Александр Пономарев - Советские авиационные конструкторы

С увеличением скорости полета и диапазона ее изменения еще более важным становятся вопросы устойчивости и управляемости самолета в полете. Эти задачи решаются благодаря автоматизации управления самолетом, в первую очередь благодаря применению электронно-вычислительных машин, без установки а применения которых на самолете не мыслится современный летательный аппарат вне зависимое in от его класса и назначения. Использование такого рода вычислительных машин с огромным быстродействием позволяет при проектировании самолета широко внедрить систему автоматизированного проектирования.

Большая стреловидность крыла и его малое удлинение привели к значительному увеличению посадочных скоростей и посадочных углов, а это затруднило посадку самолета. Еще острее встали вопросы я автоматического управления при посадке, и более мощной механизации крыла в целях снижения посадочной скорости. В аэродинамических схемах сверхзвукового самолета применяется крыло с изменяемой стреловидностью, позволяющей близко подойти к аэродинамической оптимизации как при малых, так и при больших скоростях полета При больших скоростях такое крыло имеет значительную стреловидность и малое удлинение, уменьшенную площадь. При малой стреловидности и на малых скоростях полета обеспечивается высокое аэродинамическое качество благодаря увеличению удлинения, площади крыла, а следовательно, приросту подъемной силы и уменьшению индуктивного сопротивления. Внедрение крыла с изменяемой стреловидностью не означает отказа от максимальной механизации крыла. Двухи трехщелевые закрылки, предкрылки, зависающие элероны являются реальными в эффективными средствами повышения подъемной силы на взлете и при посадке самолета.

Создание самолета вертикального и сокращенного взлета и посадки - новое в развитии авиации. Применение ускорителей, стартовых катапульт и других приспособлений для самолетов привычных схем привело конструкторов к мысли о возможности осуществления вертикального или сокращенного взлета и посадки. Эта возможность, придавая самолету новые качества, позволяет ему, подобно вертолету, осуществлять безаэродромное (палубное) базирование, что решает многие вопросы применения самолетов.

Одним из основных средств увеличения скоростей полета до гиперзвуковых является использование теплопрочных конструкционных материалов я применение теплозащиты на наиболее теплонагруженных частях самолета. Широкое применение получает использование КМ, в том числе и на основе углеродных волокон с полимерными матрицами, которые по прочности значительно превосходят традиционные металлические сплавы. Применение КМ приводит к значительному уменьшению массы конструкции самолетов и требует изучения их остаточной прочности и характеристик потери устойчивости.

Однако новые титановые и алюминиевые сплавы имеют на 25 - 30% более высокие характеристики по сравнению с современными сплавами, что также следует учитывать при выборе материалов для будущего самолета.

Увеличение высоты полета также может служить защитой самолета от нагрева. Если пределы высот современных самолетов составляют 28 - 30 км, то гиперзвуковой полет может проводиться на больших высотах. Будущие гиперзвуковые самолеты могут найти различное применение как в военных, так и в мирных целях.

Продолжая работы по созданию истребителей, надеются на создание истребителя со сверхзвуковой крейсерской скоростью полета, который не будет обладать собственной устойчивостью, не должен иметь электродистанциониую систему управления. Не исключено также, что могут быть внесены изменения в понятие "управление с помощью руля высоты, элеронов и руля направления" Они могут быть заменены общим термином "управление по тангажу, крену и курсу". Эти уточнения учитывают применение новых систем управления Будут также сняты требования продольной и боковой устойчивости с зафиксированными рулями, что позволит проектировать статически неустойчивый самолет с системой искусственной устойчивости. В ближайшее время е связи с применением систем непосредственного управления подъемной о боковой силами должны быть сформулированы требования к этим системам. Не исключено и применение крыла со сверхкритическими профилями, переменной кривизной для оптимизации распределения аэродинамической нагрузки по размаху в широком диапазоне летных режимов. На будущих самолетах, видимо, получат все большее распространение ТРДД с малой степенью двухконтурности, имеющие температуру перед турбиной не менее 1700° С и двухступенчатый компрессор для снижения массы и габаритов силовой установки.

Важной областью исследований является проблема объединения оружия и электронного оборудования, так как для экипажа необходимы четкое изображение цели и ее идентификация. Самолет как технический объект исследуется с точки зрения планера, двигателей, электронного оборудования а вооружения. Система оружия должна действовать автономно и быть достаточно эффективной в любых условиях применения. Таким образом, самолеты будут отличаться прежде всего внешними формами, более совершенными аэродинамическими характеристиками и силовыми установками, применением новых жаропрочных сплавов и композиционных материалов, а также более совершенным электронным оборудованием и вооружением.

Примечания

{1} В январе 1877 г. работала первая комиссия, рассмотревшая и одобрившая предложение А. Ф. Можайского. В результате изобретателю были отпущены деньги (3 тыс. руб.), и он начал работать над созданием самолета. В состав комиссии входил Д. И. Менделеев.

{2} Помпаж - неустойчивый режим работы компрессора и двигателя в целом, сопровождаемый возникновением низкочастотных колебаний давления, расхода воздуха во всем газовоздушном тракте и увеличением температуры газа перед турбиной. Помпаж может привести к остановке или поломке двигателя.

{3} В 1912 - 1913 гг. в России была предпринята первая попытка построить хорошо вооруженный и защищенный самолет, предназначенный для поражения наземных целей. Позже немецкая фирма "Юнкерс" пыталась приспособить для штурмовых действий самолет Ю-1. В СССР также создавались аналогичные самолеты (ТШ-3, ТШ-9, ТШ-1, АНТ-18), во это были либо тяжелые машины (из-за большой массы брони), скорость которых не превышала 250 км/ч, либо более легкие (ВУЛТИ, ХАЙ, "Иванов"), но и более уязвимые (из-за недостаточной защищенности экипажа в основных систем самолета). Машины эти, не удовлетворявшие предъявляемым к ним требованиям, не нашли широкого применения, хотя одна из них - Р-5Ш (модификация известного самолета Р-5) даже участвовала в боевых действиях в Испании.