Детская энциклопедия

Меню сайта











Как выбирают размеры самолета

Чтобы создать самолет, мало знать, как сде­лать крыло с достаточной подъемной силой и малым сопротивлением и каким должен быть двигатель. При постройке самолета встает мно­жество других важнейших вопросов. Надо пра­вильно выбрать соотношение веса машины и размеров крыла. Надо обеспечить управление самолетом — возможность изменять направле­ние и скорость полета. Самолет в полете дол­жен быть устойчивым, резкая перемена его положения при малейшем порыве ветра не­допустима. Самолет должен быть прочным, но не слишком тяжелым. Надо, наконец, дать возможность летчикам определять направ­ление полета и узнавать место, где пролетает самолет. Кстати, на заре авиации случалось, что летчик должен был для ориентировки сни­жаться и на большой скорости читать название железнодорожной станции.

Одним словом, очень и очень многое надо учесть и предусмотреть конструкторам, чтобы построить самолет безопасный, экономичный и удобный для пилотирования. Широко известны имена наших авиаконструкторов А. Н. Ту­полева, С. В. Ильюшина, А. И. Микояна, А. С. Яковлева, О. К. Антонова, под руковод­ством которых строятся замечательные самоле­ты.

С чего же начинается проектирование само­лета? Прежде всего надо точно определить его назначение и исходя из этого решить, каковы должны быть скорость и высота полета, какой груз поднимет самолет и какое расстояние он должен пролетать. Затем можно приступать к выбору размера самолета; главная его харак­теристика — площадь крыла.

После взлета по мере увеличения скорости полета самолет должен уменьшать угол атаки крыла, чтобы подъемная сила оставалась рав­ной весу (рис. 13). Аэродинамическое сопротив­ление самолета при этом будет постепенно умень­шаться. Минимальным оно станет при том угле атаки, который соответствует максимальному аэродинамическому качеству (этот угол атаки, как мы уже говорили, равен 3—5°).

Дальнейшее увеличение скорости требует еще меньших углов атаки, но оно начнет также и увеличивать сопротивление. Конструкторы наш­ли выход — в этом случае можно уменьшить площадь крыла. Но тогда на каждую часть его площади придется большая часть веса машины. И теперь, чтобы оставить подъемную силу рав­ной весу самолета, нужно вновь увеличить угол атаки. В результате аэродинамическое сопро­тивление опять уменьшится; оно должно быть минимальным на основной скорости полета.

Таким образом, подбирается так называемая удельная нагрузка на крыло — масса (вес) са­молета, приходящаяся на 1 м2 крыла. Эта вели­чина у сверхзвуковых самолетов достигает 8000 н/м2, у тихоходных самолетов — 1200 н/м2, а у летающих с небольшой скоростью моде­лей — всего несколько десятков ньютонов на квадратный метр.

Необходимо учесть также, что взлетная и по­садочная скорости самолета должны быть как можно меньше. А для этого в свою очередь вы­годна небольшая удельная нагрузка на крыло, т. е. надо увеличить площадь крыла. И вот кон­структору приходится решать вопрос, какую же площадь крыла выбрать для самолета: сделаешь небольшое крыло — придется взлетать и са­диться на большой скорости; сделаешь большое крыло — нужен более мощный двигатель и са­молет не будет экономичным.

Ученые и инженеры стремятся уменьшить взлетно-посадочную скорость самолетов, ле­тающих с большой скоростью. Для этого можно, например, изменять в момент посадки или взле­та форму и профиль крыла. Наиболее распро­страненный вид такой, как ее называют, «меха­низации» крыла — установка закрылков. От­клонение их перед взлетом или посадкой увели­чивает подъемную силу крыла и позволяет несколько уменьшить взлетно-посадочную скорость.

Но все равно у современных скоростных са­молетов эти скорости намного больше, чем у старых, тихоходных. Например, у широко из­вестного тихоходного самолета ПО-2, применяе­мого в сельском хозяйстве, взлетно-посадочная скорость всего 60 км /час. Современные же сверх­звуковые самолеты взлетают при скорости около 300—400 км/час, а приземляются — при 200—300 км/час. Посадочная скорость в данном случае меньше потому, что самолет садится почти без горючего.

На большой высоте плотность воздуха силь­но уменьшается. Поэтому, чтобы крыло сохра­няло свою подъемную силу, нужно увеличивать скорость полета. Летать высоко — это значит летать быстро. Максимальная высота полета, таким образом, зависит в значительной мере от скорости.

Практически только на сверхзвуковых ско­ростях  самолет может достичь высоты 20— 25 км. Для этого нужны очень мощные двигате­ли, тяга которых на большой высоте достаточ­на, чтобы создать необходимую подъемную силу.

Современные сверхзвуковые самолеты с ре­активными двигателями летают на высоте 20— 22 км; в специальных полетах лишь на очень короткое время они могут достигнуть 40 км.

На еще большую высоту поднимаются исследо­вательские самолеты с ракетными двигателями. Сами они не стартуют с земли — их поднимают на 10—12 км тяжелые самолеты-матки. Ракет­ный двигатель включается после отделения от самолета-матки. Такой двигатель дает самоле­ту возможность на короткое время подняться на высоту около 100 км и развить скорость око­ло 6000 км /час.

Размеры и вес самолета проектируются тем большими, чем больше груза должен он поднимать и чем дальше должен летать. У самолета-ис­требителя дальность полета не более 3 тыс. км. Он поднимает мало груза и поэтому весит срав­нительно немного — обычно не больше 10 т. Вес дальних бомбардировщиков и больших пассажирских самолетов достигает 100 т.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016