ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Не ради оригинальности из "Самолет - своими руками " Самолеты нормальной аэродинамической схемы, у которых крыло расположено впереди горизонтального оперения, использующегося для балансировки и управления, составляют основу современной авиации. Но, пожалуй, ие было ня одного конструктора, который не пытался хотя бы раз отойти от классической схемы. В результате появилось множество вариантов. В этом разделе дана попытка классифицировать наиболее оригинальные из них и помочь любителям в выборе схе.мы будущего самолета. [c.114] Напомним, что любой летательный аппарат стоит на трех кнтах способе создания подъемной силы, способе создания горизонтальной тяги, способе балансировки н управления. Отсутствие любого из этих компонентов делает перемещение в воздушном пространстве невозможным. Очень часто одни и те же устройства в летательном аппарате выполняют несколько функций. Например, у вертолета несущий винт используется и для создания подъемной силы, и для получения горизонтальной тяги, и для обеспечения балансировки и управления. Рассмотрим каждый из трех компонентов подробнее. [c.114] Способов создания подъемной силы на сегодняшний день известно не так уж много. Самый древний — аэростатический. Воздушные шары,— наиболее яркие представители этого способа — применялись более 300 лет назад. Второй вариант — несущее крыло, которое может быть жестким, как у самолета, или мягким, как у дельтаплана. Третий вариант устройства для создания подъемной силы — несущий вннт, используемый на вертолете. Он имеет очень много общего с жестким крылом. Наконец, четвертый способ — реактивный, с применением ракетного или турбореактивного двигателя, который может иметь и поворотное сопло, как на современных вертикально взлетающих самолетах. [c.114] Как уже отмечалось, на вертолете часть вертикальной тяги несущего винта используется для горизонтального перемещения, при этом создается, как говорят вертолетчики, пропульсивная сила. [c.114] На первый взгляд может показаться, что воздушный шар и планер лишены устройств, создающих горизонтальную тягу. На самом деле это не совсем так. У планера для создания продольной силы, необходимой хотя бы для преодоления аэродинамического сопротивления, расходуется потенциальная энергия, а у воздушного шара, являющегося, по сути дела, летающим парусником, для горизонтального перемещения используется кинетическая энергия ветра. [c.114] Выше перечислены способы создания тяги и подъемной силы, реализованные на сегодняшний день на практике. Однако есть идеи, уже много лет будоражащие умы создателей летательных аппаратов, но до сих пор не получившие практического воплощения в жизнь. К их числу прежде всего можно отнести идею махолета — летательного аппарата, у которого и подъемная сила, н горизонтальная тяга создаются машущим жестким или достаточно упругим крылом. С незапамятных времен человек пытался взлететь, копируя птицу. Первые попытки были связаны с машущими крыльями за спиной. [c.114] Необходимо рассказать и о работе еще одного ученого Московского авиационного института — профессионального аэродинамика и конструктора-любителя Александра Ивановича Болдырева. [c.116] Вернемся к трем китам . Способ балансировки и управления летательного аппарата является, наверное, самым сложным нз ннх, хотя, на первый взгляд, все достаточно просто в полете иа летательный аппарат действуют всего три аэродинамических момента, стремящиеся развернуть его вокруг продольной, поперечной и вертикальной осей. Необходимо их уравновесить, то есть сбалансировать летательный аппарат так, чтобы ои не вращался самопроизвольно. Кроме того, стоит задача заставить аппарат вращаться в требуемом направлении в соответствии с действиями пилота, обеспечив таким образом четкое управление. [c.116] Несмотря на кажущуюся простоту, затруднения часто возникают при определении направления действующих на летательиый аппарат моментов н, главное, при количественном расчете их величины, а следовательно, и при выборе размерности и мощности органов балансировки н управления. [c.116] При постройке аппаратов классической схемы сложностей обычно нет. Накопленная на сегодняшний день обширная статистика может вполне исчерпывающе ответить на все вопросы, возникающие в ходе создания аппарата. Но постройке летательной машины необычной схемы обязательно должен предшествовать тщательный анализ всех снл и моментов, действующих на летательный аппарат иа различных этапах полета. [c.116] Рассматривая способы создания подъемной снлы, горизонтальной тяги, балансировки н управления, в каждом мы выделили по 3—4 наиболее характерных варианта, различные комбинации которых породили великое множество схем. Ниже предлагаем читателю своеобразный ключ к созданию новых вариантов аэродинамических компоновок летательных аппаратов. [c.116] Представьте себе прямоугольный параллелепипед, состоящий из множества маленьких кубиков. Три ребра параллелепипеда — три кита , о которых мы говорили. Ребра разбиты на отрезки. Каждый отрезок соответствует определенному способу создания подъемной снлы, горизонтальной тягн, управления и балансировки, а каждому маленькому кубику соответствует собственная комбинация способов создания подъемной силы, тягн и балансировки. В каждом нз них своя, порой абсолютно оригинальная и неожиданная схема летательного аппарата. Несмотря на то что все изобретенные за последние восемьдесят лет схемы являются комбинацией перечисленных качеств трех китов и укладываются в свои кубики, в нашем параллелепипеде заполнены иа сегодняшний день далеко не все клетки. Представляем читателю возможность самостоятельно проанализировать каждый кубик и нарисовать свою схему. Например, так на первой грани выбираем жесткое крыло в качестве несущего элемента, на второй — воздушный виит как элемент, создающий горизонтальную тягу, на третьей — аэродинамический способ балансировки с помощью киля и стабилизатора. В результате получаем обычиый самолет. [c.116] Такие комбинации породили в свое время дирижабль, винтокрыл, вертикально взлетающий самолет. Подобная комбинаторика позволяет создавать патентоспособные изобретения, оригинальные аппараты. Она просто необходима начинающему конструктору, как гимнастика для ума. Более результативными могли бы стать поиски новых способов создания подъемной силы, тяги, балансировки и управления. Однако последние изобретения в этой области были сделаны лет пятьдесят назад, и что-либо новое в этой области будет уже крупным изобретением или даже открытием. [c.117] Но открытия совершают не каждый день, а конструкторы-любителн ежегодно создают десятки и сотни самолетов, поэтому вернемся к хорошо известным, но редко используемым схемам самолетов. [c.117] способ создания подъемной. силы — жесткое крыло, способ создания тягн — воздушный винт. Начнем с анализа аэродинамической схемы самолета, так как именно самолет с жестким или полумягким дельтаплаиерным крылом является наиболее распространенным типом любительского летательного аппарата. [c.117] В понятие аэродинамической схемы в первую очередь принято включать способ аэродинамической балансировки летательного аппарата, то есть способ уравновешивания продольного аэродинамического момента крыла Самой распространенной и традиционной является схема с крылом впереди и балансирующим хвостовым оперением сзади. Она доминирует в авиации уже почти 80 лет. Во многом благодаря этой схеме, которую можно причислить к самым гениальным изобретениям, авиация достигла высочайшего уровня развития. Но и в классической схеме найдено множество недостатков. Все оии хорошо известны и перечислены в учебниках аэродинамики. Альтернативных аэродинамических схем не много. Если классифицировать самолеты по способу балансировки, помимо классической можно выделить еще три схемы, бесхвостка , утка , тандем. [c.117] Отметим, что реальные преимущества бес-хвосток в сравнении с самолетами нормальной схемы обеспечивались лишь на некоторых типах с очеиь ограниченным диапазоном применения. Большие аэродинамические потерн на балансировку и невозможность использования эффективной взлетно-посадочной механизации крыла воспрепятствовали широкому распространению этой схемы. Таким образом, уже в 60—70-е годы бесхвостка использовалась крайне редко, хотя попытки найти новые решения не прекращались. [c.118] Вернуться к основной статье