Разговоры о статической неустойчивости самолётов

[LIОN]

Насколько мне известно, с некоторыми вариантами подвески Як-130 статически неустойчив в продольном канале. И его устойчивость обеспечивает КСУ.

[LIОN]

А вообще вот краткие сведения:
Аэродинамическая компоновка

(кликните для показа/скрытия)

Общая компоновочная схема
Основной особенностью аэродинамической компоновки спроектированного само-лёта является применение интегральной аэродинамической схемы, особенностью которой является плавное сочленение крыла с фюзеляжем, как в плане, так и в поперечных сече-ниях. При этой схеме обеспечивается участие всей поверхности самолёта в создании подъёмной силы, что позволяет увеличить подъёмную силу при больших углах атаки вследствие большей несущей способности фюзеляжа, а также обеспечивает высокие ма-невренные характеристики. Обводы самолета, выполненные как у сверхзвукового самолета, в совокупности с цельноповоротным стабилизатором применены для имитации сверхзвуковых режимов полёта.
Крыло самолета выполнено трапециевидным в плане, что позволяет увеличить Мкр и уменьшить коэффициент лобового сопротивления, с наплывом и скомпоновано из про-филей малой относительной толщины П-177-8МТ (8% ) у корня и из профилей П-177-6M (6%) в концевом сечении, за счет чего достигается более высокое аэродинамическое каче-ство Крыло имеет стреловидность по передней кромке 31°. На крыле выполнена механи-зация в виде одно щелевого закрылка с дефлектором и поворотных трех позиционных носков по всему размаху с углами отклонения 0°, -25°, -30°. Применение механизации пе-редней кромки позволяет увеличить max и Сy max, что улучшает маневренные характери-стики.
Применение закрылков смещает кривую Сy=f() вверх и влево так, что максималь-ные значения: коэффициента су увеличивается, а угла атаки уменьшается. При выпущен-ных закрылках на угол более 2° носки крыла автоматически отклоняются на угол 25°. Уг-лы отклонения закрылков составляют 20° на взлете и 40° на посадке. Внутри крыла рас-положен топливный бак, трубопроводы топливной и гидравлической систем, элементы управления самолетом и электрооборудование.
В качестве органа управления по тангажу на самолете используется управляемый стабилизатор стреловидной формы в плане с «зубом», состоящий из двух консолей, уста-новленных на общей прямой оси вращения. Углы отклонения на кабрирование (хвостовая часть вверх) на 40°, на пикирование (хвостовая часть вниз) на 15°.
Управление по крену осуществляется элеронами с углами отклонения з=-35°÷+30°, а по курсу рулем направления: рн=±30°. Однокилевое стреловидное вертикаль-ное оперение установлено на фюзеляже.
Самолет снабжен двумя двухконтурными двигателями АИ-222-25. Воздухозабор-ники расположены на боковой поверхности фюзеляжа под наплывами. Для исключения попадания посторонних предметов в двигатели при взлете и посадке воздухозаборники оснащены защитными створками. При выпущенной створке воздух в двигатель поступает через окно верхнего входа. Это предусмотрено для защиты двигателя от попадания посторонних предметов при работе двигателя на земле и во время разгона самолета. Для улучшения характеристик воздухозаборников предусмотрен слив пограничного слоя с фюзеляжа и наплыва крыла в щели, расположенные между воздухозаборниками и этими агрегатами. За воздухозаборниками начинаются отсеки двигателей.
Топливные емкости расположены в специальных отсеках фюзеляжа и крыла.
Шасси самолета, убирающееся в полете, выполнено по трехопорной схеме и обес-печивает базирование, как на аэродромах с искусственным покрытием, так и на грунтовых аэродромах с твердостью грунта >6 кг/см2.
В состав комплексной системы управления самолетом входит механическая часть системы управления – рулевыми поверхностями, механизацией крыла и тормозным щит-ком. Механическая часть комплексной системы управления рулевыми поверхностями включает в себя посты управления в первой и второй кабинах, кинематически связанные между собой жесткой проводкой, рулевые приводы РПД15А, РПД17А и датчики положе-ния ДПР-3. Пост управления представляет собой совместную установку ручек управления и регулируемых под рост летчика педалей, а также механизмов триммерного эффекта (МТЭ).
Комплексная система управления предназначена для:
-   управления стабилизатором, элеронами и рулем направления от РУС и педалей;
-   управления носками крыла, закрылками и тормозным щитком;
-   обеспечения требуемых характеристик устойчивости и управляемости самолета во всей эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полета, углов атаки и перегрузок;
-   автоматического ограничения параметров предельных режимов полета;
-   измерения воздушных параметров и формирования сигналов текущих и предель-ных значений высотно-скоростных параметров;
-   автоматического и директорного управления самолетом;
-   репрограммирования характеристик устойчивости и управляемости самолета.
В состав КСУ-130 входят:
-   отказоустойчивая вычислительная система из четырех идентичных вычислителей с блоками питания;
-   четырехканальные по электрической части и дублированные по гидропитанию электрогидравлические рулевые приводы для управления элеронами, стабилизатором, рулем направления;
-   пульты управления ПУ-66 в каждой кабине;
-   датчики угловых и линейных ускорений, а также датчики измерений воздушных данных.

Конструктивно-силовая компоновка самолета

(кликните для показа/скрытия)

Описание компоновки
Планер самолета представляет собой цельнометаллический моноплан со средне-расположенным трапециевидным и стреловидным механизированным крылом, с распо-ложенными под наплывами крыла боковыми воздухозаборниками к двум двигателям, цельноповоротным стабилизатором, килем с рулем направления и трехопорным шасси.
Силовая установка, включающая в себя два основных двигателя и вспомога-тельную силовую установку (ВСУ), размещена в средней и хвостовой частях фюзеляжа. Топливные емкости расположены в специальных отсеках фюзеляжа и крыла.
Планер самолета эксплуатационными разъемами разделен на фюзеляж, консоли крыла, горизонтальное и вертикальное оперение.
Фюзеляж самолета выполнен по схеме «полумонокок» и представляет собой еди-ный агрегат без эксплуатационных разъемов. Неразъемные соединения в конструкции фюзеляжа выполнены с помощью заклепочного и болтового крепежа. Силовые элементы и обшивка фюзеляжа образуют объемы для размещения экипажа, оборудования, топлива и самолетных систем. К силовым шпангоутам фюзеляжа крепятся опоры шасси, крыло и оперение. Являясь неразъемным агрегатом, фюзеляж технологически состоит их трех ча-стей:
-   носовая часть;
-   средняя части;
-   хвостовая часть.
К носовой части фюзеляжа крепятся наплывы крыла и передняя опора шасси. В но-совой части расположен отсек оборудования. Подход к агрегатам осуществляется через люки, закрытые крышками, которые крепятся замками и крышками на петлях, которые откидываются вверх и фиксируются в открытом положении с помощью подкосов. Также размещен герметичный кабинный отсек, разделенный на две кабины (переднюю и зад-нюю) наклонным шпангоутом. Кабинный отсек закрывается фонарем, состоящим из не-подвижного козырька и откидной части, открывающейся вправо на трех петлях и фикси-рующийся в открытом положении подкосом. В подкабинном отсеке между шпангоутами расположен отсек передней опоры шасси.
Средняя часть фюзеляжа является основной частью фюзеляжа и состоит из отсека топливных баков, отсека основных опор шасси, закабинного и подкабинного отсеков, воздухозаборников и отсеков двигателей. К ней стыкуются носовая часть, хвостовая часть и крыло.
Отсек топливных баков включает в себя два топливных бака.
В верхней части фюзеляжа над топливным баком № 1, за кабиной размещен зака-бинный отсек оборудования. В нижней части фюзеляжа перед баковым и под баковым отсеком, размещается отсек агрегатов системы кондиционирования воздуха (СКВ) и агрегатов кислородной системы БКДУ. На силовых узлах крепятся основные опоры шасси. Убираются основные опоры поперек потока, размещаясь в отсеках фюзеляжа.
Воздухозаборные каналы к двум двигателям расположены по бокам фюзеляжа под наплывами крыла. Для улучшения характеристик воздухозаборников предусмотрен слив пограничного слоя с фюзеляжа и наплыва крыла в щели, расположенные между воздухо-заборниками и этими агрегатами. За воздухозаборниками начинаются отсеки двигателей.
В верхней части фюзеляжа к силовым узлам крепится тормозной щиток.
Хвостовая часть фюзеляжа по силовой схеме - монокок, состоит из отсека и съем-ного хвостового кока. Она является базой крепления киля, стабилизатора и двигателей. В верхней части хвостового отсека размещен отсек оборудования, в отсеке устанавливается вспомогательная силовая установка (ВСУ), и размещаются агрегаты управления стабили-затором и рулем направления. Подход к оборудованию осуществляется через люки, рас-положенные по левому и правому бортам.
Крыло состоит из двух консолей. Каждая консоль крыла стыкуется с фюзеляжем в пяти точках. Крыло оборудовано отклоняемыми носками, выдвижными двухщелевыми закрылками с дефлекторами и элеронами. На концах консолей установлены несъемные балки для спецподвесок. При неустановленных спецподвесках на балки устанавливаются обтекатели. Кроме того, на каждой консоли имеются узлы для установки трех съемных пилонов для спецподвесок. На корневом пилоне обеспечивается подвеска подвесного топливного бака. При не установленных пилонах узлы крепления закрываются крышками.
На концевых частях каждой консоли установлены элероны.
Крыло характеризуется высокой степенью механизации - выдвижными двухщеле-выми. двухсекционными закрылками с неподвижным дефлектором и двухсекционным отклоняемым носком, расположенным по всему размаху крыла.
Внутри крыла расположен топливный бак, трубопроводы топливной и гидравлической систем, элементы управления самолетом и электрооборудование.
Конструктивно каждая консоль крыла состоит из продольного и поперечного наборов: пяти лонжеронов, набора стрингеров, двенадцати нервюр и нижней и верхних панелей, выполненных из высокопрочных алюминиевых сплавов и стали. Основной вид соединений элементов конструкции болтовое и заклепочное. Лонжероны и нервюры выполнены из алюминиевого сплава. Обшивка крыла состоит из панелей, выполненных из листов алюминиевого сплава, подкрепленных стрингерами уголкового профиля. Крепятся панели к поясам лонжеронов болтами и заклепками. Герметизация швов производится герметиком.
На каждую консоль крыла установлен двухсекционный отклоняемый носок. Каж-дая секция навешивается на четырех опорах. Отклонение секций носка и их уборка производится с помощью гидроцилиндров, установленных по два на каждую секцию носка. В хвостовой части навешивается на трех узлах элерон. Элерон цельнометаллический, выполнен из алюминиевого сплава и имеет клепанно-болтовую конструкцию.
Шасси самолета - трехопорной схемы, состоит из управляемой передней опоры и двух основных опор рычажного типа с выносным амортизатором. Передняя опора убира-ется по направлению полета, а основные убираются в фюзеляж перпендикулярно про-дольной оси самолета.
В конструкции планера применены, в основном, алюминиевые сплавы. Силовые элементы: траверсы крепления крыла, узлы навески основных опор и др., выполнены из стали и высокопрочного алюминиевого сплава 1933Т. Также широко применяются композиционные (в основном углепластики) материалы, из которых изготовлены элементы конструкции оперения, механизации передней и задней кромок крыла, люков и капотов.
Основным видом соединения материалов, используемых в конструкции планера, являются заклепочное и болтовое.
Шасси самолета - трехопорной схемы, состоит из управляемой передней опоры по-лурычажного типа и двух основных опор рычажного типа с выносным амортизатором. Все три опоры убираются и выпускаются одновременно. Передняя опора убирается по направлению полета, а основные убираются в фюзеляж перпендикулярно продольной оси самолета.
Двигатели устанавливаются в фюзеляже самолета симметрично относительно вер-тикальной плоскости симметрии самолета, под углом 9° к строительной горизонтали фю-зеляжа.
Двигатели крепятся к конструкции фюзеляжа по двум поясам переднему и заднем}-. Соответствующие узлы правого и левого двигателя одинаковы.
Передний пояс крепления воспринимает силу тяги, продольные, боковые и верти-кальные инерционные силы от массы двигателя, крутящие моменты относительно про-дольной и вертикальной осей, создаваемые роторами двигателями.
Узел заднего крепления воспринимает вертикальные силы и обеспечивает тепловое удлинение двигателя.
Оперение самолета состоит из горизонтального и вертикального оперения.
Горизонтальным оперением является управляемый стабилизатор стреловидной формы в плане с «зубом», состоящий из двух консолей, установленных на общей оси вращения.
Стабилизатор отклоняется на кабрирование (хвостовая часть вверх) на 40° на пики-рование (хвостовая часть вниз) на 15°.
Вертикальное оперение однокилевое с навешенным на него рулем направления. Углы отклонения руля направления ±30°.

[nikozavr]

Компновка самолета выполнена по устойчивой схеме.
Лион, а как Вы узнали, что без КСУ самолет неустойчив в каком либо диапазоне? Без КСУ этот самолет не летал.

А вообще: Самолет в полетной, взлетной и посадочной конфигурациях на «Основном» и «Резервном» режимах работы КСУ устойчив по перегрузке во всем эксплуатационном диапазоне углов атаки.

За все варианты сейчас не скажу - надо акт смотреть.

На самолетах с устойчивой компоновкой КСУ улучшает характеристики устойчивости и управляемости. Это одна из ее функций, как на старых системах управления - СУУ (система улучшения устойчивости).

[LIОN]

Компновка самолета выполнена по устойчивой схеме.
Лион, а как Вы узнали, что без КСУ самолет неустойчив в каком либо диапазоне? Без КСУ этот самолет не летал.

Сарказм неуместен. Конечно не летал. Но рассчитывался! Информация из первоисточников, которых у нас хватает.

[LIОN]

Предназначение КСУ на Яке написано в моём предыдущем посте под спойлером.

[nikozavr]

Тем не менее компоновка самолета выполнена по устойчивой схеме!

[nikozavr]

Функции КСУ мне прекрасно известны. В том числе и на Яке. В Вашем/нашем источнике они указаны не все.

[LIОN]

Тем не менее компоновка самолета выполнена по устойчивой схеме!

С этим никто и не спорит. Я говорил о другом (см. выше).

[nikozavr]

Я подумал, что Вы оспариваете схему.
Расчеты, которые показывают наличие местной неустойчивости с каким либо вариантом подвесок - это всего лишь расчеты. Мы то с Вами знаем кто считает и как считает нынче. Тем не менее даже если так? Что с того?Это всего лишь подтверждает, что КСУ выпоняет свои задачи и соответствует требованиям в части обеспечения заданного уровня характеристик устойчивости и управляемости.