Планер летательного аппарата

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Планер вертолёта AgustaWestland AW101. Используемые конструкционные материалы обозначены разными цветами (LA = light alloys, лёгкие сплавы).

Пла́нер летательного аппарата — структурная часть самолёта или вертолёта без силовой установки и оборудования. В авиастроении обычно говорят пла́нер, так как авиаспециалисты разделяют термины:

Состоит из следующих частей: фюзеляжа, крыльев, оперения, шасси, гондолы двигателей и шасси (при наличии таковых), а также узлов и агрегатов механизация планера, меняющих геометрию планера летательного аппарата в процессе руления, взлёта, полёта и посадки.

Современными авиационными специалистами отмечается существенное влияние характеристик планера самолёта на весовую эффективность конструкции самолёта в целом:

Масса планера составляет основную часть массы конструкции самолёта и, следовательно, существенным образом влияет на эффективность самолёта. Масса конструкции планера самолёта зависит от его назначения и лётно-технических характеристик. Так, например, на долю конструкции планера приходится:

25—32 % взлетной массы дозвуковых пассажирских магистральных самолётов;
29—31 % взлетной массы дозвуковых пассажирских самолётов местных авиалиний;
32—34 % взлетной массы спортивно-пилотажных самолётов;
18—28 % взлетной массы бомбардировщиков;
28—32 % взлетной массы истребителей.

[1]

Действующие в настоящее время требования к элементам конструкции планера самолёта изложены в Международных авиационных правилах редакции 2004 года[2].

История[править | править код]

Планеры первых самолётов изготовлялись из дерева и ткани. В дальнейшем применялась бакелитовая фанера.

Первый цельнометаллический самолёт в мире — моноплан Junkers J-1 — был построен в 1915 году.

Первый в мире цельнометаллический серийный бомбардировщик-моноплан — советский ТБ-1 (1925).

Первый цельнометаллический пассажирский и военно-транспортный самолёт — немецкий Junkers Ju 52 (1931).

Отделяемая носовая часть фюзеляжа (вместе с герметической кабиной) впервые была реализована в советском Су-17 (1949) (в дальнейшем такой принцип был реализован на американских F-111).

Планер самолёта[править | править код]

Планер самолёта образован крылом, соединённым с оперением и различного рода рулями, и является сочетанием аэродинамических средств создания подъёмной силы и управляющих и уравновешивающих сил и моментов. На первом этапе эволюции самолёта связь оперения и рулей с крылом осуществлялась с помощью лёгких носовых и хвостовых ферм, а сиденья экипажа, двигатели, целевая нагрузка и оборудование укреплялись на элементах конструкции крыла, либо размещались в специальных гондолах, установленных на крыле. По мере роста скоростей полёта сила сопротивления ферменных связей достигла неприемлемо больших значений, и тогда конструкторы самолётов стали объединять связующие и вмещающие элементы планера в единое удобообтекаемое тело — фюзеляж. В большинстве построенных самолётов соединение оперения с крылом осуществляется посредством фюзеляжа, поэтому фюзеляж принято относить к планеру. Время от времени, для улучшения тех или иных частных свойств самолёта, вместо фюзеляжа конструкторы вводили две хвостовые балки и центральную гондолу. В поисках путей уменьшения силы сопротивления создавались схемы планера, в которых для размещения функциональных элементов, экипажа и целевой нагрузки в большей мере использовался внутренний объём крыла («летающее крыло», «бесхвостка», «составное крыло», «интегральная схема») в таких схемах фюзеляж вырождается в гондолу больших или меньших размеров. Главная первичная функция планера самолёта — создание потребных аэродинамических сил и моментов, вторичная функция планера самолёта — установочная: планер самолёта служит платформой для установки всех элементов самолёта, а также для размещения экипажа и целевой нагрузки внутри, или на внешней подвеске.[3]←[ПКС 1987(361)]

Геометрические характеристики планера — параметры, понятия и термины, используемые в проектно-конструкторских бюро и НИИ при проектировании самолётов, обработке материалов испытаний моделей самолётов в аэродинамических трубах и материалов лётных испытаний самолётов, для сравнительного анализа результатов испытаний моделей и натурных объектов. Однозначное толкование геометрических характеристик планера является необходимым условием для определения наименований его элементов при выполнении расчётов характеристик самолёта. [4][ГХС 1990(с.3,4)]

Аэродинамическая поверхность планера — образована омываемыми набегающим воздушным потоком внешними поверхностями основных частей (элементов) планера и их сопряжениями, в составе: несущая поверхность (крыло); концевые шайбы и вертикальные законцовки крыла, корпус (фюзеляж); управляющие и стабилизирующие поверхности (органы управления, стабилизаторы, кили); омываемые воздушным потоком элементы силовой установки (воздухозаборные и выходные устройства, гондолы двигателей), гондолы шасси (крыльевые, фюзеляжные), гондолы внешней подвески (подвесные топливные баки, контейнеры), пилоны подвески гондол двигателей, пилоны для элементов внешних подвесок.[ГХС 1990(13)]

Аэродинамическая компоновка планера — в различных вариантах определяет собой:

 — аэродинамический тип самолёта (винтовой, дозвуковой реактивный, сверхзвуковой);
 — общую аэродинамическую схему самолёта («нормальная», «бесхвостка», «утка»);
 — схему крыла (биплан, подкосный моноплан, свободнонесущий моноплан);
 — геометрические характеристики крыла;
 — тип механизации крыла;
 — схему сопряжения крыла с фюзеляжем (низкоплан, среднеплан, высокоплан, интегральная);
 — схему и геометрические характеристики фюзеляжа;
 — схему расположения двигателей (на фюзеляже, в фюзеляже, на крыле, в крыле, над крылом, под крылом), на киле, в киле комбинированную);
 — схему хвостового оперения (однокилевое, двухкилевое, трёхкилевое, разнесенное);
 — схему шасси;

Конфигурация планера — определяется положением взлётно-посадочной механизации крыла, положением шасси, положением крыла изменяемой стреловидности, положением тормозных устройств (тормозных щитков, спойлеров, интерцепторов), вариантом внешних подвесок — в соответствии с полётным заданием и режимами полёта.

Примечания[править | править код]

  1. Шаталовин И. А. Тема 3. Элементы конструкции планера самолёта // Теоретические и инженерные основы аэрокосмической техники. — М.: авиационно-космических технологий, 2003.
  2. Авиационные правила. Москва: Межгосударственный авиационный комитет, 2004.
  3. Проектирование конструкций самолётов. Е. С. Войт, А. И. Ендогур, З. А. Мелик-Саркисян, И. М. Алявдин. Москва. Машиностроение, 1987 г.
  4. В. Г. Микеладзе, В. М. Титов. Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолётов и ракет., Москва. Машиностроение. 1990, с. 3,4.