3.5. Общие требования, предъявляемые к конструкции самолета

Современные достижения авиационной науки и техники, а также большой опыт в области проектирования, произ-водства и эксплуатации самолетов позволяют сформулиро-вать требования, предъявляемые к конструкциям самолетов.

Рассмотрим общие, т. е. обязательные для всех самолетов и их агрегатов, требования. Эти требования необходимо выполнять независимо от назначения самолета.

1. Аэродинамические требования. Для любого самолета должны быть определены оптимальные формы, параметры и взаимное распо­ложение агрегатов, обеспечивающие получе-ние заданных летных и взлетно-посадочных характеристик.

Каждый самолет должен быть достаточно устойчив и иметь хоро­шую управляемость на всех режимах полета; долж-

на быть обеспечена полная безопасность взлета и посадки.

2. Требования прочности. Все силовые элементы и узлы должны иметь достаточную прочность, т. е. выдерживать все виды нагру­зок в соответствии с требованиями норм прочнос-ти, которые пре­дусматривают различные случаи нагружения агрегатов в полете, а также при взлете, посадке и движении по аэродрому.

3. Требования жесткости. Необходимо обеспечить сохранение задан­ной формы агрегатов, не допускать чрезмер-ных деформаций конструк­ции в полете (прогибов и углов крутки, которые могут привести к воз­никновению опасных вибраций конструкции) и остаточных деформаций.

Недостаточная жесткость конструкции может привести к ее прежде­временному разрушению.

4. Требование наименьшего веса (массы). При выбран-ных парамет­рах агрегатов необходимо рационально опреде-лить их конструктивно-силовые схемы, причем следует стре-миться к эффективному использова­нию усиленных элементов продольного и поперечного наборов крыла, фюзеляжа и оперения.

Малый вес (масса) конструкции агрегатов самолета является одним из основных показателей ее совершенства. Вес конструкции можно уменьшить, делая ее равнопрочной, при-меняя новые конструкционные материалы, уменьшая коли-чество и размеры несиловых элементов, увеличивая количест-во функций, выполняемых одним силовым элемен­том, сов-мещая технологические и эксплуатационные разъемы и т. д.

5. Требования живучести. Под живучестью конструк-ции агрегатов самолета понимается способность ее выполнять свои функции (выдер­живать нагрузки), не прерывая полета, при частичных разрушениях, произведенных пулями, снаря-дами, взрывной волной. Применение кон­струкций с работаю-щей обшивкой при изгибе и кручении существенно повышает ее живучесть.

6. Эксплуатационные требования удовлетворяются целым комплек­сом качеств конструкций агрегатов и самолета в целом. К такому ком­плексу относятся:

а) надежность – это способность самолета выполнять поставленные перед ним задачи с сохранением своих летных и эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение заданного промежутка времени.

Надежность обеспечивается прочностью и жесткостью конструкции агрегатов, узлов и элементов самолета, безотказ-ным функционированием его систем, механизмов и обору-дования. Повышение надежности достигается такими меро-приятиями, как протектирование топливных баков, защита от пожара, резервирование и дублирование ответственных систем.

б) Хороший доступ ко всем частям и деталям, подлежа-щим текущему и периодическому осмотру и обслуживанию; возможность ремонта конструкции; возможность хранения са-молета под открытым небом и эксплуатации его в различных метеорологических условиях.

в) Соответствие компоновки самолета его назначению, возможность быстро производить его загрузку и разгрузку.

Компоновка - это общий вид самолета, взаимное распо-ложение его агрегатов и различных систем.

г) Возможность замены основных агрегатов и узлов конструкции в процессе эксплуатации самолета;

д) Высокие экономические показатели эксплуатации пас-сажирских и транспортных самолетов, т. е. возможно мень-шая себестоимость полета, возможно меньшие трудоемкость и время подготовки полета и выполнения регламентных и ре-монтных работ.

7. Требования по производственно-технологическому комплексу. Конструкция агрегатов и узлов должна быть рассчитана на возмож­ность применения наиболее прогрессивных и экономичных технологи­ческих процессов при данном объеме производства.

Выполнение отдельных требований может обеспечить решение не­скольких задач. Например, увеличение толщины обшивки позволяет обеспечить лучшее качество поверхности и тем самым уменьшить лобо­вое сопротивление, упрощает технологию изготовления, повышает проч­ность, жесткость и живучесть конструкции.

Однако более характерна другая сторона взаимосвязи требований, а именно их противоречивость. Например, повышение прочности, жесткости и живучести конструк­ции сопровождается увеличением веса. Для удовлетворения требований эксплуатации агрегаты должны иметь разъемные соединения и множе­ство люков, что существенно увеличивает вес конструкции.

В тех слу­чаях, когда удовлетворение одному требованию существенно улучшает показатели самолета, но незначительно ухудшает его свойства, связан­ные с другими требованиями, предпочтение отдается первому. Так, на­пример, на самолетах, летающих на околозвуковых скоростях, приме­нены стрело-видные крылья, и это, при некотором увеличении веса кон­струкции и усложнении технологии, позволило резко уменьшить сопротивление при трансзвуковых скоростях полета.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для обеспечения безопасности полета, улучшения эксплуатационных характеристик ВС и расширения возможностей его использования ВС должны удовлетворять целому ряду требований. Требования, предъявляемые к ВС гражданской авиации, определяются Нормами летной годности гражданских самолетов (НЛГ).