Расположение крыла

[timsz]

Помню было по этому поводу на лекции:
"Низкоплан при посадке на воду плавает. Высокоплан тоже плавает, но на поверхности воды у него крыло."

 

[SL0N]

Господа, а вот еще вопрос - в чем недостатки Т-образного хвостового оперения? Имеется ввиду верхнее расположение стабилизатора, как на Ту-154, Ил-62 и т.д. И чем обусловлена при проектировании именно такая компоновка?
У меня есть свои соображения, но хотелось бы услышать мнение специалистов.

 

[Экзот]

У низкоплана эту нагрузка идет на шасси. У высокоплана - только в центроплан,

А, да, точно.

чем недостатки Т-образного хвостового оперения?

Оно тяжелее, т.к., больше плоче от стабилизатора сильнее его нагружает.
Оно сложнее — через киль проходят длинные тяги к рулям высоты.
Его сложнее обслуживать.

чем обусловлена

Двигателями на ХЧФ и выносом ГО за зону возмущений от крыла. МиГ и Френчи пошли на компромисс — на линейке МиГ-15-17, "каравелле" и большинстве "фальконов" оперение "крестообразное".

 

[vm]

SL0N, на Т-образно идут не от хорошей жизни - с ним хлопот порядком. Либо из-за двигателй в хвосте, либо, как на планерах, из-за уж сосвсем низкого расположения - чтоб об землю не цапнуть.

просто процитирую учебник:


на самолетах, у которых вследствие их компоновочных особенностей (например при расположении двигателей в хвостовой части фюзеляжа) приходится предусматривать верхнее расположение горизонтального оперения на киле (Т-образное оперение). Для этих самолетов при превышении допустимых значений углов атаки возможно попадание в режим "глубокого срыва", в результате которого может произойти сваливание самолета, если на этом режиме эффективность горизонтального оперения окажется недостаточной для создания необходимого продольного момента на пикирование для перевода самолета на меньшие углы атаки.

Сущность явления заключается в том, что при случайном превышении допустимых значений угла атаки и наступлении срыва на крыле, спутная струя, сорванного и сильно заторможенного потока поднимается вверх и охватывает горизонтальное оперение. При этом скос потока на оперении изменяется таким образом, что появляется дополнительный момент на кабрирование, вызывающий дальнейшее увеличение угла атаки. Так как оперение находится в сильно заторможенном потоке, то эффективность руля высоты даже при полном отклонении его вниз может оказаться недостаточной для преодоления возникающего момента на кабрирование.

Характер протекания зависимости продольного момента по углу атаки для самолета с Т-образным оперением показан на следующей схеме. Также показаны различные положения спутной струи сорванной с крыла и мотогондол при различных углах атаки.

Положение А. Угол атаки 15 - 17 градусов - начало срыва у концов стреловидного крыла. Падение подьемной силы концов крыла, расположенных за центром тяжести приводит к появлению продольного моента на кабрирование и потере продольной статической устойчивости по перегрузке. Для затягивания начала срыва на концах крыла на большие углы атаки, а также для смещения зоны первоначального возникновения срывов в центральную часть крыла применяют установку на крыле аэродинамических перегородок и генерирующих вихри пилонов на передней кромке крыла, аэродинамическую и геометрическую крутку крыла. Эти средства обеспечивают сохранение продольной статической устойчивости до значений углов атаки 18 - 20 градусов.

Положение Б. Угол атаки 18 - 22 градуса - распространение срыва по всему крылу приводит к исчезновению момента на кабрирование и восстановлению продольной статической устойчивости.

Положение В. Угол атаки 22 - 35 градусов - неустойчивый режим глубокого срыва. Спутная струя от крыла и пилонов двигателей охватывает расположенное наверху горизонтальное оперение. Неблагоприятный скос приводит к появлению дополнительной подьемной силы оперения, создающей момент на кабрирование и вызывающей потерю продольной статической устойчивости. Для самолета с низкорасположенным оперением устойчивость восстанавливается за счет выхода оперения из спутной скошенного и заторможенного потока.

Положение Г. Угол атаки 40 - 45 градусов - оперение выходит из спутной струи и попадает в невозмущенный поток. Создается момент на пикирование и самолет балансируется на устойчивом режиме глубокого срыва.

 

[lopunder]

А ведь были, если не ошибаюсь, еще среднепланы? Их сейчас вообще не строят? Почему?

 

[Экзот]

И были и есть. Но не среди коммерческих самолётов. В среднеплане лонжерон проходит через фюзеляж, что "не гуд" в смысле размещения полезной нагрузки. Куча пилотажек сделана по среднепланной схеме. А половина бомберов — именно среднепланы.

Кстати:

верхнее крыло: оно и солнце затеняет, и позволяет получше рассмотреть пейзаж, проплывающий внизу )) Но это, конечно, чистая лирика. А что же говорят теория и практика?

Самое интересное, что ходит байка, что в 1920-30-ых г.г. верхнее расположение крыла входило в ТТЗ именно по этим "лирическим" соображениям — "чтобы пассажирам был хорошо виден пейзаж, что способствует пропаганде воздушного транспорта среди населения".

 

[vm]

lopunder, ну почему не сторят, строят, но не пассажирские.

 

[SL0N]

vm, экзот, спасибо, теперь все понятно.

 

[lopunder]

Экзот, vm, спасибо. Такая хема имеет какие-то преимущества для спортивных и военных самолетов?

 

[Экзот]

Такая хема имеет какие-то преимущества для спортивных и военных самолетов?

Среднеплан?
Имеет. У высокоплана (без применения специальных конструктивных решений) избыточная устойчивость; у низкоплана — устойчивость недостаточная. Это относится к самолётам с малой (или нулевой) стреловидностью.
Так что, пилотажки и истребители "генетически" должны быть среднепланами, если конструктор может себе это позволить. За высокоплан МиГ-23 КБ долго, НЯЗ, склоняли. МиГ-25/-31, наверное, тоже имел резонанс.

 

[vm]

lopunder, для чемпионских пилотажек желательно, чтобы самолет что вверх, что вниз спиной летал одинаково

А в остальном:


крыло в середине фюзеляжа позволяет легче организовать сопряжение с фюзеляжем.

Промежуточное между высоким и низким положение крыла позволяет убирать стойки шасси в крыло.

Подвешенное под крыло вооружение не подвергается опасности удара о ВПП

Снижается эффективная площадь рассеяния при визировании сбоку (соображение, имевшее место для Грипена)

 

[DR]

А "мрия" или "руслан" могут с неподготовленных ВПП летать ? Beluga например низкоплан. Наверное главная причина "высокоплановости" - возможность летать с плохих и неподготовленных аэродромов, что по сути следствие военного происхождения. Так ?

 

[vm]

DR, Ан-124 исходно под задачи ВТА делалася, а там условие полетов с грунтовой полосы практически обязательное. Мрия- скорее всего унаследовала эту возможность, хотя так ее использовать никто не собирался - она делалась под конретную задачу - возить Буран, его на грунт незачем сажать

Белуга - совершенно целевой самолет, он создан для превозки агрегатов планера между заводами Эрбаса и никакой нужды в "грунтовом" варинте нету. Ну и создавали ее на базе А300 - так что низкопланом и остался.

 

[Woody]

Я читал, что "Мрия" с "Русланом" на 60% унифицированы, поскольку разработка шла в условиях цейтнота под конкретную задачу.

 

[Экзот]

"Мрия" с "Русланом" на 60% унифицированы

Даже Ан-10 и Ан-12 не унифицированы настолько же.
Вы сравните 124 и 225 — крыло, ХЧФ, шасси, система внешней подвески. Где тут "60% унификации"?? Не верьте всяким бредням журналажников.

 

[zloy]

Экзот, ну зачем так? Мрия - глубокая модификация Ан-124. Это факт. То что она создана "под задачу" - тоже верно. Первоначально даже названия Ан-225 не было. Насчет унификации в 60% - это полная лажа (абсолютно с Вами согласен), но факт использования Ан-124 для Мрии как донора - неоспорим.

 

[zloy]

Да, еще приведу цитатку:

"Cамолет Ан-225 "Мрия" имеет большую степень преемственности и унификации по системам, агрегатам, узлам и деталям планера, силовой установки и оборудования с сертифицированным самолетом Ан-124-100.
".

Вот на основании этого журналисты и могли высказать цифирь в 60 %.

 

[vm]

zloy,сколько точно агрегатов общие - можно лишь имея техническую спецификацию сказать. А по крупному - НЧФ, тележки шасси, консоли крыльев, кабина, бортовое оборудование, двигатели со всейй обвязкой, САУ итп итд. Не удивлюсь, если реально две трети наберется.

 

[zloy]

Так я же об этом и веду речь. При презентации кто-то из антоновцев навскидку и сказанул, что более половины - Ан-124, кто-то из журналистов прикинул что-то к чему-то и выдал цифру, мол смотри скока я знаю про машину. А на самом деле - что такое "унификация"? Движок на Ан-26 унифицирован с движком Ан-24 на сколько процентов? На 100%. Сколько по объему занимает два движка - примерно одну треть. Уже имеем 20-30 % унификации. А на Мрии шесть движков от Руслана.

 

[Экзот]

имеет большую степень преемственности

Это бесспорно.

и унификации

Это оспоримо.

по системам

Не может быть: за счёт увеличения размеров планера (крыла и фюзеляжа) невозможно было не перекомпоновывать системы — гидро, ТС, электро, етц. Шасси — на сколько больше стало опор? Значит, пришлось перекомпоновывать и соответствующую часть фюзеляжа; вводить новые разводки для г\цилиндров, повышать производительность г/с-мы (в т.ч. и диаметр трубопроводов) для с-мы уборки-выпуска, етц.
Та же картина и с верхней частью фюзеляжа — туда надо было ввести узлы внешней подвески.
Про оперение просто молчу.
По использованным агрегатам — допускаю, но не по системам. Примерно так: "60% агрегатов, использованных в Ан-124, использованы и в Ан-225". Это допускаю: клапана, насосы, генераторы, етц (но тогда Як-42 процентов на 10-20 унифицирован с Ту-154). Но унификация на более высокой ступени — по системам и агрегатам планера — бред. Т.ч., 60% "агрегатной совместимости" на уровне "самолёта в целом" проседают очень сильно. Унификация между типами самолётов, повторюсь, это "Ан-10+Ан-12". Из одного можно сделать другой. Но и там степень унификации, ЕМНИП, заявлена гда то уровне, как раз, 60%... А принципиально различаются, если по большому счёту, лишь ХЧФ. А тут _КРЫЛО_ ! Самая сложная и ответственная часть самолёта.