Конструирование самолетов — задачи конструктора

конструирование самолётов

Конструктор должен сначала определить требуемые летные качества машины, которую он хочет создать, и, исходя из опыта и знаний, мысленно представить себе схему и общие очертания внешнего вида нового самолета. Для эксплуатации транспортного (многоместно­го пассажирского) самолета большое значение имеет вместимость пассажирской кабины, поэтому должно быть предусмотрено просторное помещение для пассажиров, обеспечи­вающее им все удобства.

Хорошая вентиляция и обогревающие приспособления, способные поддерживать посто­янную температуру, являются другой проблемой, требующей к себе внимания.

Выше было указано, что посадочная скорость должна остаться в определенных преде­лах. Крейсерская скорость такого самолета должна быть как можно выше при минимальном расходе горючего. Последнее требует от конструкторов, чтобы лобовое сопротивление са­молета было минимальным. Это в свою очередь требует наименьших вредных сопротивле­ний, что достижимо только тогда, когда наружные поверхности конструкции по возможно­сти ровны и гладки; отсюда форма самолета должна быть по возможности обтекаемой, по­скольку это не отражается на размерах кабины, обеспечивающих удобство для пассажиров. От этих специфических требований очень часто приходится отступать; так, например, если самолет должен летать с тяжелым грузом над высокими горами, большая крейсерская ско­рость может стать второстепенным фактором, а в качестве важнейшего фактора выступит «рабочий потолок» самолета.

Конструктор мысленно создает схему самолета, постоянно имея в виду тип и мощность моторов, которые он намерен поставить на новый самолет. Изготовляются предваритель­ные черновые наброски и чертежи; сюда входят также расчеты летных качеств. Эти расче­ты производятся после выбора наивыгоднейшего профиля крыла. В большинстве случаев, для того чтобы лучше проверить идею конструктора, изготовляется макет будущего само­лета.

Как только установлены размеры и общая форма самолета, изготовляется деревянная модель его в масштабе, необходимом для испытаний в аэродинамической трубе. Малейшие неточности в деревянной модели увеличатся во много раз на будущем самолете. Вот поче­му эти модели изготовляются высококвалифицированными мастерами. После всесторонних испытаний модели в аэродинамической трубе, произведенных в соответствии с искусствен­но воспроизведенными различными условиями действительного полета, конструктор полу­чает важнейшие данные и расчеты: сопротивление, управляемость, устойчивость и т. д.

Если на этой стадии можно внести усовершенствования, они вносятся в модель немедлен­но, прежде чем сделан генеральный проект. Все данные, полученные при испытании в аэ­родинамической трубе, используются в качестве базы, на основе которой вырабатываются дальнейшие детали.

Затем производится общий анализ напряжений всей конструкции в целом, после че­го постепенно подвергают этому анализу мелкие части. В результате анализа напряже­ний устанавливаются общий размер и формы различных частей и производится пред­варительный подсчет веса конструкции самолета. По мере разработки проекта в него вносятся те или иные улучшения, но, конечно, не за счет прочности конструкции. Со­ставляется диаграмма центровки для установления центра тяжести самолета, а центр тяжести в свою очередь должен находиться в заранее определенном положении отно­сительно центра давления крыла.

Для того чтобы установить необходимую прочность всей конструкции и отдельных ее частей, выясняют аэродинамическую нагрузку в нормальных условиях полета (эти данные получаются испытанием в аэродинамической трубе), а затем эта нагрузка умножается на известный коэффициент прочности (предписываемый имеющимися в каждой стране осо­быми законодательными органами, ведающими этими вопросами).

Полученный таким об­разом результат умножают на величину максимальной возможной нагрузки в самых слож­ных атмосферных условиях и выводят окончательный результат, называемый «проектной нагрузкой».

Получив эту цифру, конструктор имеет ясное представление о прочности, не­обходимой для его нового самолета, хотя в дальнейшем ему часто приходится возвращаться к тем данным и цифрам, которые были получены при предварительных исследованиях.

Когда вся указанная работа закончена, изготовляется полная спецификация, пока, наконец, вся работа не выльется в чертежи мельчайших деталей различных частей са­молета. Различные стадии хода проектирования так тесно связаны между собой и творческая работа настолько продолжительна, что мелкие изменения иногда приходит­ся вносить до самого конца постройки самолета.

На заводе производятся различные испытания по определению прочности материа­лов, предназначенных для отдельных частей самолета, что является дальнейшим кон­тролем правильности теоретических расчетов.

В течение многих лет считали, что увеличение размеров самолета требует увеличе­ния его веса не в простой пропорции, а в кубе, т. е. что увеличение размеров самолета вдвое вызывает якобы увеличение его веса в 8 раз. При современном уровне знаний и опыта установлено, что если размеры самолета удвоить, то его вес может утроиться, но в то же время полезная нагрузка, которую может поднять этот большой самолет, уве­личится почти в 3 раза. Таким образом, старая теория, считавшая, что вес самолета есть функция его размеров, должна быть отброшена.

Современный самолет должен давать больше, чем только хорошие летные качества. Удобства пассажиров имеют не менее важное значение.

Пассажирский самолет можно считать удовлетворяющим современным требовани­ям, если кабина оборудована вентиляцией, допускающей обмен воздуха в количестве 1 куб. м в минуту на каждого пассажира; вибрации не превышают 0,003 мм, шум удер­живается на уровне менее 85 децибел; температура в кабине — 17—18° С. В таких условиях пассажиры не будут испытывать неприятных ощущуний даже во время дальних перелётов.

Пилот, ведущий пассажирский самолет, не должен производить снижение круче, чем на 100 м в минуту, и не делать разворота с креном, превышающим 15°. Приятного полета.

 ℜ 

Рубрика статьи: Проектирование самолетов

Последние материалы

Полковник Даниэль Ле Рой дю Вивье
Даниэль Ле Рой дю Вивье родился в Амерсфорте (Голландия) 13 января 1915 года. 31 июля 1935 года, после обучения на факультете коммерческих наук в Католическом университете Левена, Ле Рой дю... >>
Жан де Сели-Лоншан
Жан де Сели-Лоншан, бельгиец, родился в 1911 году. Он, как и многие другие, покинул страну после капитуляции 28 мая 1940 года (король, главнокомандующий армии, решил избежать ненужного кровопролития). Чтобы продолжить... >>
Жан Оффенберг (продолжение)
Оффенберг вступил в РАФ 30 июля, и прибыл в Саттон-Бридж в тот же день, чтобы пройти обучение в 6-й авиашколе. Здесь он переучился на пилота Харрикейна и 17 августа был... >>
RJStech.com 2010—2013©

Воспроизведение, полное и частичное цитирование материалов должно сопровождаться прямой активной гиперссылкой на портал RJStech.com.