Другие самолеты с изменяемой стреловидностью
Помимо Cу-24 СССР разработало другие самолеты такого плана, а именно:
- МиГ-23 – истребитель советского производства, первый полет на котором осуществил летчик по фамилии Федотов в 1967 году. Позже было выпущено второе поколение данного лайнера с более оптимизированной системой и новым оборудование. Выпуском таких машин занималась фабрика «Знамя труда».
- Ту-22М – ракетоносец-бомбардировщик, построенный в 1966 году. Это были боевые габаритные машины с изменяемой стреловидностью крыла.
- Ту-160 – стратегический бомбардировщик. Это был самый мощный лайнер в советской авиации.
Стоит отметить, что Соединенные Штаты Америки в плане созданий самолетов такого типа тоже не отставали и постоянно наступали на пятки советским разработчикам. Например, было выпущено второе поколение самолета F-111 – F-111C. Также Америка разработала качественный двухместный бомбардировщик с изменяемой стреловидностью под названием General Dynamics F-111. Первый полет данного судна состоялся в 1964 году. Также американские умельцы изобрели в середине 70-х мощный авиалайнер General Dynamics/Grumman EF-111. Примечательно, что Германия тоже активно занималась разработкой самолетов подобного типа. В 1974 году был создан реактивный лайнер Panavia Tornado. Его создание занимались немецкие и британские изобретатели. Но в целом лидерами были Америка и СССР, которые в период с начала 70-х по конец 80-х годов создали множество мощных воздушных суден, со временем эксплуатировавшихся далеко за пределами этих держав.
Несмотря на то что Германия и Франция периодически выпускали свои изобретения, советские и американские машины были намного мощнее и оптимизированнее. Их постоянно модернизировали, выпускали вторые и третьи поколения, которые во многом превосходили своих предшественников. Интересно, что США даже в некотором смысле превосходило Советский Союз в авиации, поскольку многие наши умельцы уезжали работать в Штаты, где им предлагали высокие гонорары за их вклад в развитие авиации. Еще в годы Великой Отечественной войны Соединенные Штаты Америки активно спонсировали нашу страну своими стратегическими бомбардировщиками. Всего Америка выпустила 14 тыс. самолетов для СССР, которые помогли Советскому Союзу одержать победу над Германией.
https://youtube.com/watch?v=4auOWchDszg
Дальность – больше, взлет и посадка − короче
Работы над моделью под кодом «С-22И» начались в ОКБ в 1963 году. Павел Осипович лично контролировал процесс, он же предложил рационализаторское решение − поворотную часть крыла вдвигать внутрь стационарной. Изначально планировалось, что крыло будет фиксироваться только в двух крайних положениях – расправленном и собранном. Но в итоге был спроектирован гидромеханический привод, который можно было останавливать при любом градусе стреловидности.
С-22И
Стреловидность поворотной части консоли могла изменяться от 63 до 30 градусов. Критическим моментом была стабильная подвижность шарниров в любых условиях, ведь невыход подвижной части одного из крыльев мог привести к катастрофе. Для улучшения подвижности шарниров применяли специальную, только что разработанную авиационную смазку «Свинцоль».
За нововведения в новом самолете пришлось заплатить уменьшением объема топлива, которое у Су-7Б хранилось в крыльях, и увеличением массы крыла на 400 кг. Но испытания показали, что при этом основные летно-технические характеристики самолета только улучшились. Изменяемость геометрии крыла привела к снижению расхода топлива и увеличению дальности полета. При меньшей стреловидности у самолета становилась короче длина разбега и посадки. А значит, он мог садиться на большее количество аэродромов. Это была очередная победа Павла Осиповича Сухого и его коллектива.
Механизация крыла самолета
Крыло самолета — сложная инженерная конструкция, состоящая из множества деталей. Для создания силы, способной поднять самолет в воздух, крылу придается аэродинамическая форма.
В разрезе классическое крыло напоминает вытянутую каплю с плоской нижней частью. Благодаря такой форме, набегающий во время полета аэроплана воздушный поток, сжимается в нижней поверхности крыла, а в верхней образуется разреженное пространство. Сформировавшиеся при этом силы начинают толкать крыло в сторону разреженного пространства, то есть вверх. Таким образом, создается подъемная сила.
Но эти условия полета формируются только при достаточной скорости. Поэтому все самолеты (кроме самолетов с вертикальным взлетом) сначала разгоняются. Им нужно набрать определенную скорость, чтобы оторваться от взлетной полосы и начать набор высоты. Это так называемая скорость отрыва. Она для каждого самолета своя, и даже для одного и того же самолета, но с разной взлетной массой, она тоже будет отличаться. И только после набора этой скорости, крыло начинает поддерживать самолет и не дает ему упасть.
На этапе разгона и набора высоты, для создания большей силы подъема, крыло должно иметь, как можно большую площадь.
Также большая площадь необходима для снижения и посадки аэроплана. Однако в прямолинейном полете, желательно чтобы площадь крыла была как можно меньше с целью создания наименьшего сопротивления. Все эти противоречивые требования «уживаются» в конструкции крыла при помощи специальных механических устройств.
Механизация крыла самолета подразделяется на механические устройства, расположенные на задней и передней кромках крыла.
Основное предназначение этих устройств – управление подъемной силой и сопротивлением самолета, преимущественно когда самолет взлетает или садится. Средства механизации крыла должны отвечать довольно жестким требованиям, и, в первую очередь, к ним относятся слаженность действия механизмов и безотказность их работы. Механизация крыла самолета конструкция и назначение отдельных его составляющих частей представлены ниже.
Механизация крыла на примере Боинг-737
МиГ-23
Это был самый первый советский самолёт с изменяемой стреловидностью, выпустили его в 1969 оду. Из-за некоторых недоработок к нему без всякого энтузиазма и с недоверием относились и те, кто на нём летал, и те, кто его ремонтировал. Тем не менее внесённые впоследствии модификации сделали МиГ-23 и его преемника МиГ-27 (1975 год) самыми массовыми истребителями с изменяющейся формой крыла. Их поставляли в страны ближнего и дальнего зарубежья, использовались они и в вооружённых конфликтах, например, в Сирии и Афганистане. Тем не менее дальнейшего развития они не получили, хоть в 1985 году их начала производить Индия, купив для этого соответствующую лицензию. В 1994 году в России начали выводить эту серию из эксплуатации, а производство прекратили.
Угол атаки
Чтобы доступно объяснить, что такое механизация, необходимо изучить еще один небольшой аспект, который называется углом атаки. Эта характеристика имеет самую непосредственную связь со скоростью, которую самолет способен развить
Здесь важно понимать, что в полете практически любое крыло находится под углом по отношению к набегающему на него потоку. Вот этот показатель и зовется углом атаки. Допустим, чтобы лететь с малой скоростью и при этом сохранить подъемную силу, чтобы не упасть, придется увеличить этот угол, то есть самолета вверх, как это делается на взлете
Однако тут важно уточнить, что есть критическая отметка, после пересечения которой поток не сможет удерживаться на поверхности конструкции и сорвется с нее. Такое в пилотировании называют отрывом пограничного слоя
Допустим, чтобы лететь с малой скоростью и при этом сохранить подъемную силу, чтобы не упасть, придется увеличить этот угол, то есть самолета вверх, как это делается на взлете
Однако тут важно уточнить, что есть критическая отметка, после пересечения которой поток не сможет удерживаться на поверхности конструкции и сорвется с нее. Такое в пилотировании называют отрывом пограничного слоя
Этим слоем называют поток воздуха, который непосредственно соприкасается с крылом самолета и создает при этом аэродинамические силы. С учетом всего этого формируется требование – наличие большой подъемной мощности на малой скорости и поддержание требуемого угла атаки, чтобы лететь на высокой скорости. Именно эти два качества и совмещает в себе механизация крыла самолета.
Перейдем к моделям
Хотя существует несколько типов закрылков, в моделях обычно используют обычный не щелевой закрылок – он является частью задней кромки крыла. Этого вполне достаточно, что бы закрылки выполняли свои функции и были просты в реализации. При появлении закрылков на модели вы можете использовать несколько новых режимов полетов. Основным преимуществом использования закрылков является более короткая дистанция взлета и посадки.
Использование закрылков может привести к изменению направления полета относительно горизонта вверх или вниз. Руль высоты должен быть использован для компенсации изменения траектории полета. Еще одной особенностью использования закрылков является то, что отклоненные вниз на половину закрылки увеличивают подъемную силу крыла, а отклоненные до упора – резко увеличивают сопротивление. Поэтому для взлета лучше использовать на половину отклоненные закрылки, а для посадки полностью отклоненные. Отклоненные закрылки нагружают конструкцию крыла и исполнительные механизмы и должны использоваться на малых скоростях полета. Настоящие самолеты даже имеют свой диапазон скоростей, на которых можно использовать закрылки.
Теперь, мы знаем о большей подъемной силе крыла с закрылками на малых скоростях. Значит, при убирании закрылков на этой же скорости подъемная сила будет меньше, и самолет может – “провалиться”. Поэтому надо добавить газ перед уборкой закрылков. Не выполнение этого требования может привести к сваливанию модели раньше чем Вы успеете набрать безопасную скорость. Это же нужно учитывать и при взлете модели. Взлетать лучше без закрылков или с отклоненными закрылками не более 20 градусов. Слишком большое отклонение может не дать набрать модели достаточной для взлета скорости.
Использование закрылков увеличивает механические нагрузки на крыло и требует повышенного внимания после их установки. Убедитесь, что серво, используемые для закрылков, имеют достаточное усилие и прочно закреплены. Есть много способов передачи усилия от серво на закрылки. Это можно сделать обычным способом через тяги от серво или даже общей трубкой для обоих закрылков. На больших или скоростных моделях лучшим способом организации механизации закрылков является использование отдельного серво для каждого закрылка. Максимальные углы отклонения регулируются длиной рычага качалки серво. Т.е. Вы сами подбираете, в какое отверстие надо вставить тягу на качалке серво и на кабанчике закрылка.
Пилот имеет несколько вариантов настройки управления закрылками на передатчике. Наименее желательным является использование двухпозиционного переключателя, который либо убирает либо выпускает закрылки. Это очень резко меняет режим полета модели. А вот трех позиционный переключатель позволяет добавить промежуточную позицию закрылка для более копийных полетов. Пропорциональное отклонение закрылков это уже третий путь решения. Тут может быть хоть какое положение закрылков. Однако недостатком будет тот факт, что иногда бывает трудно сказать, на какой угол отклонен закрылок. Особенно если на пропорциональном канале орган управления – круглая ручка на передатчике. Четвертая возможность настройки заключается в возможности настроить замедления работы конкретного канала передатчика. В этом случае закрылки выпускаются медленно, и режим полета модели меняется плавно. Это дает возможность пилоту держать ровную траекторию полета модели. Надо сказать, не во всех передатчиках есть такая функция. Вместо нее можно использовать отдельные электронные устройства – замедлители серво. Их еще используют для медленного выпуска или уборки шасси. Замедлители включаются между серво и приемником.
Использование закрылков на масштабной модели – очень полезный опыт, который позволяет заработать дополнительно очки во время полетов моделей копий. Ведь Вы можете использовать модель так же как и прототип – в разных режимах полета. Обязательно попробуйте полетать с закрылками! Это выглядит завораживающе! Модель как будто зависает в воздухе!
Владимир Масленников
пишите отзывы, мы пишем и переводим статьи для Вас!
Авторское право: Перепечатка материалов перевода статьи без разрешения автора запрещено. Автор разрешает дать ссылку на эту статью на сайте Территория Хобби.
Конструкция
Крыло с изменяемой стреловидностью состоит из поворотных консолей (или поворотных частей крыла — ПЧК), средней части крыла (СЧК), центроплана и механизма поворота. Поворотные консоли при помощи механизма поворота во время взлёта и посадки устанавливаются в положение минимального угла стреловидности, при крейсерском дозвуковом полёте они перемещаются в некоторое промежуточное положение, а при полётах на сверхзвуковой скорости — устанавливаются в положение максимального угла стреловидности.
В качестве механизмов поворота обычно используются винтовые подъёмники. На самолётах производства СССР (Су-24, Ту-22М
, Ту-160) для синхронности хода консолей, что требуется для предупреждения опрокидывания самолёта из-за разности подъёмных сил консолей, подъёмники приводятся общим приводом через единую трансмиссию. Например, на Ту-22М и Су-24 установлен привод РП-60-4, управляемый блоком 6Ц254, вместе с рукояткой управления (механизмом концевых выключателей МКВ) они составляют систему перемещения крыла СПК-2, которая по агрегатам (привод РП-60 и блок 6Ц254 других серий, механизм МКВ-43М) практически аналогична системе перемещения закрылков СПЗ-1А самолёта Ту-154.
Общая информация
Люди всегда хотели быстрее ездить, быстрее летать и т. д. И, в общем-то, с самолетом это вполне получилось. В воздухе, когда аппарат уже летит, он развивает огромную скорость. Однако тут следует уточнить, что высокий показатель скорости приемлем лишь во время непосредственного полета. Во время взлета или посадки все совсем наоборот. Для того чтобы успешно поднять конструкцию в небо или же, наоборот, посадить ее, большая скорость не нужна. Причин этому несколько, но основная кроется в том, что для разгона понадобится огромная взлетная полоса.
Вторая основная причина – это предел прочности шасси самолета, который будет пройден, если взлетать таким образом. То есть в итоге получается так, что для скоростных полетов нужен один тип крыла, а для посадки и взлета – совсем другой. Что же делать в такой ситуации? Как создать у одного и того же самолета две принципиально разных по своей конструкции пары крыльев? Ответ – никак. Именно такое противоречие и подтолкнуло людей к новому изобретению, которое назвали механизацией крыла.
Примечания
- ↑ . Проверено 1 июня 2010. 10 февраля 2012 года.
- ↑ (недоступная ссылка — ). Проверено 1 июня 2010. 2 сентября 2009 года.
- ↑ . Проверено 1 июня 2010. 10 февраля 2012 года.
- ↑ Предкрылок // Авиация. Энциклопедия / Гл. ред. Г. П. Свищев. — Большая Российская энциклопедия, 1994. — С. 445. — 736 с. — ISBN 5-85270-086-X.
- ↑ . Проверено 1 июня 2010. 10 февраля 2012 года.
Компоненты летательного аппарата (ЛА) | |
---|---|
Конструкция планера ЛА |
|
Элементы управления полётом |
|
Аэродинамика имеханизация крыла |
|
Бортовое радиоэлектронноеоборудование (БРЭО) |
|
Авиационное оборудование (АО) |
|
Силовая установка итопливная система (СУ и ТС) |
|
Взлётно-посадочные устройства |
|
Системы аварийногопокидания и спасения (САПС) |
|
Системы авиационноговооружения и обороны (АВ) |
|
Бытовое оборудование |
|
Средства объективного контроля |
|
Функционально связанныесистемы ЛА |
Эта страница в последний раз была отредактирована 18 октября 2018 в 00:20.
Тема 1.4. Силовая установка самолета Общая характеристика воздушных винтов
Силовая установка предназначенадля создания силы тяги, необходимой для преодоления лобового сопротивления и обеспечения поступательного движения ЛА.
Сила тяги создается установкой, состоящей из двигателя, движителя (воздушного винта) и систем.
Воздушный винт, применяемый на самолетах для создания силы тяги, называется гребным винтом, в отличие от несущеговинта, применяемого на вертолетах.
Воздушные винты используются не только на летательных аппаратах, но и на глиссерах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке.
Идея применения воздушного винта на летательном аппарате возникла давно. Еще в XV веке Леонардо да Винчи создал проект летательного аппарата с несущим винтом, который приводился в действие мускульной силой человека.
В 1754г. М.В. Ломоносовым была построена модель вертолета, названная им «аэродинамической машинкой», на которой использовались так называемые соосные винты, приводимые в действие часовой пружиной. Теория воздушного винта разработана Н. Е. Жуковским и его учениками.
В настоящее время воздушные винты на многих самолетах заменены реактивными двигателями, создающими тягу непосредственно, без помощи винта. Однако для полетов на дозвуковых скоростях воздушные винты, работающие от поршневых и газотурбинных двигателей, продолжают широко применяться.
Воздушный винт – лопастный агрегат, вращаемый валом двигателя, создающий тягу в воздухе, необходимую для движения самолета. Воздушный винт преобразует крутящий момент на валу двигателя в аэродинамическую силу тяги.
Винты классифицируются:
по числу лопастей: на двух-, трех-, четырех- и многолопастные;
по материалу изготовления: надеревянные, металлические;
по направлению вращения: левого и правого вращения;
по расположению относительно двигателя: натянущие и толкающие;
по форме лопастей: на обычные, саблевидные, веслообразные;
по типам: на фиксированные, неизменяемого и изменяемого шага.
Воздушный винт состоит из ступицы, лопастей и укрепляется на валу двигателя с помощью специальной втулки (Рисунок4.1) .
Рисунок 4.1 Воздушный двухлопастный винт неизменяемого шага
Винт неизменяемого шага имеет лопасти, которые не могут вращаться вокруг своих осей. Лопасти со ступицей выполнены как единое целое.
Винт фиксированного шага имеет лопасти, которые устанавливаются на земле перед полетом под любым углом к плоскости вращения и фиксируются. В полете угол установки не меняется.
Винт изменяемого шага имеет лопасти, которые во время работы могут при помощи гидравлического или электрического управления вращаться вокруг своих осей и устанавливаться под нужным углом к плоскости вращения.
По диапазону углов установки лопастей воздушные винты подразделяются:
на обычные, у которых угол установки изменяется от 13 до 50°, ониустанавливаются на легкомоторных самолетах;
на флюгерные,у которыхугол установки меняется от 0 до 90°;
на тормозные или реверсные винты, которыеимеют изменяемый угол установки от –15о до +90о. Таким винтом создают отрицательную тягу и сокращают длину пробегасамолета.
Работа воздушного винта основана на тех же принципах, что и крыло самолета: по третьему закону Ньютона винт, вращаясь, отбрасывает массу воздуха назад вдоль своей оси. Реакцией движущейся массы воздуха является тяга винта. Чем больше масса и скорость отбрасываемого воздуха, тем больше развиваемая винтом тяга.
Суть проблемы
Для самолёта вообще и военного в частности скорость имеет критичное значение. Инженеры потратили немало сил и времени, чтобы сконструировать машину, способную вплотную приблизиться к скорости звука и преодолеть звуковой барьер, но триумф оказался неполным и оттого бессмысленным. На столь высокой скорости резко поднимается лобовое сопротивление воздуха, что приводит к мгновенному ухудшению аэродинамических характеристик. Как оказалось, для победы над этим эффектом необходимо всего лишь увеличить стреловидность крыльев, то есть ещё больше «прижать» их к корпусу. При этом уменьшается площадь крыльев и, соответственно, аэродинамическое сопротивление.
Простой, казалось бы, шаг привёл к ещё большим проблемам: на меньших скоростях крылья с небольшой площадью не могли обеспечить достаточную подъёмную силу, а управляемость самолёта резко падала. Конечно, конструкторы ещё в 1930-х годах нашли выход из сложившейся ситуации – самолёт с изменяемой стреловидностью, который мог бы «складывать» крылья с набором скорости. Из-за несовершенства технологий того времени они не смогли создать способную на это машину, но в 1960-х годах были сделаны вполне успешные попытки.
Их нельзя было назвать совершенно бесперспективными, поскольку самолёты действительно показывали потрясающие результаты. С одной стороны, они легко взлетали и приземлялись на довольно низкой скорости, а с другой, преодолевали звуковой барьер. Несмотря на достигнутый успех, в самолётах с изменяющейся стреловидностью довольно быстро разочаровались. Поначалу их разрабатывали многие страны, а потом все работы были свёрнуты. Конечно, наиболее удачные модели до сих пор состоят на вооружении в некоторых странах, но современная разработка лишь одна – российский Ту-160М.
Перспективный самолёт оказался технически чрезвычайно сложным, что, в свою очередь, вызвало целую череду проблем. Сложность технического обслуживания многократно возросла, оно увеличилось в цене, а ломался самолёт чаще, чем остальные. Может быть, руководство и могло бы смириться с возросшей стоимостью эксплуатации, но боевые характеристики тоже упали. Увеличившийся вес означает, что полезной нагрузки, то есть вооружения, самолёт может взять меньше. В результате не очень практичный самолёт выпускать перестали. Всего было создано около двух десятков моделей, по большей части, в Соединённых Штатах и в СССР.
Список самолётов с изменяемой стреловидностью крыла
- СССР Су-17/-20/-22 (2867 экз.)
- СССР МиГ-23 (3630+769 экз.)
- СССР Су-24 (~1400 экз.)
- СССР МиГ-27 (650+760 экз.)
- СССР Ту-22М (497 экз.)
- СССР Ту-160 (35 экз.)
- США General Dynamics F-111 (640 экз., с 1967 г., первый серийный)
- США Grumman F-14 Tomcat (712 экз.)
- США Rockwell B-1 Lancer (104 экз.)
- Франция Франция Франция Dassault Mirage G (3 экспериментальных, 60-е — 70-е)
- Евросоюз Panavia Tornado (~1000 экз.)
- Messerschmitt P.1101 (англ.) (1944)
- Bell X-5 (1947, экспериментальный, копия Messerschmitt P.1101)
- NASA AD-1 (экспериментальный)
- Northrop Grumman Switchblade (англ.) (концепт)
- Northrop Switchblade (англ.) (концепт)
- Grumman XF10F Jaguar (англ.) (прототип)
- Short SB5 (англ.) (прототип)
Модель самолёта с изменяемой геометрией крыла
Здравствуйте, уважаемые авиамоделисты. Сегодня я решил рассказать вам о постройке модели самолёта с изменяемой геометрией крыла, или изменяемой стреловидности.
Мы с вами не будем вдаваться в подробности, модель какого самолёта будем строить. Это может быть и зарубежный самолёт типа F-14, а может быть и любой из наших Российских самолётов типа МиГ-23, Су-24 или Ту-160.
Для склеивания деталей можно использовать любой специализированный клей для склеивания изделий из пенопласта.
Размеры модели определяются вами в зависимости от имеющегося в вашем распоряжении мотора.
Автор предлагает использовать вот такую электронику. Мотор — 2208/26 Винт —APC 7×4 Регулятор — 18А Аккумулятор — 1320 3s Сервомашинки — HS-55 и HS-65HB. Прежде, чем начать сборку модели просмотрите два видео ролика, предоставленных автором.
Кроме этих видео роликов, автор показывает рисунки модели в различных ракурсах и размещение всех деталей конструкции модели.
Основная, несущая плоскость крыла, склеивается из двух частей.
На неё приклеиваются боковые стенки воздухозаборников.
Сервомашинки фиксируются с помощью термо пистолета.
После установки сервомашинки, вклеивается нижняя плоскость воздуховодов.
Монтируется нижняя часть фюзеляжа.
Распорные диски из тонкого, 1 мм депрона приклейте сверху на поворотные диски.
Установите тяги, которые изготавливаются из рояльной струны или другой, подходящей по диаметру проволоки.
Проверьте работу поворотного механизма После того, как вы убедились в работе поворотного узла, зафиксируйте коромысло на сервомашинке.
Между крылом и поворотным кругом вставьте узенькие полосочки тонкого пластика, и начинайте монтаж носовой , верхней части фюзеляжа.
Смонтируйте верхнюю обшивку модели.
Верхняя обшивка носовой части модели усиливается карбоновым стержнем или прутком.
При монтаже верхней обшивки , смажьте небольшим количеством клея поворотные диски.
Установите заднюю секцию верхней обшивки модели.
Укрепите элевоны карбоновыми полосками и подготовьте их к установке на место.
Сделайте заготовки для кабины плота, обработайте её и приклейте на своё место.
Заключительное видео полёта модели. Вот, дорогие друзья и всё, что я хотел вам рассказать о модели с изменяемой геометрией крыла. До свидания. Ваш Валериан Самоделкин. Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.