Эдмунд Цихош - Сверхзвуковые самолеты

• Название: Сверхзвуковые самолеты
• Автор: Эдмунд Цихош
• Издательство: М.: Мир
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1983

В книге польского авиационного специалиста приведены основные летно-технические характеристики, фотографии, чертежи общих видов и компоновочных схем большинства современных отечественных и зарубежных сверхзвуковых самолетов. Кратко излагается история их разработки. Описывается оборудование различных типов сверхзвуковых самолетов и рассматриваются научно-технические проблемы, связанные с их созданием. Наиболее полное для настоящего времени справочное руководство по зарубежным и отечественным сверхзвуковым самолетам. Для конструкторов самолетов, студентов соответствующих специальностей вузов и лиц, интересующихся авиацией.

Прим. OCR: Первая появившаяся в СССР в открытой печати монография по сверхзвуковым самолетам. Охват и качество материала позволяют занимать этой книге одно из первых мест по упоминаниям в авиационной литературе по реактивным самолетам.

---

Посадочная дистанция, м 860

1) С ПВД 16,83 (17,53) м.

Ту-144-пассажирский самолет (150 посадочных мест) средней дальности конструкции А. Н. Туполева-СССР, 1968 г.

Рис. 2.154. Предсерийный самолет Ту-144.

История создания. Разработка самолета началась в 1964 г., модель была показана на Парижском Авиационном салоне в 1965 г., а облет совершен 31 декабря 1968 г. В испытательном полете 5 июня 1969 г. на высоте 11000 м была достигнута скорость, соответствующая M = 1,0, а 26 мая 1970 г. на высоте 16 300 м- M = 2,0. До осени 1970 г. опытный образец налетал 100 ч, достигнув максимальной скорости 2430 км/ч и высоты 16900 м. Впервые самолет был показан публично 21 мая 1970 г. в аэропорту «Шереметьево», а затем в 1971 г.-в Париже. В 1971 г. началась подготовка к строительству предсерийных самолетов. Серийные самолеты в отличие от опытных имеют другую форму поперечного сечения крыла, увеличенные размах и длину, убираемое переднее крыло, 8-колесные тележки главных стоек шасси (вместо 12-ко- лесных) и т.д. В 1973 г. эта модификация была показана в Париже. 25.10.1975 г. самолет начал эксплуатироваться на линии Москва-Алма-Ата (грузовые рейсы, с 1.11.1977 г.-пассажирские). Были также совершены пробные рейсы по маршруту Москва-Хабаровск.

Созданию самолета предшествовали обширные теоретические и экспериментальные работы, включавшие многочисленные испытания в аэродинамических трубах и натурных условиях при полетах самолета-аналога.

Описание самолета. Ту-144 представляет собой выполненный по схеме «бесхвостка» низкоплан. Оживальное крыло с отклоненным вниз носком имеет угол стреловидности передней кромки 76° в околофюзеляжных частях и 57° на всей остальной части. У серийных самолетов крыло значительно изменено (кроме увеличения размаха и кривизны профиля, использована аэродинамическая крутка, а концевые части крыла отклонены вниз). Крыло самолета (удлинения 1,63 и сужения 7, многолонжеронной конструкции) состоит из основной и отъемных частей и имеет силовую нагруженную обшивку в виде монолитных фрезерованных панелей. У серийных самолетов предусмотрено дополнительное убирающееся переднее крыло. Это многоразрезное (типа ЦАГИ) прямое крыло с размахом около 3 м и отрицательным поперечным V располагается в носовой части фюзеляжа за кабиной экипажа. Каждая его консоль имеет выпукло- вогнутый профиль и оснащена четырьмя постоянными щелями. Убирающееся переднее крыло используется только во время взлета и посадки.

Управление самолетом осуществляется с помощью четырехсекционных элевонов (на каждой консоли) и двухсекционного руля направления, расположенного на классическом вертикальном оперении. Киль самолета, так же как и крыло, многолонжеронной конструкции, выполнен заодно с хвостовой частью фюзеляжа. Внутренний объем киля использован в качестве топливного кессон-бака.

Фюзеляж круглого сечения имеет носовой обтекатель кабины экипажа, отклоняющийся вниз под углом 12° в условиях взлета и на 17° при посадке. Остекление кабины экипажа прототипа состоит из двух передних, а также боковых окон. Носовой обтекатель снабжен четырьмя продольными удлиненными боковыми окнами, обеспечивающими видимость вперед во время его подъема и в крейсерском полете.

Рис. 2.155. Опытный образец самолета Ту-144 с оживальным крылом.

Рис. 2.156. Серийный пассажирский самолет Ту-144.

Рис. 2.157. Проекции сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144.

Существенной модификации подвергнут фюзеляж, который у прототипа предназначался для размещения 100-121 пассажиров, а у серийных самолетов-150 пассажиров в трех салонах вентиляционного типа. В самолетах первого класса кресла располагаются по схеме 1 + 2 на расстоянии 102 см, а в туристском 2 + 3 на расстоянии 87 см. В связи с увеличением длины фюзеляжа предусмотрены дополнительные третьи входные двери и 32 (вместо 25) иллюминатора с каждой стороны. Фюзеляж, состоящий из стрингеров, балок и шпангоутов, скрепленных с обшивкой, конструктивно разделяется на 3 части: носовую, центральную и хвостовую. В носовой части размещаются кабина экипажа (с фонарем, вписанным в обводы фюзеляжа) и отклоняемый носовой обтекатель, выполненный в виде многослойной конструкции из стеклопластика с сотовым заполнителем. Центральная часть, в которой располагаются пассажирские салоны, вместе с носовой частью составляет единый герметичный отсек. Окантовки иллюминаторов, входных, служебных и аварийных дверей изготовлены из фрезерованных панелей. Хвостовая часть фюзеляжа, являясь топливным кессон-баком, выполнена герметичной. Ее законцовка представляет собой контейнер тормозного парашюта. Шасси-трехстоечное. Передняя стойка имеет спаренные колеса. В опытных образцах главные стойки были оснащены убираемыми в консоли крыла 12-колесны- ми тележками, а в серийных самолетах использовались 8-колесные тележки, которые убираются в ниши, находящиеся в гондолах двигателей. Каждая ниша закрывается двумя передними и двумя задними створками. При выпущенном шасси створки открыты и выступают вниз за обводы гондолы. При уборке главных стоек тележки поворачиваются в поперечной плоскости на 90°, а сами стойки убираются в направлении полета. Главные тележки снабжены колесами диаметром 950 мм с давлением в пневматиках 13,5 кГ/см 2 . Планер самолета рассчитан на ресурс 30000 ч и выполнен из сплавов алюминия и титана (преимущественно в виде монолитных укрупненных конструкций).

Самолет оборудован современной электронной аппаратурой, обеспечивающей автоматическое управление на взлете, в полете и при посадке в сложных метеорологических условиях. Благодаря этому экипаж самолета состоит всего из трех человек: двух пилотов и бортинженера (выполнение полетного маршрута также контролируется бортовой автоматикой). Управление самолетом осуществляется при помощи электрогидравлической системы с необратимыми гидроусилителями. В каналах тангажа, курса и крена использованы автоматы загрузки командных рычагов управления, функционирующие в зависимости от угла их отклонения, а также скорости и высоты полета. В канале тангажа, кроме того, применена система автоматической балансировки.

Рис. 2.158. Элементы конструкции самолета Ту-144. a-кинематика носовой части фюзеляжа и профиль переднего крыла; б-главная стойка шасси.

Все основные системы самолета имеют многократное резервирование, что существенно повышает надежность. В целом Ту-144 создан в соответствии с международными нормами летной годности, предъявляемыми к пассажирским самолетам.

Двигательная установка. На опытном самолете используется силовая установка, состоящая из четырех турбовентиляторных двигателей конструкции Н. Д. Кузнецова. Серийные самолеты оснащены усовершенствованными двигателями. Они установлены попарно в двух гондолах длиной около 23 м, размещенных под центропланом. У опытных самолетов гондолы были скомпонованы таким образом, что их задние части образовывали одно целое. У серийных самолетов гондолы удалены от продольной оси самолета на значительное расстояние и представляют собой отдельные конструктивные узлы.

У первого опытного самолета два внешних двигателя были оборудованы устройствами реверса тяги. Однако на продемонстрированном в 1971 г. самолете реверсы тяги были заменены тормозным парашютом. Внешне нетрудно заметить разницу в положении выходных сопел опытных и серийных самолетов. У первых выход сопел расположен в плоскости, лежащей приблизительно на половине хорды элевонов, а у вторых-за задней кромкой. Двигатели снабжены индивидуальными регулируемыми воздухозаборниками прямоугольного сечения. Положение воздухозаборников относительно фюзеляжа соответствует положению косых скачков уплотнения под крылом при полете с крейсерской скоростью. Топливо размещено в кессонных крыльевых баках (около 70 000 кг в опытных и 95000-100000 кг в серийных самолетах). В самолете имеются балансировочные баки, которые расположены в задней части фюзеляжа и наплывах крыла и предназначены для изменения положения центра тяжести самолета во время перехода от дозвуковой скорости полета к сверхзвуковой.

Летно-технические данные Серийный самолет

Размах крыла, м 28,80

Длина, м 65,70 (с ПВД)

Высота, м 12,85

Площадь несущей поверхности, м2 507

Масса пустого самолета, кг 85000

Максимальная взлетная масса, кг 195000

Максимальная масса при посадке, кг 120000

Грузоподъемность, кг 15 000

Емкость внутренних топливных баков, кг 100000

Максимальная удельная нагрузка на крыло, кг/м2 385

Максимальное отношение массы самолета к форсажной тяге, кг/даН 2,29

Максимальная скорость на высоте 20000 м, км/ч 2500