CC BY
195Эксплуатация и надежность авиационной техники
References
1. L-410 "Turbolet" // Modern Russian aviation. Available at: http://aviaros.narod.ru/l-410.htm (date about reduced: 13.09.15).
2. Antonov An-24 // Site № 1 for passenger. Available at: http://www.airlines-inform.ru/commercial-aircraft/An-24.html (Available at: 13.09.2015).
3. Bombardier Dash 8 Q400 // Site № 1 for passenger. Available at: http://www.airlines-
inform.ru/commercial-aircraft/Dash-8Q400.html (date about reduced: 12.09.2015).
4. ATR-72 // Site № 1 for passenger. Available at: http://www.airlines-inform.ru/commercial-aircraft/ATR-72.html (date about reduced: 12.09.2015).
5. Superjet 100 (SSJ 100). Photo. Video. Plan of a cabin. // Aviation news - Avia.pro Available at: http://avia.pro/blog/superdzhet-100 (available at: 13.09.2015).
© Телегин Д. В., Лукасов В. В., 2015
УДК 629.7.03
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ КРЫЛА НА ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САМОЛЕТА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
А. М. Турчанов, Д. С. Филимонов, М. Г. Гукасян, В. В. Лукасов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Рассмотрены проблемы влияния геометрии крыла на лётно-технические характеристики самолёта.
Ключевые слова: крыло, характеристики, геометрия крыла, Як-40, SJ-100, Ту-144.
INFLUENCE OF GEOMETRY OF A WING ON AIRCRAFT PERFORMANCE CHARACTERISTICS
OF THE AIRCRAFT OF CIVIL AVIATION
A. M. Turchanov, D. S. Filimonov, M. G. Gukasian, V. V. Lukasov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
This article discusses the influence of the geometry of the wing on the flying characteristics of the plane.
Keywords: wing, characteristics, geometry wing Yak-40, SSJ-100 and Tu-144.
Из существующих летательных аппаратов 85 % являются самолётами. Самолёт конструктивно состоит из 5 частей: фюзеляжа, крыла, хвостового оперения, двигателя и шасси. Главной из конструктивных частей является крыло, которое создаёт подъёмную силу. Подъёмная сила крыла возникает при движении самолёт, за счёт разницы давлений воздуха на нижней и верхней поверхностях.
Основными геометрическими характеристиками крыла являются: вид крыла в плане, вид спереди и профиль крыла. При рассмотрении крыльев в плане в настоящее время в гражданской авиации применяются следующие типы крыльев: стреловидное, прямоугольное и одна из его вариаций - трапециевидное, крыло с наплывом (оживальное) [1].
Каждый из типов крыльев имеет свои достоинства и недостатки. Достоинством прямого крыла является простота конструкции и высокий коэффициент подъемной силы даже при малых углах атаки. Это позволяет существенно увеличивать удельную нагрузку на крыло, а значит, уменьшать габариты и массу, не опа-
саясь значительного увеличения скорости взлета и посадки. Важнейшими достоинствами прямого крыла с малым удлинением, в сравнении со стреловидным и оживальным, при таких же относительной толщине профиля и удлинении являются лучшие аэродинамические характеристики при докритических скоростях, главным образом при посадке. Зато их основной недостаток - большое сопротивление и невысокое аэродинамическое качество при околозвуковых скоростях. Прямоугольное крыло используется в основном на ближнемагистральных самолётах, летающих на скоростях от 150 до 700 км/ч (Ан-26,АН-140, ATR-72).
Стреловидное крыло, в отличие от прямоугольного, не обладает скачком сопротивления на около-и сверхзвуковых скоростях, что позволяет, в свою очередь, развивать большие скорости вплоть до сверхзвуковых. В сравнении с самолётами с прямоугольными крыльями самолёты со стреловидным крылом обладают более высокой скоростью посадки, что является недостатком. Самолёты ГА со стреловидным крылом летают в диапазаоне около 230-900 км/ч.
Решетневские чтения. 2015
Сравнительные характеристики самолётов: ЯК-40, Sukhoi Superjet 100, Ту-144
Характеристика Як-40 Sukhoi Superjet 100 Ту-144
Дальность (продолжительность) полета, км 2 200 4 578 2 920
Взлетная скорость, км/ч 200 220 310
Посадочная скорость, км/ч 180 240 270
Разбег, м 715 1 731 2 930
Пробег, м 750 1 630 2 570
Размах крыла, м 25 27 27,65
Площадь крыла, м2 70 77 438
Аэродинамическое качество 15,5 16,5 8,1
Коэффициент подъемной силы 0,5 0,52 0,46
Также основными недостатками стреловидного крыла являются его сложность изготовления, увеличение массы крыла в связи с необходимостью введения дополнительных силовых элементов в корневых частях. Дополнительный рост массы стреловидного крыла связан также с менее благоприятным (по сравнению с прямым крылом) распределением давления при его длине, что выражается в увеличении плеча приложения подъемной силы, требующем усиления конструкции. Отрыв потока воздуха в концевых частях приводит к снижению эффективности элеронов, увеличению скоса потока за крылом, приводящего к снижению эффективности горизонтального оперения.
Стреловидное крыло нашло свое применение в самолётах средне- и дальнемагистральных (АиЬи8-А340, А380, А330, Боет^737, 747, 767, Ту-154, 204, Ил-62).
Достоинством оживального крыла является высокая скорость, которую может развить летательный аппарат с ним. Самолёты с оживальным крылом летают на сверхзвуковых скоростях до 2 700 км/ч. К недостаткам можно отнести сложность изготовления и снижение маневренности, которая ограничивается, прежде всего, статической и динамической прочностью конструкционных материалов, а также аэродинамическими характеристиками самолета. Сравним три самолёта с разным типом крыла (см. таблицу). Для более точного сравнения подберём самолёты с примерно одинаковой длиной крыла [2].
Як-40 - самолёт малых воздушных линий грузоподъёмностью 3 200 кг. В своей конструкции имеет прямоугольное крыло, которое создаёт аэродинамическое качество К = 15,5 и позволяет летать в диапазоне скоростей 180-546 км/ч, крейсерская скорость 510 км/ч [3].
8икИо1 8ире^ - 100-95ЬЯ среднемагистральный самолёт грузоподъёмностью 12 245 кг. По конструкции представляет собой двухмоторный турбовентиляторный низкоплан со стреловидным крылом и одно-килевым оперением. Обладает аэродинамическим качеством К = 16,5 и летает на скоростях 230-860 км/ч, крейсерская скорость 830 км/ч [4].
Ту-144 - сверхзвуковой самолёт с оживальным крылом грузоподъёмностью 12 000 кг. Аэродинамическое качество К = 8,1, диапазон скоростей 270-2 500 км/ч, крейсерская скорость 2 200 км/ч. На данный момент не эксплуатируется [5].
Сравнив три самолёта с различной геометрией крыла, можно прийти к выводу, что на данный момент самой оптимальной формой крыла является стреловидная (8икИо1 8иреце^, так как обладает свойствами полёта на околозвуковых и сверхзвуковых
скоростях и в среднем самым большим аэродинамическим качеством. Самолёты с прямоугольным крылом, хоть и обладают лучшими взлётно-посадочными характеристиками, но применяются в основном на небольших самолётах малых воздушных линий. Прямоугольное крыло не нашло своего распространения из-за невозможности полёта на околозвуковых скоростях. Оживальная форма крыла очень сложна в изготовлении обладает меньшим аэродинамическим качеством в сравнении с другими крыльями, но даёт возможность полёта на скоростях, намного превышающих скорость звука. Так как гражданские сверхзвуковые самолёты сейчас не эксплуатируются, в гражданской авиации данный тип крыла не применяется.
Библиографические ссылки
1. Житомирский Г. И. Конструкция самолётов : учебник для студентов авиационных специальностей вузов. М. : Машиностроение, 1991. С. 44-95.
2. Fullref.ru [Электронный ресурс]. URL: http://fullref.ru/job_e4e8a6d34194ee66acc4188c08fa9564 .html (дата обращения 02.09.2015).
3. Як-40 на сайте ОКБ им. А. С. Яковлева [Электронный ресурс]. URL: http://www.yak.ru/PROD/ current_40.php (дата обращения 03.09.2015).
4. Официальный сайт проекта Sukhoi Superjet 100 [Электронный ресурс]. URL: http://www.scac.ru/ru/ http://www.yak.ru/PROD/current_40.php.
5. Якубович Н. В. Первые сверхзвуковые - Ту-144 против «Конкорда». М. : ВЭРО Пресс : Яуза : Эксмо, 2012. 96 с. : ил.
References
1. Zhitomirsky G. I. Aircraft design : the textbook for students of aviation specialties. M. : Engineering, 1991. With . 44-95. 400 s.
2. Fullref.ru Available at URL: http: //fullref.ru/iob_e4e8a6d34194ee66acc4188c08fa9564.htm l (accesed 02/09/2015).
3. Yak-40 Online Design Bureau. Yakovlev Aviable at: http://www.yak.ru/PROD/current_40.php (accesed 03/09/2015).
4. The official website for the Sukhoi Superjet-100 project Aviable at: http://www.scac.ru/ru/ http://www.yak.ru/PROD/current_40 .php (accesed 03/09/2015).
5. Yakubovich N. V. first supersonic - TU-144 against the "Concorde". M. : VERO Press, Yauza , Eksmo, 2012. 96 p.
© Турчанов А. М., Филимонов Д. С., Гукасян М. Г., Лукасов В. В., 2015
