Сверхзвуковые самолеты
Шрифт:
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.
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
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.
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
Крейсерская скорость, км/ч 2200
Максимальная дальность полета, км 6500
Потолок, м 18 000
Длина разбега, м 2100
Взлетная дистанция при максимальной массе, м 2600
Длина пробега, м 1900
Посадочная дистанция при максимальной массе, м 2600
«Конкорд» совместной разработки «Аэроспасьяль» и ВАС- пассажирский самолет (108-144 посадочных места) средней дальности- Франция/Великобритания, 1969 г.
Рис. 2.159. Самолет «Конкорд».
История создания. Начатые в 1955 г. в Великобритании ив 1956 г. во Франции исследовательские работы по созданию сверхзвукового пассажирского самолета завершились в 1959-1961 гг. разработкой проектов ВАС-223 (фирма «Бристоль», в 1960 г. вошла в состав корпорации ВАС) и «Сюпер-Каравелла» (фирма «Сюд авиасьон», в 1970 г. вошла в состав государственного объединения «Аэроспасьяль»). Исходя из финансово-экономических соображений, 26.10.1962 г. было подписано соглашение между правительствами Франции и Великобритании о совместном строительстве самолета «Конкорд» (по французскому проекту с использованием английских двигателей). На день ранее подписанное соглашение между ВАС и «Сюд авиасьон» предусматривало, что обе фирмы будут координировать проектные, исследовательские и конструкторские работы нескольких десятков фирм обеих стран. Предполагалось, что около 67% объема работ над конструкцией двигателя и около 40% работ над конструкцией планера (носовая и хвостовая части фюзеляжа, вертикальное оперение, воздухозаборники, электрооборудование и системы: противообледени- тельная, кислородная, противопожарная, а также отдельные узлы кондиционирующей и топливной систем) достанется на долю британских предприятий, а около 60% работ над планером (центральная часть фюзеляжа, крыло с элевонами, шасси, система управления, выходные устройства двигателей, гидравлическая система, радиооборудование, радиолокационное и навигационное оборудование, а также оставшаяся часть системы кондиционирования и топливной системы) и около 33% работ над двигателем выпадет на долю французских фирм.
Согласованный график работ предусматривал облет опытного образца в 1966 г., облет предсерийного самолета в 1967 г., серийного в 1968 г. и выпуск первых самолетов на линию в 1970 г. Было принято обязательство, в силу которого обе страны в равной степени примут участие в покрытии затрат, связанных с опытно- конструкторскими работами, строительством опытных образцов и подготовкой серийного производства. При этом предполагалось, что стоимость работ по созданию самолета (в течение 8 лет) составит 170 млн. ф. ст., а цена самолета не будет превышать 10 млн. долл.