Взлетно-посадочные устройства

1.

РАЗДЕЛ 1
КОНСТРУКЦИЯ
САМОЛЕТА
Тема № 1 «Конструкция планера самолета»
Занятие № 5 Лекция
«Взлетно-посадочные устройства»

2.

Контрольная проверка по теме №1 Конструкция планера самолета.
1. Общая характеристика и требования предъявляемые к ВПУ.
2. Типы и состав ВПУ.
3. Конструкция амортизатора.

3.

1. Контрольная проверка по теме №1.
2
Вариант №1
1. Общие характеристики воздушных судов.
2. Краткая характеристика и особенности аэродинамической компоновки
планера МиГ-29.
Вариант №2
1. Основные летно-тактические данные самолета МиГ-29.
2. Конструкция и компоновка крыла.
Вариант №3
1. Особенности аэродинамической компоновки крыла самолета.
2. Воздухозаборники двигателей.
Вариант №4
1. Особенности аэродинамической компоновки хвостового оперения
самолета.
2. Конструкция и компоновка крыла.
Вариант №5
1. Особенности аэродинамической компоновки фюзеляжа (корпуса).
2. Конструкция и компоновка хвостового оперения самолета МиГ-29.

4.

1Общая характеристика и требования предъявляемые к ВПУ.
.
Взлетно-посадочные устройства предназначены для обеспечения
взлета, посадки и движения летательного аппарата по поверхности.
ВПУ самолетов и вертолетов предназначены для решения
следующих задач:
обеспечение устойчивого, управляемого движения по аэродрому, для
эксплуатации с которого предназначен данный аппарат;
уменьшение до заданных величин нагрузок, действующих на планер при
движении по аэродрому (включая первый удар при посадке);
обеспечение заданной проходимости ВС по грунту;
обеспечение заданных значений взлетно-посадочных скоростей, длин
разбега и пробега.

5.

1. Общая характеристика и требования предъявляемые к ВПУ.
.
Специальные требования:
— обеспечение взлета и посадки ВС на ВПП, оговоренную ему ТТТ;
—
в момент выпуска-уборки устройств изменение моментов,
действующих на самолет, должно легко парироваться летчиком;
—
неработающие устройства не должны ухудшать аэродинамику
самолета (большинство из них во время полета убраны во внутренние
объемы планера);
—
надежность и точность работы устройств должны быть очень
высоки, т.к. от этого в значительной степени зависит безопасность полета
(по данным ИКАО во время взлета-посадки происходит 60% летных
происшествий).

6.

1. Типы и состав ВПУ.
Взлётно-посадочные устройства
Разгонные и
тормозные
устройства
Разгонные устройства:
-
Пороховые ускорители
-
катапульты;
-
Подъемные двигатели;
Тормозные устройства:
-
парашютно-тормозная система;
-
Интерцепторы;
-
Тормозные щитки;
-
Тормоза колес шасси;
-
Реверс тяги;
-
Арофинишеры.
Устройства, улучшающие
аэродинамические
характеристики ЛА при
взлёте и посадке
- закрылки;
- отклоняемые носки;
- предкрылки;
- Крыло с изменяемой
стреловидностью

7.

Типы и состав ВПУ.
Тормозные устройства.
Парашютно-тормозная система
Xп
X Xп
Xп
Xс т а
t с р аб 10
20
30
t, c

8.

2. тормозные устройства.
Интерцепторы и тормозные щитки
Влияние отклонения интерцептора на эффективность тормозных колес шасси
X ин т
Fт ор м ин т Fт ор м
Yин т
N ин т
Nо с н

9.

2. Тормозные устройства.
Реверс тяги
Реверс — устройство для направления части воздушной или
реактивной струи по направлению движения самолёта и создания
таким образом обратной тяги. Кроме того, реверсом называется
применяемый
режим
работы
авиационного
двигателя,
задействующий реверсивное устройство.

10.

2. Тормозные устройства.
Реверс тяги

11.

2. Тормозные устройства.
Реверс у ТВД самолётов реализуется путём поворота
лопастей винта (изменяется угол атаки лопастей с
положительного на отрицательный) при неизменном
направлении вращения.

12.

2. Тормозные устройства.
Аэрофинишеры
Аэрофинишёр — устройство для торможения самолётов,
состоящее из специального толстого стального троса, натянутого
поперёк посадочной полосы (как правило, палубы авианосца), концы
которого намотаны на тормозные барабаны, снабжённые мощными
гидравлическими тормозами, рассеивающими кинетическую энергию
садящегося самолёта, благодаря чему пробег при посадке удаётся
уменьшить с целью выполнения посадки на полосе ограниченной длины (в
пределах палубы авианосца).
Самолёт при посадке с аэрофинишёром зацепляется за трос
специальным крюком — «тормозным гаком», опускаемым перед посадкой
вниз под углом от обшивки хвостовой части фюзеляжа. Из-за
использования в конструкции самолёта гака аэрофинишёр не универсален
и может быть применён только для торможения специально
спроектированных или доработанных самолётов.

13.

Аэрофинишеры

14.

2. Разгонные и тормозные устройства.
Система управления тормозным парашютом
Парашютно-тормозная установка самолета МиГ-29 состоит из:
контейнера тормозного парашюта;
парашютно-тормозной системы ПТК – 29;
пневмосистемы;
электросистемы управления выпуском и сбросом тормозного
парашюта.

15.

2. Разгонные и тормозные устройства.
Система управления тормозным парашютом
Контейнер тормозного парашюта

16.

Система управления тормозным парашютом.
Контейнер тормозного парашюта

17.

Система управления тормозным парашютом

18.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета.
Скорость посадки
2(G пос. PВ.)
Vпос.
Су.пос. S
G пос– посадочная масса;
Рв – вертикальная тяга.
- закрылки увеличивают Сy и Sкр ;
- отклоняемые носки и предкрылки увеличивают
αкр
и Сyмах ;
- энергетические средства управления пограничным слоем
(сдув пограничного слоя ПС) увеличивают αкр и Сyмах ;
- Крыло с изменяемой стреловидностью изменяет x которое
влияет на изменение
Сy
через
2
S

19.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета.
Крыло с изменяемой стреловидностью

20.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета
Крыло с изменяемой стреловидностью

21.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета
Крыло с изменяемой стреловидностью

22.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета
Энергетические средства управления пограничным слоем
(сдув пограничного слоя ПС)
За счет увеличения скорости течения в ПС увеличивается устойчивость ПС
и как следствие безотрывное обтекание крыла на больших углах атаки
Cymax и αкр при этом возрастают

23.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета
Аэродинамическая механизация крыла
Закрылки – предназначены для увеличения подъемной силы при взлете и
посадке самолета
подразделяются на выдвижные, однощелевые, двухщелевые. Закрылки
отклоняются на взлете и посадке.
Наиболее эффективными и распространенными элементами механизации
задней части крыла являются щелевые выдвижные закрылки (они
увеличивают кривизну и площадь несущей поверхности крыла).
Предкрылки – отклоняемые поверхности передней части крыла,
обеспечивают ликвидацию срыва потока на крыле при больших углах атаки
(повышают критические углы атаки летательного аппарата)

24.

3. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости самолета
Влияние закрылков и предкрылков на зависимость
коэффициента подъемной силы от угла атаки.
Cymax4
Cymax2
Cymax3
Cymax1
αкр2 αкр1 αкр4 αкр3

25.

Вид крыла
1- предкрылки; 2- интерцепторы;
3- закрылки; 4- элерон

26.

3. Конструкция амортизатора.
Энергия удара самолета при посадке.
3
Амортизационная систем самолета предназначена для
поглощения и рассеивания энергии ударов, которые испытывает
самолет на разбеге, пробеге при посадке и маневрировании на
земле.

27.

4
Стойка
амортизатора
Деформация пневматика при обжатии
Пневматик

28.

Работа амортизационной системы при посадке в моменты
первого касания самолета ВПП
где:
5
Gпос. Vу2.
А= 2g Апн Аам
Gпос. – вес самолета при посадке,
Vу.
– среднее значение силы, возникающей в амортизационной
системе
Работа амортизационной системы определяется так же
следующим выражением:
А Рср. Нум.
Рср. – среднее значение силы, возникающей в амортизационной системе;
Н ум. – высота опускания центра масс самолета вследствие обжатия
амортизаторов и пневматиков.

29.

Определение потребной энергоемкости амортизации шасси
6
Максимально допустимой в эксплуатации вертикальная
составляющая скорость самолета
э.max
Vу.
В зависимости от массы самолета и его посадочной скорости величина
задается порядка 3,5…4,5 м/с
э
Анорм.
э.max 2
Gпос. (Vу. ) - нормируемая работа
2g
Пневматики колес самолетов способны поглотить 20…25%
нормированной работы.

30.

3. Типы амортизаторов, требования, предъявляемые к ним.
В зависимости от тела, воспринимающего энергию при
сжатии, амортизаторы делятся на
резиновые,
пружинные,
рессорные,
пружинно-фрикционные,
газово-жидкостные,
жидкостные и др.
7

31.

Требования к амортизационной системе самолета:
8
- поглощение приходящиеся на нее энергии посадочного удара
и ударов при движении по аэродрому, с тем чтобы уменьшить
значения действующих на самолет сил до заданных;
- рассеивание поглощенной энергии для ускорения процесса
затухания вертикальных колебаний самолета на пробеге;
- полное сжатие и растяжение за короткое время с тем чтобы
иметь возможность воспринимать действие последующих ударов
(быстродействие);
- плавное увеличение силы при обжатии и получение ее
наибольшего значения в конце обжатия;
стабильность
характеристик
амортизатора
эксплуатационном диапазоне изменения температуры.
в

32.

4. Работа однокамерных и двухкамерных газожидкостных
амортизаторов.
Работа однокамерного газожидкостного амортизатора.
9

33. Диаграмма работы однокамерного амортизатора

34.

Сила, сжимающая амортизатор
Р=Рг.+Рж.+Рт.+Рин.
Рг сжатия газа
Рж. проталкивания жидкости через небольшие отверстия в
плунжере или между иглой и плунжером,
Рт силы трения
Рин. силы инерции
Сила обжатия амортизатора (Рам.)
Величина обжатия (Sам.)
10

35.

Сила Рг. сжатия газа
11
Рг0
Рг0 - начальная сила при которой амортизатор начинает сжиматься
Рг0 р0 Fсж.
р0 – начальное зарядное давление;
Fсж. – расчетная площадь поршня при сжатии.

36.

Давление газа при сжатии амортизатора
12
изменяется по политропическому закону
pi=p0(V0/Vi)k
рi, Vi — текущие значения давления и объема газовой камеры при
сжатии;
р0, V0 — начальное зарядное давление и начальный объем газа;
k — показатель политропы.
На практике k=1,1…1,2.
По политропическому закону при сжатии изменяется и сила Pг:
PГ=p0 F(V0/Vi)k

37.

Рж - cила проталкивания определяется
приведенной на рисунке и формулой:
диаграммой, 13
ж — гидравлическое сопротивление;
Fж.к — эффективная площадь жидкостной камеры.

38.

Сила, затрачиваемая на преодоление силы трения Pт
Сила трения Pт
Сила трения Pт.м в манжетах
Сила трения в буксах Рт.б
14

39.

Работа амортизатора
15
А=Аг+Аж+Ат
Практикой эксплуатации установлено, что полное сжатие и
растяжение амортизатора должно совершаться за время не более
0,8 секунды.
Для газо-жидкостных амортизаторов
= 0,5…0,6
т.е. за один полный цикл работы амортизатор рассеивает
50…60% поглощенной им энергии.
- коэффициент гистерезиса

40. Схема работа амортизатора

Двухкамерные газожидкостные амортизаторы.
Схема работа амортизатора

41.

17
A

42.

18
Достоинства двухкамерных амортизаторов в сравнении с
однокамерными:
- малая начальная сила, при которой они начинают сжиматься
(начальная сила сжатия двухкамерного амортизатора 0,1…0,15
Рст.пос, а однокамерного 0,4…0,6 Рст.пос), обеспечивающая
снижения уровня нагрузок при поглощении энергии,
соответствующим малым vy;
- наличие необходимого запаса энергоемкости при взлете
самолета с расчетной взлетной массой.

43.

Большая часть агрегатов шасси изготовлена из стали
20
30ХГСА.
Включает число, находящееся на первом месте и показывающее
выраженный в сотых долях процент содержания углерода.
В данном случае он составляет 3%, то есть соответствует норме
для класса среднелегированных сталей.
Литеры «Х», «Г» и «С» указывают на содержание в стали
легирующих элементов – хрома, марганца и кремния. Так как
после буквенных обозначений легирующих элементов нет чисел,
значит их процентное содержание приблизительно равно 1%.
Литера «А» на конце маркировки показывает, что сталь 30хгса
относится к категории высококачественных сталей.

44.

21
Список литературы:
1.
В.И.
Дубинский.
«Планер
и
взлетно-посадочные
устройства самолета-истребителя» Учебное пособие. М.: МАИ,
1995 г.
2. Раздаточный материал к учебному пособию по курсу
«Летательные аппараты», 1994 г.
Задание на самоподготовку:
1. Рассмотреть типы амортизаторов применяемых на ВС.