ПРОЕКТИРОВАНИЕ САМОЛЕТА

Недостаточно знать самолет только после того, как он уже по­строен. Для полного понимания дела надо иметь представление и о процессе производства самолета.

При постройке военных самолетов главной задачей является обеспечение летных качеств — скорости, скороподъемности и ма­невренности, и самолет конструируется так, чтобы удовлетворять этим важнейшим требованиям. Что же касается самолетов, пред­назначенных для транспортных целей, то при их постройке при­ходится учитывать другие факторы, как, например, удобства и про­сторное размещение пассажиров и их наибольшую безопасность. Конечно, в обоих случаях соответствие самолета его назначению в значительной мере зависит от технического искусства его конструк­торов.

Конструктор должен сначала определить требуемые летные ка­чества машины, которую он хочет создать, и, исходя из опыта и знаний, мысленно представить себе схему и общие очертания внеш­него вида нового самолета. Для эксплоатации транспортного (мно­гоместного пассажирского) самолета большое значение имеет вмести­мость пассажирской кабины, поэтому должно быть предусмотрено просторное помещение для пассажиров, обеспечивающее им все удобства.

Хорошая вентиляция и обогревающие приспособления, способ­ные поддерживать постоянную температуру, являются другой проб­лемой, требующей к себе внимания.

Выше было указано, что посадочная скорость должна остаться в определенных пределах. Крейсерская скорость такого самолета должна быть как можно выше при минимальном расходе горючего. Последнее требует от конструкторов, чтобы лобовое сопротивление самолета было минимальным. Это в свою очередь требует наимень­ших вредных сопротивлений, что достижимо только тогда, когда наружные поверхности конструкции по возможности ровны и гладки; отсюда форма самолета должна быть по возможности обтекаемой, поскольку это не отражается на размерах кабины, обеспечивающих удобство для пассажиров. От этих специфических требований очень часто приходится отступать; так, например, если самолет должен летать с тяжелым грузом над высокими горами, боль­

шая крейсерская скорость может стать второстепенным фактором, а в качестве важнейшего фактора выступит «рабочий потолок» са­молета.

Конструктор мысленно создает схему самолета, постоянно имея в виду тип и мощность моторов, которые он намерен поставить на новый самолет. Изготовляются предварительные черновые наброски и чертежи; сюда входят также расчеты летных качеств. Эти расчеты производятся после выбора наивыгоднейшего профиля крыла. В большинстве случаев, для того чтобы лучше проверить идею конструктора, изготовляется макет будущего самолета.

Как только установлены размеры и общая форма самолета, изготовляется деревянная модель его в масштабе, необхо­димом для испытаний в аэродинамической трубе. Малейшие неточности в деревянной модели увеличатся во много раз на бу­дущем самолете. Вот почему эти модели изготовляются высоко­квалифицированными мастерами. После всесторонних испытаний модели в аэродинамической трубе, произведенных в соответствии с искусственно воспроизведенными различными условиями дей­ствительного полета, конструктор получает важнейшие данные и ра­счеты: сопротивление, управляемость, устойчивость и т. д. Если на этой стадии можно внести усовершенствования, они вносятся в модель немедленно, прежде чем сделан генеральный проект. Все данные, полученные при испытании в аэродинамической трубе, используются в качестве базы, на основе которой вырабатываются дальнейшие детали.

Затем производится общий анализ напряжений всей конструкции в целом, после чего постепенно подвергают этому анализу мелкие части. В результате анализа напряжений устанавливаются общий размер и формы различных частей и производится предварительный подсчет веса конструкции самолета. По мере разработки проекта в него вносятся те или иные улучшения, но, конечно, не за счет прочности конструкции. Составляется диаграмма центровки для установления центра тяжести самолета, а центр тяжести в свою очередь должен находиться в заранее определенном положении отно­сительно центра давления крыла.

Для того чтобы установить необходимую прочность всей кон­струкции и отдельных ее частей, выясняют аэродинамическую на­грузку в нормальных условиях полета (эти данные получаются испытанием в аэродинамической трубе), а затем эта нагрузка умно­жается на известный коэфициент прочности (предписываемый имею­

щимися в каждой стране особыми законодательными органами, ве­дающими этими вопросами). Полученный таким образом результат умножают на величину максимальной возможной нагрузки в самых сложных атмосферных условиях и выводят окончательный результат, называемый «проектной нагрузкой». Получив эту цифру, конструктор имеет ясное представление о прочности, необходимой для его нового самолета, хотя в дальнейшем ему часто приходится возвращаться к тем данным и цифрам, которые были получены при предваритель­ных исследованиях.

Когда вся указанная работа закончена, изготовляется полная спецификация, пока, наконец, вся работа не выльется в чертежи мельчайших деталей различных частей самолета. Различные стадии хода проектирования так тесно связаны между собой и творческая работа настолько продолжительна, что мелкие изменения иногда приходится вносить до самого конца постройки самолета.

На заводе производятся различные испытания по определению прочности материалов, предназначенных для отдельных частей самолета, что является дальнейшим контролем правильности теоре­тических расчетов.

В течение многих лет считали, что увеличение размеров самолета требует увеличения его веса не в простой пропорции, а в кубе, т. е. что увеличение размеров самолета вдвое вызывает якобы уве­личение его веса в 8 раз. При современном уровне знаний и опыта установлено, что если размеры самолета удвоить, то его вес может утроиться, но в то же время полезная нагрузка, которую может поднять этот большой самолет, увеличится почти в 3 раза. Таким образом, старая теория, считавшая, что вес самолета есть функция его размеров, должна быть отброшена.

Современный самолет должен давать больше, чем только хорошие летные качества. Удобства пассажиров имеют не менее важное значение.

Пассажирский самолет можно считать удовлетворяющим совре­менным требованиям, если кабина оборудована вентиляцией, допу­скающей обмен воздуха в количестве 1 куб. м в минуту на каждого пассажира; вибрации не превышают 0,003 лш; шум удерживается на уровне менее 85 децибел; температура в кабине — 17—18° С.

Пилот, ведущий пассажирский самолет, не должен производить снижение круче, чем на 100 м в минуту, и не делать разворота с кре­ном, превышающим 15°.