Основные магистральные самолёты авиакомпаний России. Особенности конструкции и лётной эксплуатации

Моноблочным называется крыло, у которого во всех сечениях изгибающий момент воспринимается верхней и нижней панелями, состоящими из толстой обшивки, подкрепленной набором мощных стрингеров. В полёте верхняя панель работает на сжатие, нижняя – на растяжение. Крутящий момент в моноблочном крыле воспринимается верхней и нижней панелями, а также стенками лонжеронов, в которых возникают касательные напряжения, направленные против часовой стрелки. Усилия от сдвига в вертикальной плоскости в моноблочном крыле воспринимаются стенками лонжеронов, в которых возникают касательные напряжения, направленные в полете вниз.

Крыло имеет кессонную конструкцию, внутренние объемы крыла являются баками для размещения топлива.

Конструктивно-силовая схема крыла определяется по названию силового элемента крыла, воспринимающего основную нагрузку на крыло, которой является изгибающий момент от подъемной силы крыла. На магистральном самолете изгиб крыла вверх воспринимается моноблочными панелями, состоящими из толстой «работающие» обшивки подкрепленной стрингерами. Поэтому крыло и является моноблочным. Тот факт, что крыло одновременно является и кессоном топливных баков, говорит, прежде всего, о его герметичности.

Кессон ограничен лонжеронами и герметичными нервюрами.

Крыло умеренной стреловидности имеет трапециевидную форму в плане.

На крыле установлены элементы основного управления самолетом и механизации крыла: элероны, предкрылки, закрылки и спойлеры.

Механизация крыла является неотъемлемой частью крыльев современных самолетов. К ней относятся устройства, позволяющие изменять аэродинамические характеристики крыла на отдельных этапах полёта.

Различают два вида механизации по выполняемым функциям:

– для улучшения взлетно-посадочных характеристик (закрылки и предкрылки);

– для управления в полете (спойлеры в режиме гасителей подъемной силы и в элеронном режиме).

Простой закрылок представляет собой отклоняющийся вниз до 45° участок хвостовой части крыла. Для повышения эффективности закрылка он делается щелевым. При отклонении выдвижного закрылка между его носком и крылом образуется профилированная щель. На современных самолетах используются двух- или трехщелевые закрылки.

Предкрылки представляют собой часть носка крыла у передней кромки, которая отклоняется вниз на угол до 25° и выдвигается вперед, образуя с крылом профилированную щель. Так же, как и закрылки, предкрылки уменьшают взлетно-посадочные скорости самолета, а самое главное – увеличивают критический угол атаки.

К средствам механизации относятся спойлеры (интерцепторы), используемые как тормозные щитки, воздушные тормоза, гасители подъемной силы, элементы управления по крену и т. д. При отклонении спойлеров вверх нарушается обтекание крыла, что приводит к уменьшению коэффициента подъемной силы. С помощью спойлеров можно изменять вертикальную скорость снижения, уменьшать длину пробега при посадке за счет более эффективного торможения колес шасси и повышать эффективность управления по крену.

Для повышения аэродинамического качества крыла служит вертикальные законцовки крыльев Винглеты (Шарклеты), в результате применения которых уменьшается расход топлива.

Хвостовое оперение

Современные магистральные самолеты имеют стреловидное хвостовое оперение самолета классической схемы, которое состоит из горизонтального и вертикального оперения.

К горизонтальному оперению относятся стабилизатор и руль высоты. Стабилизатор может изменять угол установки в полете с помощью приводов управления.

К вертикальному оперению относятся киль и руль направления.

Примечание: Недостатком классической схемы является неизбежное затенение стабилизатора впереди находящимся крылом на определенных углах атаки, что может привести к бафтингу и потере эффективности руля высоты [1]. С точки зрения безопасности полетов нельзя называть такую схему хвостового оперения «нормальной».

Стабилизатор может изменять угол установки в полете с помощью приводов управления.

Стабилизатор и киль состоят из лонжеронов, нервюр и обшивки. Перед ним установлен форкиль.

Примечание: Использование термина «вертикальный стабилизатор» для киля – просто нелогично. Русский язык достаточно «богат», чтобы не использовать подобного рода терминологию.

Источники давления гидросистемы

Принцип работы гидросистемы

Для приведения в действие подвижных элементов систем и агрегатов на самолете используют различные виды энергии. В зависимости от вида используемой энергии системы бывают гидравлические, газовые и электрические.

Применение гидравлических приводов на самолете вызвано их сравнительно малыми габаритами и массой, большим быстродействием и малой инерционностью частей исполнительных механизмов (в отличие от электродвигателей), простой фиксацией промежуточных положений исполнительных механизмов (в отличие от воздушных приводов). Масса и габариты гидравлического агрегата составляют примерно 10—20% массы и габаритов электрического агрегата подобного назначения и той же мощности.

Гидросистема самолета представляет собой сочетание двух частей: сети источников давления и сети потребителей.

Сеть источников давления предназначена для создания рабочего давления, аккумулирования энергии, регулирования давления в системе, распределения по потребителям и размещения некоторого запаса жидкости.

Сеть потребителей состоит из отдельных частей, каждая из которых предназначена для привода в действие какого-либо механизма.

Для обеспечения надежности и дублирования по гидропитанию потребителей гидросистема магистрального самолета имеет, как минимум, три независимых гидравлических подсистемы. Потребители гидросистем, влияющие на безопасность полетов, имеют дублированное гидропитание, т. е. работают от двух, трех, а на самолете B747—400 даже от четырех гидросистем. Менее ответственные потребители и потребители, которые работают только на земле, управляются от двух или одной гидросистемы.

К основным потребителями гидросистемы относятся:

– органы основного управления полетом;

– предкрылки;

– закрылки;

– спойлеры;

– система уборки и выпуска опор шасси;

– система торможения колёс шасси;

– управление поворотом колес носовой опоры шасси;

– реверс тяги двигателей.

Основными источниками гидравлической мощности в гидросистемах являются механические насосы переменной производительности, работающие от двигателей.

Примечание: Насос переменной производительность имеет режим максимальной производительности при работающих потребителях и режим минимальной производительности при не работающих потребителях. Производительность насоса изменяется автоматически в зависимости от давления в гидросистеме. Минимальная производительность насоса необходима для охлаждения и смазки самого насоса.

Гидросистема с насосами переменной производительности используется в качестве основной на большинстве магистральных самолетов гражданской авиации. Повышение давления здесь создается аксиальными плунжерными насосами переменной производительности.

При выключении потребителей и достижении определенного давления, близкого к рабочему давлению гидросистемы, срабатывает автоматическое устройство, и производительность насоса уменьшается до минимальной, которая необходима для его смазки и охлаждения. Этот расход жидкости поддерживается дросселем минимального расхода, а охлаждение жидкости происходит в теплообменнике.

При включении потребителей и понижении давления жидкости насос перенастраивается на полную производительность.

Преимуществом гидросистемы с насосами переменной производительности является плавная разгрузка насосов, что уменьшает гидроудары.

Давление в гидросистеме, создаваемое при минимальной производительности насосов (при неработающих потребителях) составляет 210 кг/см?. Кроме этого к основным параметрам гидросистемы относится количество гидрожидкости в баках гидросистем и температура жидкости.

В каждой гидросистеме кроме основных насосов предусмотрены резервные источники питания. В качестве таких используются гидротрансформаторы, установленные между гидросистемами, а также турбонасосные установки и электрические насосные станции. Иногда используются ручные гидронасосы.

Резервным источником давления в гидросистемах является электронасосная станция, предназначенная для создания давления в гидросистеме при отказе двигателя или при работе на земле. Насосные станции включаются на щитке «ГИДРОСИСТЕМА» верхнего пульта.

В качестве аварийного источника гидравлической мощности примененяется турбонасосная установка с приводом от набегающего потока воздуха.

Устройство передачи мощности (PTU) используется в качестве резервного источника давления при потере давления в одной из гидросистем.