144 1968 года выпуска обрел легендарный статус, так как является первым в мире авиалайнером, который сумел пробить звуковой барьер. Он мог развивать скорость до 2,5 тыс. км/ч, и этот рекорд к нашему времени не побит. На данный момент последней действующей моделью авиалайнера, разработанной конструкторским бюро Туполева, является самолет Ту-204 1990 года выпуска, а также его модификация Ту-214.

Естественно, что кроме Ту существуют и другие самолеты "Аэрофлота". Названия самых популярных: Ан-24, Ан-28, Як-40 и Як-42.

Авиалайнеры других стран мира

Кроме указанных выше существуют достойные внимания модели и других производителей пассажирских самолетов.

Британский авиалайнер De Havilland Comet, выпущенный в 1949 году, является первым в мировой истории реактивным авиалайнером. Широкую известность приобрел французско-британский авиалайнер Concorde, разработанный в 1969 году. Он вошел в историю благодаря тому, что является второй удачной попыткой (после Ту-144) создания сверхзвукового пассажирского летательного аппарата. Причем до сих пор эти два авиалайнера в данном плане уникальны, так как пока больше никто не смог выпустить пригодный для массовой эксплуатации пассажирский самолет, способный перемещаться быстрее звука.

Транспортники

Главным предназначением самолетов транспортной авиации является перевозка грузов на большие расстояния.

Среди аппаратов данного вида нужно обозначить западные модели пассажирских самолетов, модифицированные под транспортные нужды: Douglas MD-11F, и Boeing 747-8F.

Но больше всех в производстве транспортных самолетов прославилось советское, а теперь украинское конструкторское бюро имени Антонова. Оно выпускает самолеты, которые постоянно бьют мировые рекорды по грузоподъемности: Ан-22 1965 г. (грузоподъемность - 60 т), Ан-124 1984 г. (грузоподъемность - 120 т), Ан-225 1988 г. (берет на борт 253,8 т). Последней модели принадлежит до сих пор не побитый рекорд по грузоподъемности. Кроме того, её планировали использовать для транспортировки советских шаттлов "Буран", но с развалом СССР проект так и остался нереализованным.

В Российской Федерации с транспортной авиацией все не так уж радужно. Названия самолетов России следующие: Ил-76, Ил-112 и Ил-214. Но проблема в том, что выпускаемый ныне Ил-76 был разработан ещё в советское время, в 1971 году, а остальные планируют запустить только в 2017-м.

Сельскохозяйственные самолеты

Существуют летательные аппараты, в задачи которых входит обработка полей пестицидами, гербицидами и другими химикатами. Данный тип авиационной техники называется сельскохозяйственным.

Из советских образцов этих аппаратов известны У-2 и Ан-2, которые из-за специфики применения в народе называли «кукурузниками».

Подразделение по скорости

Кроме классификации самолетов по назначению, которую мы подробно изучили выше, существуют и другие виды ранжирования. К ним относится и классификация по скорости полета. По данному признаку самолеты делятся на следующие категории: дозвуковые, трансзвуковые самолеты, сверхзвуковые воздушные суда и гиперзвуковые.

Нетрудно разобраться, что дозвуковые самолеты перемещаются медленнее звука. Трансзвуковые самолеты летают на скорости, приближенной к звуковой, сверхзвуковые преодолевают а гиперзвуковые превышают этот показатель более чем в пять раз.

На данный момент самым скоростным в мире считается экспериментальный гиперзвуковой аппарат из США X-43A 2001 года. Он может набрать скорость 11 200 км/ч. На втором месте его соотечественник X-15, выпущенный ещё в далеком 1959 году. Скорость составляет 7273 км/ч. Если же говорить не об экспериментальных аппаратах, а о тех самолетах, которые выполняют конкретные задачи, то тут первенство у американца SR-71, способного развить скорость до 3530 км/ч. Среди отечественных аппаратов следует выделить сверхзвуковой МиГ-25. Его максимальный показатель скорости может добраться до 3000 км/ч.

В пассажирской авиации дела со скоростью обстоят намного хуже. На сегодняшний день выпущено всего два сверхзвуковых авиалайнера: отечественный Ту-144 (1968 год) и франко-английский Concorde (1969 год). Первый из них может развить скоростные показатели до 2,5 тыс. км/ч, что является рекордом гражданской авиации, но из самолетов всех назначений это только десятое место. Нужно также отметить, что на данный момент не существует ни одного сверхзвукового авиалайнера, который находится в эксплуатации, так как от использования Ту-144 отказались ещё в далеком 1978 году, а использование Concorde было остановлено в 2003 году.

Гиперзвуковых пассажирских самолетов вообще никогда не существовало. Правда, сейчас имеется несколько проектов как отечественных, так и зарубежных конструкторских бюро по производству гиперзвукового авиалайнера. Среди них наибольшей известностью пользуется европейский ZEHST. Данный самолет способен будет развивать скорость до 5,0 тыс. км/ч, но сроки его создания неясны. В России существует два подобных проекта - Ту-244 и Ту-444, но на данный момент оба они заморожены.

Другие виды классификации

По количеству двигателей у самолетов существует ранжирование от одно- до двенадцатидвигательных.

По типу двигателя самолеты делятся на следующие категории: с электрическим двигателем, поршневые, турбовинтовые, реактивные, ракетные, а также аппараты с комбинированным двигателем.

По типу шасси классификация у самолетов следующая: колесные, лыжные, на воздушной подушке, гусеничные, поплавковые, амфибии. Естественно, что наибольшее распространение имеют самолеты с колесным шасси.

По массе самолеты делятся на суперлёгкие, легкие аппараты, самолеты средней массы, тяжелые и супертяжелые.

По числу крыльев, в сторону уменьшения их количества, самолеты подразделяются на полипланы, трипланы, бипланы, полуторапланы и монопланы.

Существует также классификация по размеру фюзеляжа: узкофюзеляжные и широкофюзеляжные.

По классификации типа управления летательные аппараты подразделяются на пилотируемые и беспилотники.

По форме взлета все самолеты можно подразделить на следующие категории: с вертикальным взлетом, горизонтальным и коротким.

Многообразие

Мы узнали, что представляет собой классификация самолетов, их виды, типы, названия тоже рассмотрели. Как видим, представлено очень большое количество моделей, выполняющих различные функции, имеющих очень разные технические характеристики. Мир авиации действительно многогранен, и в одном обзоре не получится описать абсолютно все его стороны.

Тем не менее общее представление мы по данному вопросу дать можем, описав наиболее известные вошедшие в историю самолеты. Виды и названия, несмотря на свою многочисленность, все-таки реально систематизировать определенным образом, чтобы внести ясность в суть этой темы.

Представитель деловой авиации.

Давно прошли те времена, когда аэроплан (в последствии самолет) был просто . Как говорится сам в себе и для себя. Потребности людей меняются, технический прогресс совсем не стоит на месте и самолеты практически не летают ради интереса, экстрима или чего-либо подобного. Хотя, конечно, справедливости ради стоит сказать, что и это тоже имеет место. Однако все же меркантильно- полезное применение авиации преобладает. А так как в современном мире областей ее применения уже достаточно много, то и разнообразие ее достаточно велико.

Итак, . Они определяются согласно нормативным документам. Есть такой серьезный (по виду:-)) документ: Воздушный кодекс РФ. Так вот в нем определено, что авиация имеет три вида: гражданская , государственная и экспериментальная . К гражданской относится собственно гражданская, гражданская коммерческая и авиация общего назначения. С первыми двумя, я думаю, понятно, а «общее назначение» — это всевозможные полезные работы, как-то: сельхозработы, медицинская помощь, помощь полиции, частные и корпоративные перелеты, обучение, и т.д. Экспериментальная авиация применяется для проведения различных экспериментальных работ и испытаний техники (в т.ч. и авиационной). А государственная – это военная авиация и государственная авиация специального назначения , такая, как например авиация МЧС или есть еще авиация МВД для выполнения различных спецзаданий. Интересно, что как государственная, так и экспериментальная авиация тоже могут быть использованы в коммерческих целях. Это определено в вышеупомянутом кодексе.

Транспортник АН-12

Всем известный пассажирский Boeing 737

Вот так оно все звучит официально. А теперь, не глядя в нормативные документы, я еще кое-что добавлю и от себя. С гражданской авиацией все более-менее ясно. Это пассажирская, транспортная и грузо-пасcажирская. Их функции понятны всем. А яркие их представители – это, например, трудяги ТУ-154 и Боинг-737, Ан-12 и Ил-76.
Что касается авиации общего назначения, то хоть в кодексе этот название и прописано, но рядом с ним существуют и другие определения, и иной раз не всегда понятно которое из них вмещает в себя другое. Разбираться в этом не будем, просто я еще упомяну кое-какие , точнее их названия, которые сейчас употребляются в авиационной практике.

Интерьер салона самолета бизнес-авиации.

За рубежом уже достаточно давно существует, а в России только набирает обороты так называемая деловая авиация или «Business aviation» в англо-американском варианте. Это обычно специальные самолеты (ну и, конечно, комплекс их технического обслуживания) малой вместимости, но совсем немалого комфорта:-). Они используются для индивидуальных и корпоративных полетов и, конечно же, для оказания специальных услуг. Один из представителей – это Gulfstream G500.

Самолет ЯК-52.

Спортивный ЯК-55М

Спортивный СУ-26М.

Заслуженный АН-2

Далее можно выделить спортивную авиацию и авиацию первоначального обучения. Иначе говоря аэроклубовскую. Это те самолеты и вертолеты, на которых люди учатся летать и далее совершенствуют свои навыки полета. В России система аэроклубов в процессе революционных преобразований, начиная с перестройки и далее, была основательно порушена. Но кое-что осталось и сейчас даже потихоньку развивается. Представители этого вида авиации у нас это, в основном, ЯК-52, ЯК-55, СУ-26 и трудяга ЯК-18Т. Используется, конечно, в этой системе и АН-2 (в основном для вспомогательных целей, например для вывоза парашютистов). За рубежом это чаще всего Cessna-172, Piper PA-28 Warrior и Robinson R-22.

Piper PA-28 Warrior

Вертолет Robinson R-22

Естественно, что все эти летательные аппараты используются также и в коммерческих грузовых и пассажирских целях. Ведь аэроклубы все, в основном, частные. Да и просто один самолет может быть в частном владении. Тогда человек, имеющий удостоверение частного пилота, может летать на нем в собственных целях (даже просто для удовольствия:-)). Но это, правда, больше относится к США и западным странам. В России для этого пока нет ни законодательной базы, ни технических и финансовых возможностей. А жаль… Было бы неплохо иметь такой «семейный самолетик» и летать на нем по выходным в гости в другой город:-).

В связи с вышеупомянутым нужно обязательно сказать, что вообще сейчас сформировалось такое понятие, как малая авиация . Законодательно это понятие четко не определено (хотя, на мой взгляд оно наиболее близко к авиации общего назначения), но обычно летательные аппараты малой авиации имеют малый взлетный вес (обычно до 9000 кГ) и берут на борт не более 18 пассажиров. Конечно же к малой авиации относится и вся инфраструктура обслуживния, т.е. аэродромы, системы управления воздушным движением, техническое обслуживание. Летательных аппаратов малой авиации сейчас по миру становится все больше. В США, например, их зарегистрировано уже более 280-ти тысяч. Соответственно растет и количество взлетных полос и площадок. По статистике более 80% всего, что летает в мире работает в малой авиации. То есть малая авиация завоевывает мир:-). Вот такие дела. Но оставим ее в покое и вернемся к серьезным :-).

Хотя я, собственно, уже все перечислил. Но обязательно стоит сказать, что некоторым особняком от этого деления стоит военная авиация (хоть она и является частью государственной). Дело в том, она сама тоже имеет виды и кроме того некоторые из них еще и делятся на рода. Довольно интересное деление и это уже тема другой статьи, а точнее второй части статьи о видах авиации.

Фотографии кликабельны .

Основные агрегаты самолета

Самолеты относятся к летательным аппаратам тяжелее воздуха, им характерен аэродинамический принцип полета. У само­летов подъемная сила Y создается за счет энергии воздушного по­тока, омывающего несущею поверхность, которая неподвижно закреплена от­носительно корпуса, а поступательное движение в заданном направ­лении обеспечивается тягой силовой установки (СУ) самолета.

Различные типы самолётов имеют одни и те же основные агрегаты (составные части): крыло , вертикальное (ВО) и горизонтальное (ГО) оперение , фюзеляж , силовую установку (СУ) и шасси (рис 2.1).

Рис. 2.1. Основные элементы конструкции самолета

Крыло самолета1 создает подъемную силу и обеспечивает попе­речную устойчивость самолету при его полете.

часто крыло является силовой базой для размещения шасси, двигателей, а его внутренние объемы используют для размещения топлива, оборудования, различных узлов и агрегатов функциональных систем.

Для улучшения взлетно-посадочных характеристик (ВПХ) современных самолетов на крыле устанавливаются средства механизации по передней и задней кромкам. По передней кромке крыла размещают предкрылки , а по задней - закрылки10 , интерцепторы12 и элероны-интерцепторы .

В силовом отношении крыло представляет собой балку сложной конструкции, опорами которой являются силовые шпангоуты фюзеляжа.

Элероны11 являютсяорганами поперечного управления. Они обеспечивают поперечную управляемость самолета.

В зависимости от схемы и скорости полета, геометрических па­раметров, конструкционных материалов и конструктивно-силовой схемы масса крыла может составлять до 9…14 % от взлетной массы само­лета.

Фюзеляж13 объединяет основные аг­регаты самолета в единое целое, т.е. обеспечивает замыкание сило­вой схемы самолета.

Внутренний объем фюзеляжа служит для размеще­ния экипажа, пассажиров, грузов, оборудования, почты, багажа, средств спасения людей на случай возникновения аварийных ситуа­ций. В фюзеляжах грузовых самолетов предусмотрены развитые погрузочно-разгрузочные системы, устройства быстрой и надежной швар­товки грузов.

Функцию фюзеляжа у гидросамолётов выполняет лодка, которая позволяет производить взлет и посадку на воду.

фюзеляж в силовом отношении является тонкостенной балкой, опорами которой являются лонжероны крыла, с которыми он связан через узлы силовых шпангоутов.

масса констру­кции фюзеляжа составляет 9…15 % от взлетной массы самолета.

Вертикальное оперение5 состоит из неподвижной части киля4 и руля направления (РН) 7 .

Киль 4 обеспечивает самолету путевую устойчивость в плоскости X0Z , а РН - путевую управляемость относительно оси 0y .

Триммер РН 6 обеспечивает снятие длительных нагрузок с педалей, например, при отказе двигателя.

Горизонтальное оперение9 включает в себя неподвижную или ограниченно подвижную часть (стабилизатор2 ) и подвижную часть – руль высоты (РВ) 3 .

Стабилизатор 2 придает самолету продольную устойчивость, а РВ 3 - продольную управляемость. РВ может нести на себе трим­мер 8 для разгрузки штурвальной колонки.

Масса, конструкции ГО и ВО обычно не превышает 1,3…3 % от взлетной массы самолета.

Шасси самолета 16 относится к взлетно-посадочным устройствам (ВПУ), которые обеспечивают разбег, взлет, посадку, пробег и маневрирование само­лета при движении по земле.

Число опор и расположение их относительно центра масс (ЦМ) самолета за­висит от схем шасси и особенностей эксплуатации самолета.

Шасси самолета, показанного на рис.2.1, имеет две основные опоры16 и одну носовую опору17 . Каждая опора включает в себя силовую стой­ку18 и опорные элементы - колеса15 . Каждая опора может иметь несколько стоек и несколько колес.

Чаще всего шасси самолета дела­ют убирающимися в полете, поэтому для его размещения предусматри­вают специальные отсеки в фюзеляже 13. Возможна уборка и размещение основных опор шасси в специальных гондолах (или мотогондолах), обтекателях14 .

Шасси обеспечивает поглощение кинетической энергии удара при посадке и энергии торможения на пробеге, рулении и при маневрировании самолета по аэродрому.

самоле­ты-амфибии могут совершать взлет и посадку, как с наземных аэродромов, так и с водной поверхности.

Рис.2.2. Шасси самолета-амфибии.

на корпусе гидросамолета устанавливают колесно­е шасси, а под крылом размещают поплавки1 ,2 (рис.2.2).

Относительная масса шасси обычно составляет 4…6% от взлетной массы самолета.

Силовая установка 19 (см.рис.2.1), обеспечивает создание силы тяги самолета.Она состоит из двигателей, а также сис­тем и устройств, обеспечивающих их работу в условиях летной и наземной эксплуатации самолета.

У поршневых двигателей сила тяги создается воздушным винтом, у турбовинтовых - воздушным винтом и частично реакцией газов, у реактивных - реакцией газов.

В СУ входят: узлы крепления двигателей, гондола, управление СУ, входные и выходные устройства двигателей, топливная и масляная системы, системы запуска двигателя, противопожарная и противообледенительная системы.

Относительная масса СУ в зависимости от типа двигателей и схе­мы размещения их на самолете может достигать 14…18 % от взлетной мас­сы самолета.

2.2. Технико-экономические и летно-технические
характеристики самолетов

Технико-экономическими характеристиками самолетов являются:

Относительная масса полезной нагрузки:

`m пн = m пн /m 0

где m пн - масса полезной нагрузки;

m 0 - взлетная масса самолета;

Относительная масса максимальной платной нагрузки:

`m кнmах = m кнmах / m 0

где m кнmах масса максимальной коммерческой нагрузки;

Максимальная часовая производительность:

П ч = m кнmах ∙v рейс

где v рейс - рейсовая скорость самолета;

Расход топлива на единицу производительности q Т

К основным летно-техническим характеристикам самолетов отно­сят:

Максимальную крейсерскую скорость v кр.mах ;

Крейсерскую экономическую скорость V к p .эк ;

Высоту крейсерского полета Н к p ;

Дальность полета с максимальной платной нагрузкой L ;

Среднее значение аэродинамического качества К в полете;

Скороподъемность;

Грузоподъемность, которая определяется массой пассажиров, грузов, багажа, перевозимой на самолете при заданной полетной мас­се и запасе топлива;

Взлетно-посадочные характеристики (ВПХ) самолета.

Основными параметрами, характеризующими ВПХ, являются ско­рость захода на посадку - V з.п ; посадочная скорость - V п ;скорость отрыва при взлете - V omp ; длина разбега при взле­те - l раз ; длина пробега при посадке - l np ; максимальное значение коэффициента подъемной силы в посадочной конфигура­ции крыла - С у max п ;максимальное значение коэффициента подъемной силы во взлетной конфигурации крыла С у max взл

Классификация самолетов

Классификацию самолетов проводят по многим критериям.

Одним из основных критериев классификации самолетов являет­ся критерий по назначению . этот критерий предопределяет летно-технические характеристики, геометрические параметры, компоновку и состав функциональных систем самолета.

По своему назначению самолеты подразделяют на гражданские и военные . Как первые, так и вторые самолеты классифицируют в зависимости от вида выполняемых задач.

Ниже рассмотрена классификация только гражданских самолетов.

Гражданские самолеты предназначены для перевозки пассажиров, почты, грузов, а также для решения разнообразных народнохозяйственных задач.

Самолеты под­разделяют на пассажирские , грузовые , экспериментальные , учебно-тренировочные , а также на самолеты целевого народнохозяйствен­ного назначения .

Пассажирские самолеты в зависимости от дальности полета и грузоподъемности подразделяют на:

- дальние магистральные самолеты – дальность полета L >6000 км;

- средние магистральные самолеты - 2500 < L < 6000 км;

- ближние магистральные самолеты - 1000< L < 2500 км;

- самолеты для местных воздушных линий (МВЛ) - L <1000 км.

Дальние магистральные самолеты (рис. 2.3) с дальностью поле­та более 6000 км, обычно, оснащаются СУ из четырех ТРДД или винтовентиляторных двигателей, что позволяет повысить безопас­ность полета в случае отказа одного или двух двигателей.

Средние магистральные самолеты (рис. 2.4, рис. 2 .5) имеют СУ из двух-трех двигателей.

Ближнемагистральные самолеты (рис. 2.6) при дальности полета до 2500 км имеют СУ из двух-трех двигателей.

Самолеты местных воздушных авиалиний (МВЛ) эксплуатируются на авиационных трассах протяжен­ностью менее 1000 км, а их СУ может состоять из двух, трех и да­же четырех двигателей. Увеличение числа двигателей до четырех обу­словлено стремлением обеспечить высокий уровень безопасности поле­тов при большой интенсивности взлетов-посадок, характерных для са­молетов МВЛ.

К самолетам МВЛ можно отнести административные само­леты, которые рассчитаны на перевозку 4…12 пассажиров.

Грузовые самолеты обеспечивают перевозку грузов. Эти самолеты в зависимости от дальности полета и грузоподъемности могут подразделяться аналогично пассажирским. перевозка грузов может осуществляться как внутри грузовой кабины (рис.2.7), так и на внешней подвеске фюзеляжа (рис. 2.8).

Учебно-тренировочные самолеты обеспечивают подготовку и тренировку летного состава в учебных заведениях и центрах подготовки гражданской авиации (рис.2.9)Такие самолеты часто изготовляют двухместными (инструктор и стажер)

Экспериментальные самолеты создаются для решения конкретных научных проблем, проведения натурных исследований непосредственно в полете, когда необходима проверка выдвигаемых гипотез и конструктивных решений.

Самолеты народнохозяйственного назначения в зависимости от целевого использования разделяются на сельскохозяйственные, патрульные, наблюдения за нефте- и газопроводами, лесными массивами, прибрежной зоной, дорожным движением, санитарные, ледовой разведки, аэрофотосъемки и др.

Наряду со специально спроектированными для этих целей самолетами под целевые задачи могут переоборудоваться самолеты МВЛ малой грузоподъемности.

Рис. 2.7. Грузовой самолет

Рис. 2.10

Рис. 2.9

Рис.2.8

Рис. 2.8. Перевозка грузов на внешней подвеске

Рис. 2.9. Учебно-тренировочный самолет

Рис. 2.10. Самолет народнохозяйственного назначения

Аэродинамическую компоновку самолета характеризует число, внешняя форма несущих поверхностей и взаимное расположение крыла, оперения и фюзеляжа.

В основу классификации аэродинамических компоновок положено два признака:

- форма крыла ;

- расположение оперени я.

В соответствии с первым признаком выделяют шесть типов аэродинамических компоновок:

- с прямым и трапециевидным крылом;

- со стреловидным крылом;

- с треугольным крылом;

- с прямым крылом малого удлинения;

- с кольцевым крылом;

- с круглым крылом .

Для современных гражданских самолетов практически использу­ют первые два и частично третий тип аэродинамических компоновок.

Согласно второму типу классификации выделяют следующие три варианта аэродинамических компоновок самолетов:

Нормальной (классической) схемы;

Схемы " утка " ;

Схема "бесхвостка".

Разновидностью схемы "бесхвостка" является схема "летающее крыло".

Самолеты нормальной схемы (см.рис.2.5, 2.6) имеют ГО, расположенное за крылом. Эта схема получила господствующее распространение на самолетах гражданской авиации.

Основные достоинства нормальной схемы:

Возможность эффективного использования механизации крыла;

Легкое обеспечение балансировки самолета с выпущенными закрылками;

Уменьшение длины но­совой части фюзеляжа. Это улучшает обзор пило­ту и уменьшает площадь ВО, так как укороченная носовая часть фюзеляжа вызывает появление меньшего дестабилизирующего путевого момента;

Возможность уменьшения площадей ВО и ГО, так как плечи ГО и ВО значительно больше, чем у других схем.

недоста­тки нормальной схемы:

ГО создает отрицательную подъемную силу практически на всех режимах полета. Это приводит к уменьшению подъемной силы само­лета. Особенно на переходных режимах полета при взлете и посадке;

ГО находится в возмущенном воздушном потоке за кры­лом, что отрицательно сказывается на его работе.

Для выноса ГО из "аэродинамической тени" крыла или из "спутной струи" закрылков на переходных режимах полета его смещают относительно крыла по высоте (рис.2.11, а), выносят его на середину киля (рис.2.11;б) или на верх киля (рис.2.11, в).

Рис. 2.12

Рис. 2.11

Рис. 2.11 Схемы размещения горизонтального оперения

а. ВО., смещенное относительно крыла по высоте;

б. ВО расположено на середине киля (крестообразное оперение);

в. Т- образное оперение;

г. v - образное оперение.

В практике самолетостроения известны случаи использования на самолете комбинированного, так назы­ваемого v -образного опе­рения (рис. 2.12). функции ГО и ВО в этом случае выполняют две поверхности, разнесенные под углом относительно друг друга. Рули, размещенные на этих поверхностях, при синхрон­ном отклонении вверх и вниз работают как РВ, а при отклонении одного руля вверх, а другого вниз достигается управление самоле­том в путевом отношении.

Достаточно часто на самоле­тах может применяться двухкилевое и даже трехкилевое ВО.

При аэродинами­ческой компоновке самолета по схеме "утка" на ГО разме­щают перед крылом на носовой части фюзеляжа (рис.2.13)

Достоинствами схемы "утка" являются:

Размещение ГО в невозмущенном воздушном потоке;

Возможность уменьшения размеров крыла, так как ГО стано­вится несущим, т.е. участвует в создании подъемной силы самоле­та;

Достаточно легкое парирование возникающего пикирующего мо­мента при отклонении механизации крыла отклонением ГО;

Рис. 2.13 Компоновка самолета по схеме "утка"

Увеличение плеча ГО на более 30 %, чем у нормальной схемы, что позволяет уменьшить площадь крыла;

При достижении больших углов атаки срыв потока на ГО воз­никает раньше, чем на крыле, что практически устраняет опасность выхода самолета на закритические углы атаки и сваливание его в штопор.

У самолета, выполненного по схеме "утка", смещение положе­ния фокуса назад при переходе от М <1 к М>1 меньше, чем у са­молетов нормальной схемы, поэтому увеличение степени продольной устойчивости наблюдается в меньшей мере.

Недостатками данной схемы являются:

Снижение несущей способности крыла на 10-15 % из-за ско­са потока от ГО;

Сравнительно малое плечо ВО, приводящее к увеличению пло­щади ВО, а иногда и к установке двух килей для увели­чения путевой устойчивости. Это компенсирует дестабилизирующий мо­мент, создаваемый удлиненной носовой частью фюзеляжа.

Схема "бесхвостка" характеризуется отсутстви­ем ГО (см. рис. 1.13), при этом функции ГО перекладываются на кры­ло. Самолеты, выполненные по такой схеме, могут не иметь фюзе­ляжа, в этом случае их называют "летающим крылом". Для таких са­молетов характерно минимальное лобовое сопротивление.

Схема "бесхвостка" имеет следующие достоинства:

Так как на таких самолетах используются треугольные крылья, то при больших размерах бортовой нервюры можно уменьшить относи­тельную толщину профиля, обеспечив рациональное использование объема крыла для размещения топлива;

Отсутствие нагрузок ГО позволяет облегчить хвостовую часть фюзеляжа;

Уменьшается стоимость и масса планера, так как отсутству­ет ГО, по этой же причине уменьшается сопротивление трения самолета из-за уменьшения площади обтекаемой воздушным потоком поверхности;

Значительные геометрические размеры бортовой нервюры обе­спечивают возможность создать эффект "воздушной подушки " на ре­жиме посадки самолета;

Так как в схеме "бесхвостка" применяют крылья двойной стреловидности, то на взлетном режиме происходит существенней прирост коэффициента подъемной силы.

Среди недостатков этой схемы наиболее существенным являются:

Невозможность полного использования несущей способности крыла на посадке;

Снижение потолка самолета из-за уменьшения аэродинамичес­кого качества, что объясняется удержанием элевонов в верхнем отклоненном положении для достижения наибольшего угла атаки кры­ла;

Сложность, а иногда и невозможность балансировки самоле­та при выпущенных закрылках;

Сложность обеспечения путевой устойчивости самолета из-за малого плеча ВО, поэтому иногда устанавливают три киля (см. рис. 1.13).

В практике опытного авиастроения можно встретить варианты с комбинацией основных схем в одном самолете.

Возможен вариант, когда на самолете применяют два ГО - одно перед крылом и второе за ним. При реализации схемы "тандем", самолет имеет почти соизмеримые по площади крыло и ГО. Схему "тандем" можно рассматривать как промежуточную между нормальной схемой и схемой "утка", благодаря чему расширяется эксплуатационный диапазон центровок при сравнительно малых потерях аэродинамического качества на ба­лансировку самолета.

Основными конструктивными признаками, по которым проводят классификацию самолетов, служат:

Число и расположение крыльев;

Тип фюзеляжа;

Тип двигателей, число и размещение их на самолете;

Схема шасси, характеризуемая количеством опор и их взаим­ным расположением относительно ЦМ самолета.

В зависимости от числа крыльев различают монопланы и бипланы.

Схема моноплана доминирует в самолетостро­ении, и большинство самолетов выполняется именно по этой схеме, что обусловлено меньшим лобовым сопротивлением моноплана и воз­можностью увеличения роста скоростей полета.

Самолеты схемы "биплан" (рис.2.16) отличаются высокой
маневренностью, но они тихоходны, поэтому данную схему реализуют для самолетов специального назначения, например, для сельскохозяйственных.

Рис 2. 16 Самолет схемы "биплан"

По расположению крыла относитель­но фюзеляжа самолеты могут выполняться по схеме "низкоплан" (рис.2.17, а), "среднеплан" (рис. 2.17, б) и "высокоплан" (рис.2.17, в).

Рис.2.17. Различные схемы расположения крыла

Схема "низкоплан" наименее выгодна в аэроди­намическом отношении, так как в зоне сопряжения крыла с фюзеля­жем нарушается плавность обтекания и возникает дополнительное сопротивление из-за интерференции системы "крыло-фюзеляж". Дан­ный недостаток можно существенно уменьшить постановкой зализов, обеспечивая устранение диффузорного эффекта.

Размещение ГТД в корневой части крыла позволя­ет использовать
эжекторный эффект от струи двигателя, который по­лучил название активного зализа.

Низкоплан имеет бо­лее высокое расположение нижнего обвода фюзеляжа над поверх­ностью земли. Это связано с необходимостью исключения касания концом крыла поверхности ВПП при посад­ке с креном, а также с обеспечением безопасной работы СУ при размещении двигателей на крыле. В этом случае усложняется процесс выгрузки-погрузки грузов, ба­гажа, а также посадку-высадку пассажиров. Этого недостатка можно избежать, если оснастить шасси самолета механизмом "при­седания".

Схему "низкоплан" наиболее часто используют для пассажирс­ких самолетов, так как она обеспечивает большую по сравнению с другими вариантами безопасность при аварийной посадке на грунт и воду. При аварийной посадке на грунт с убранным шасси крыло воспринима­ет энергию удара, защищая пассажирскую кабину. При посадке на воду самолет погружается в воду по крыло, которое сообщает фюзе­ляжу дополнительную плавучесть и упрощает организацию работ, связанных с эвакуацией пассажиров.

Важным достоинством схемы "низкоплан" является наименьшая масса конструкции, так как основные опоры шасси чаще всего свя­заны с крылом и их габариты и масса меньше, чем у высокоплана. В сравнении с высокопланом, имеющим шасси на фюзеляже, низкоплан имеет меньшую массу, так как не требуется утяжеления фюзеляжа, связанного с креплением к нему основных опор шасси.

Низкоплан с размещением основных опор на крыле сохраняет основное правило: опорой самолету служит несущая поверхность. Это правило выдер­живается на всех эксплуатационных режимах, как в полете, так и при взлете - посадке. Крыло в последнем случае опирается при пробеге и разбеге на шасси. Благодаря этому удается унифицировать силовую схему, определяющую пути передачи максимальных нагрузок, и снизить массу конструкции самолета в целом. Рассмотренные дос­тоинства стали причиной господствующего положения схемы "низко­план" на пассажирских самолетах.

Схема "среднеплан" (рис. 2. 17, б) для пассажирских и грузовых самолетов чаще всего не применяется, так как кессон крыла (его силовая часть) не может быть размещен в пассажирской или грузовой кабине.

С ростом взлетных масс и параметров самолетов появляется возможность приблизить компоновку крыла широкофюзеляжных самолетов к среднеплану. Крыло в этом случае поднимают до уровня пола пассажирского салона или грузовой кабины, как эти сделано на самолетах А-300, и Боинг-747", Ил-96 и др. Благодаря такому решению удается значительно улучшить аэродинамические характеристики.

В чистом виде схема "среднеплан" может быть реализована на двухпалубных самолетах, где крыло практиче­ски не мешает использованию объемов фюзеляжа для размещения пассажирских салонов, грузовых помещений и оборудования.

Схема "высокоплан" (рис.2.17,в) широко исполь­зуется для грузовых самолетов, а также находит применение на самолетах МВЛ. В этом случае удается получить наименьшее рассто­яние от нижнего обвода фюзеляжа до поверхности ВПП, так как вы­соко расположенное крыло не влияет на выбор высоты фюзеляжа от­носительно земли.

При использовании схемы "высокоплан" появляется возможность свободного маневрирования спецавтотранспорта при техническом об­служивании самолета.

Транспортная эффективность грузовых самоле­тов повышается из-за самого низкого положения пола грузовой ка­бины, позволяющего обеспечить быстроту и легкость погрузки-выгрузки крупногабаритных грузов, самоходной техники, различных мо­дулей и др.

Ресурс двигателей увеличивается, так как они находят­ся на значительном удалении от земли и вероятность попадания твердых частиц с поверхности ВПП в воздухозаборники резко умень­шается.

Отмеченные достоинства высокоплана объясняют то господст­вующее положение, которое заняла данная схема на самолетах тран­спортной авиации в отечественной (Ан-22, Ан-124, Ан-225), зару­бежной (C-141, С-5А, С-17 (США) и др.) практике.

Схема "высокоплан" легко обеспечивает получение нормируемого безопасного расстояния от поверхности ВПП до конца лопасти воздушного винта или нижнего обвода воздухозаборника ГТД. Этим объясняется достаточно частое использование этой схемы на пассажирских самолетах МВЛ (Ан-28 (Украина), F-27 (Голландия), Шорт-360 (Англия), АТР 42, АТР-72 (Франция-Италия)).

Несомненным достоинством схемы "высокоплан" является бо­лее высокое значение С у max благодаря сохранению над фюзеля­жем полностью или частично аэродинамически чистой верхней поверх­ности крыла, большей эффективности механизации крыла за счет снижения концевого эффекта на закрылках, так как борт фюзеляжа и мотогондола играют роль концевых "шайб".

Однако большая масса конструкции планера по сравнению с дру­гими схемами отрицательно сказывается или на полезной нагрузке, или на запасе топлива и дальности полета. Утяжеление конструкции планера объясняется:

Необходимостью увеличения площади ВО на 15-20 % из-за по­падания части ее в зону затенения от крыла;

Возрастанием массы фюзеляжа на 15-20% вследствие увели­чения числа усиленных шпангоутов в зоне крепления основных опор шасси, усиления конструкции зоны нижнего обвода фюзеляжа на слу­чай аварийной посадки с невыпущенным шасси и за счет упрочнений гермокабины.

При креплении основных опор шасси к силовой базе фюзеляжа возникают сложности с обеспечением требуемой колеи.

Малая колея шасси увеличивает нагрузку на одну бетонную плиту,
что может потребовать для эксплуатации самолета более высокий класс аэродрома.

Стремление обеспечить приемлемую колею часто заставляет уве­личивать габаритную ширину усиленных шпангоутов в зоне размеще­ния основных опор, формировать выступающие гондолы шасси и увели­чивать мидель самолета, а значит, и его аэродинамическое сопроти­вление. Как показывает статистика, в этом случае лобовое сопро­тивление гондол шасси может достигать 10-15 % от общего сопроти­вления фюзеляжа.

Меньшая безопасность высокоплана при аварийной посадке на воду и сушу делает иногда невозможным использование этой схемы на самолетах большой пассажировместимости, так как при аварийной посадке на грунт крыло своей массой вместе с двигателями стремится раздавить фюзеляж и пассажирскую кабину. При посадке на воду наблюдается погружение фюзеляжа до нижних обводов крыла и пассажирский салон может оказаться под водой. В этом случае организация работ по спасению пассажиров значитель­но осложняется и эвакуация людей возможна лишь через аварийные люки в верхней части фюзеляжа.

По типу фюзе­ляжа самолеты подразде­ляются на обычные, т.е. выполненные по однофюзеляжной схеме (рис.2.18,а); по двухфюзеляжной схеме и схеме "гондола" (рис.2.18,б).

Рис. 2.18 Классификация самолетов по типу фюзеляжа

Наибольшее распространение получила однофюзеляжная схема, позволяющая получить наиболее выгодную конфигурацию формы фюзе­ляжа с аэродинамической точки зрения, так как лобовое сопротивление в этом случае будет наименьшим по сравнению с другими типами.

При размещении оперения самолета не на фюзеляже, а на двух балках (рис.2.18,б) или замене фюзеляжа гондолой происходит увеличе­ние лобового сопротивления. Для схемы "гондола" (рис. 2.18,б) ха­рактерна плохая обтекаемость гондол, что может привести к неус­тойчивости самолета на больших углах атаки. Поэтому двухбалочная схема "гондола" в практике самолетостроения реализуется редко, в основном, на транспортных самолетах, где вопросы транспортной эф­фективности становятся первостепен­ными. Примером такого решения может служить грузовой самолет "Аргоси" фирмы "Хоукер Сидли".

Рис.2.19 Самолет "Эджи Эркрафт"

По типу двигателей различают самолеты с ПД, ТРД, ТВлД и др.

По числу двигателей самолеты подразделяют на одно-, двух-, трех-, четырех-, шестидвигательные.

На пассажир­ских самолетах из условия обеспечения безопасности полетов число двигателей не должно быть менее двух. Увеличение числа двигателей свыше шести оказывается неоправданным из-за сложностей, связан­ных с обеспечением синхронизации работы отдельных СУ и увеличением времени и трудоемкости работ при техничес­ком обслуживании.

По расположению двигателей дозвуко­вые пассажирские самолеты могут классифицироваться на четыре ос­новные группы: двигатели - на крыле (рис. 2.20, а), двигатели - в корневой части крыла, двигатели - на хвостовой части фюзеляжа (б) и смешанный вариант (в) компоновки двигателей.

При выборе места установки двигателей учитывают особенности общей компоновки самолета, условия эксплуата­ции и обеспечения максимального ресурса двигателей, стремятся получить наименьшее лобовое сопротивление СУ, свести к минимуму потери воздуха в воздухозаборниках.

Так, на самолетах с тремя двигателями целесообразно применять смешанный вариант компоновки (рис.2.20): два двигателя под крылом и третий - в хвостовой части фюзеляжа или на киле.

Рис. 2.20 Схемы установки двигателей на самолетах

На самолетах с двумя двигателями СУ размещают на крыле или на хвостовой части фюзеляжа.

С увеличением степени двухконтурности двигателя его диаметр увеличивается. Поэтому при компоновке двигателей под крылом необхо­димо увеличивать высотушасси для обеспечения нормируемого рас­стояния от обвода мотогондолы до поверхности земли. Это приводит к увеличению массы конструкции самолета и порож­дает ряд проблем, связанных с пассажирами, багажом и техничес­ким обслуживанием. Прежде всего, это касается самолетов МВЛ, ко­торые часто эксплуатируются с аэродромов, не имеющих специально­го оборудования. В то же время эффект разгрузки крыла в полете из-за размещения на нем двигателей значительно снижается, так как с увеличением степени двухконтурности удельная масса ТРД уменьшается.

На рис.2.21 показаны два самолета, конструкция которых соз­давалась исходя из одинаковых требований к платной нагрузке, даль­ности, ВПХ, миделю фюзеляжа и др. На рис.2.21 видно различие между двумя самолетами по высоте расположения относительно земли крыла и фюзеляжа.

Рис.2.21 Влияние двухконтурности двигателей на компоновку самолета

По типу опор шас­си их подразделяют на колесное, лыжное, поплавковое (для гидросамолетов), гусенич­ное и шасси на воздушной подуш­ке.

Преимущественное распрост­ранение получило колесное шас­си, и довольно часто применяют поплавковое.

По схеме шасси самолеты подразделяются на трехопорные и
двухопорные.

Трехопорная схема выполняется в двух вариантах: трехопорная схема с носовой опорой и трехопорная схема с хвостовой опорой. В большинстве случаев на самолетах применяется трехопорная схе­ма с носовой опорой . Второй вариант этой схемы встречается на легких самолетах.

Двухопорная схема шасси на гражданских самолетах практичес­ки не используется.

На тяжелых, особенно транспортных, самолетах получило расп­ространение многоопорная схема шасси. Например, на самолете "Боинг-747" используется пятистоечное шасси, на самолете Ан-225 -шестнадцатистоечное, а на пассажирском Ил-86 - четырехстоечное.

2.4. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОНСТРУКЦИИ
САМОЛЕТОВ

Все требования, предъявляемые к конструкции са­молетов, подразделяют на общие , обязательные для всех агрегатов планера, и специальные .

К общим требованиям относят аэродинамические, прочностные и жесткостные, надежности и живучести самолетов, эксплуатационные, ремонтопригодности, технологичности производства самоле­тов, экономические и требования, минимальной массы конструкции планера и функциональных систем.

Аэродинамические требования сводятся к то­му, чтобы влияние формы самолета, его геометрические и проект­ные параметры соответствовали заданным летным данным, полученным при наименьших энергетических затратах. Реализация этих тре­бований предусматривает обеспечение минимального сопротивления самолета, потребных характеристик устойчивости и управляемости, высоких ВПХ, показателей крейсерского режима полета.

Выполнение аэродинамических требований достигается выбором оптимальных зна­чений параметров отдельных агрегатов (частей) самолета, их раци­ональной взаимной компоновкой и высоким уровнем удельных пара­метров.

Прочностные и жесткостные требования предъявляются к каркасу планера и его обшивке, которые должны воспринимать все виды эксплуатационных нагрузок без разрушения, при этом деформации не должны приводить к изменению аэродинами­ческих свойств самолета, не должны возникать опасные вибрации, не должны появляться значительные остаточные деформации. Выпол­нение этих требований обеспечивается выбором рациональной сило­вой схемы и площадей поперечных сечений силовых эле­ментов, а также подбором материалов.

Требования надежности и живучести самолета предусматривают разработку и реализацию конструктивных мероприятий, направленных на обеспечение безопасности по­летов.

Надежность самолета представляет собой способность констру­кции выполнять свои функции с сохранением эксплуатационных пока­зателей в течение установленного срока межрегламентного перио­да, ресурса или другой единицы измерения времени функционирования. Характеристиками надежности являются налет часов на один отказ, количество отказов на один час налета и др.

Повысить надежность самолета можно подбором надежных элементов конструкции, их дублированием (резервированием).

Живучесть самолета определяется способностью конструкции выполнять свои функции при наличии повреждений. Для обеспечения этого требования необходимы конструктивные мероприятия, например, применение статически неопределимых силовых схем, эффективных противопожарных меро­приятий и, главным образом, резервирования. Эти требования особенно важны для обеспечения заданного уровня безопасности поле­тов .

Эксплуатационные требования пре­дусматривают создание таких
конструкций, которые позволяют в сжатые сроки обеспечивать техническое
обслуживание самолетов при минимальных ма­териально-технических затратах.

Реа­лизация таких требований возможна при обеспечении удобного дос­тупа к агрегатам, стандартизации и унификации уз­лов, агрегатов, частей самолета и разъемов, применении встроенных систем автоматического контроля техничес­кого состояния систем и агрегатов самолета, эффективных систем поиска неисправностей и их устранения, увеличении ресурса и межрегламентных сроков службы.

Требования ремонтопригодности предопределяют возможность быстрого и дешевого восстановления отказавших (поврежденных) частей ВС, оперативного поддержива­ния численности самолетомоторного парка. Значимость этих требований возрастает в связи с постоянным усложнением самолетов и средств н