Преимущества и недостатки нормальной схемы

Преимущества:

Позволяет получить наибольший разбег допустимых центровок по сравнению с другими аэродинамическими схемами. Это свойство наиболее ценно для пассажирских и транспортных самолетов. Остальные преимущества определяются отсутствием недостатков других схем:

Безопаснее чем утка, так как отсутствует опасность клевка.

В отличие от бесхвостки, позволяет использовать мощную механизацию крыла, что улучшает взлётно-посадочные характеристики.

Недостатки:

Наличие потерь на балансировку. Для статически устойчивого самолета, балансировочное усилие на ГО вычитается из подъемной силы крыла.

Просадка при выполнении маневра. Причина та же - управляющее усилие направлено вниз.

Развитие ЭДСУ позволило перейти к статически неустойчивым самолетам, что нейтрализует оба указанных недостатка.

 

 

25. Преимущества и недостатки схемы «утка»

Преимущества:

Схема «утка» обеспечивает управление по тангажу без потерь подъемной силы на балансировку, т.к. подъемная сила ПГО совпадает по направлению с подъемной силой основного крыла. Поэтому ЛА, построенные по этой схеме, имеют лучшие характеристики грузоподъемности на единицу площади крыла.

Недостатки:

Самолеты, построенные по аэродинамической схеме "Утка" имеют серьёзный недостаток, который называется «тенденция к клевку». «Клевок» наблюдается на больших углах атаки, близким к критическому. Из-за скоса потока за передним горизонтальным оперением (ПГО) угол атаки на крыле меньше, чем на ПГО. В результате по мере увеличения угла атаки срыв потока начинается сначала на ПГО. Это уменьшает подъемную силу на ПГО, что сопровождается самопроизвольным опусканием носа самолета — «клевком», — особенно опасным на взлете и посадке.

26. Преимущества и недостатки схемы «бесхвостка»

Преимущества:

Самолет схемы «бес­хвостка» обладает многими преимущест­вами по сравнению с традиционными схе­мами, которые обусловлены значительным снижением массы конструкции, аэродина­мического сопротивления и стоимости бла­годаря исключению хвостовой части фюзеляжа и аэродинамических поверхностей оперения.

Недостатки:

Неустойчивость в движении танга­жа, тенденция крыла к вращению относи­тельно собственной поперечной оси, если положение точки приложения подъемной силы (центр аэродинамического давления) изменяется относительно положения цент­ра масс. Устойчивость такого аппарата лег­ко обеспечить для некоторого расчетного значения скорости, но при изменении ско­рости или положения центра давления обеспечение устойчивости представляется до­вольно сложным.

Малое плечо по­верхностей управления по тангажу. Так как традиционные органы балансировки-рули высоты располагаются очень близко к центру тяжести (для «бесхвосток» с пря­мым крылом), их эффективность значи­тельно снижается по мере уменьшения ве­личины плеча этих поверхностей управле­ния. Это означает, что для создания требуе­мой по величине силы они должны откло­няться на больший угол. Поэтому для обес­печения балансировки самолета в горизон­тальном полете требуется отклонить рули высоты, что приводит к появлению допол­нительного аэродинамического сопротив­ления, известного под названием балансировочного.

 

Достоинства и недостатки среднеплана

Достоинства:

Расположение крыла в середине фюзеляжа позволяет легче организовать сопряжение крыла и фюзеляжа.

Промежуточное между высоким и низким положение крыла позволяет убирать стойки шасси в крыло.

Подвешенное под крыло вооружение не подвергается опасности удара о взлётно-посадочную полосу.

Снижается э ффективная площадь рассеяния при визировании сбоку (соображение, определившее аэродинамическую схему истребителя «Грипен»).

Недостатки:

Силовая балка, объединяющие обе плоскости крыла, должна проходить через фюзеляж, накладывая ограничения на компоновку внутренних агрегатов в этом месте.

Как альтернатива силовой балке могут быть использованы мощные кольцевые шпангоуты, однако они утяжеляют планер и затрудняют проведение ремонтных работ и модификаций.

Достоинства и недостатки низкоплана

Достоинства

При аварийной посадке с невыпущенным шасси удар воспринимается в основном конструкцией крыла, защищающей пассажиров и экипаж.

В случае аварийной посадки на воду крыло, благодаря встроенным топливным бакам-кессонам, выполняет роль понтона, вместе с фюзеляжем обеспечивая плавучесть самолёта.

Стойки шасси удаётся сделать короткими, и, как следствие, более прочными и лёгкими; упрощается его уборка и выпуск.

Сказывается влияние земли (экранный эффект) на взлётно-посадочные характеристики.

При расположении двигателей на крыле упрощается доступ к ним, что делает удобным техническое обслуживание двигателей при эксплуатации.

Планер самолёта легче по сравнению с высокопланом и среднепланом.

Недостатки:

Создаётся диффузорный эффект (повышается сопротивление) в месте стыка фюзеляжа и задней кромки крыла.

Повышается вероятность касания крылом при посадке.

Снижается поперечная устойчивость самолёта.

Низкое расположение двигателей (в случае расположения их под крылом): повышается вероятность попадания посторонних предметов в двигатель, повышенные требования к качеству взлётно-посадочной полосы.

Ухудшается обзор из иллюминаторов для пассажиров самолета.

 

Достоинства и недостатки высокоплана

Достоинства:

Низкое, относительно земли, расположение фюзеляжа, что упрощает и ускоряет загрузку/разгрузку самолёта, особенно — грузовых и военно-транспортных модификаций. По этой причине при проектировании грузовых самолётов часто используют именно такое расположение крыла, например Ан-12, Ан-26, Ан-124, Ан-225, Ил-76, С-130.

Высокое расположение двигателей и (если таковые имеются) воздушных винтов, что снижает вероятность их повреждения при взлёте и посадке на необорудованных взлётно-посадочных полосах в боевых условиях, или, например, в снегах Заполярья.

Уменьшается паразитная аэродинамическая интерференция крыла с фюзеляжем, характерная для низкоплана.

Улучшается продольная устойчивость самолёта на больших углах атаки.

Широкий диапазон эксплуатационных центровок.

 

Недостатки:

Затрудняется доступ к двигателям и крылу в силу их высокого расположения, — для проведения их технического обслуживания требуются стремянки и подъёмные приспособления.

При расположении основных стоек шасси в гондолах на крыле (Ан-24/Ан-26, Fokker 50 и Bombardier Dash 8) их приходится делать весьма длинными, что обусловливает их повышенный вес, сложность конструкции, и, как следствие, более низкую надёжность их механизмов. Альтернативное решение заключается в установке шасси в обтекателях на фюзеляже, что уменьшает его колею и соответственно ухудшает поперечную устойчивость самолёта на земле при разбеге и пробеге в условиях бокового ветра.