Геометрічні характеристики та зовнішні форми оперення [1], c. 97 102

Геометричні характеристики і зовнішні форми оперення ті ж, що і у крила – розмах, хорда, площа оперення і його керма, подовження, звуження, форма в плані, форма поперечного перетину, вигляд спереду і вигляд збоку.

Форма горизонтального оперення характеризується виглядом в плані (рис. 3.23) і формою профілю. На літаках найбільше розповсюдження отримало пряме і стрілоподібне горизонтальне оперення з симетричним профілем відносної товщини 4-10 %.

Рис. 3.23. Форми горизонтального оперення в плані

Горизонтальне оперення в схемі „утка” розташовано попереду крила (рис. 3.24), а в схемі „безхвостка” взагалі відсутнє (рис. 3.25). В схемі “безхвостка” роль керма висоти виконують елерони при їх симетричному (в один бік) відхиленні. Елерони, яки мають можливість відхилятися асиметрично і симетрично, тобто що виконують роль елеронів і керма висоти, називаються елевонами.

Рис. 3.24. Схема літака “утка”. Рис. 3.25. Схема літака “безхвостка”.

Аj – 37 („утка”)

SR – 71 („безхвостка”)

Форма вертикального оперення характеризується виглядом з боку (рис. 3.26) і формою профілю. Для вертикального оперення застосовується завжди симетричний профіль, що має відносну товщину 4-8 %.

Рис. 3.26. Форми вертикального оперення при вигляді збоку.

На надзвукових літаках застосовується суцільноповоротне горизонтальне оперення - стабілізатор, що відхиляється, а також може бути застосоване суцільноповоротне вертикальне оперення.

Сучасні літаки літають на великих висотах, а отже, на великих кутах атаки. При цьому вертикальне оперення затінюється фюзеляжем і крилом, що погіршує шляхову стійкість. Для підвищення ефективності вертикального оперення застосовують кильові гребені (форкілі), розташовані на верхній частині фюзеляжу перед кілем, і додаткові кілі (фальшкілі), встановлені під фюзеляжем (див. рис. 3.22). Ефективність вертикального оперення, а отже, і шляхову стійкість літака значно підвищує установка горизонтального оперення на кінці кіля.

На деяких літаках встановлюється вертикальне оперення з декількома кілями. На літаку Ан - 28 застосовано подвійне вертикальне оперення, кожен кіль якого встановлений в потік повітря, що відкидається повітряними гвинтами. Така схема забезпечує ефективність роботи оперення при відмові одного двигуна.

Площа керма залежить від типу літака, тобто від необхідного ступеня керованості і стійкості. Площа керма висоти дорівнює 30-40 % загальної площі горизонтального оперення, а площа керма напрямку складає 35-50 % загальної площі вертикального оперення.

Подовження горизонтального оперення λ_го = 2,5 – 3,5 при малих подовженнях крила (λ ≤ 4,5) і λ_го = 3,5 – 4,0 при великих подовженнях| крила. Подовження вертикального оперення λ_во = 0,8 – 3,0. Елерони займають 30-40 % розмаху крила, а їх хорда складає 20-25 % хорди крила.

На реактивних літаках горизонтальне і вертикальне оперення, як правило, виконується стрілоподыбним з кутом стрілоподібності χ ≥ 35°, причому цей кут у оперення більший, ніж у крила на +5°.

Застосування оперення найчастіше з симетричним і тонкішим, ніж у крила, профілем у сукупності з великим кутом стрілоподібності дозволяє навіть при М > М_кр запобігти появі місцевих надзвукових зон на оперенні. Тому оперення зберігає свою ефективність при М >М_кр.

При установці горизонтального оперення особливе значення має правильне розміщення його по висоті відносно крила. Розміщувати оперення потрібно поза слідом повітряного потоку, що сходить з крила, при польоті в діапазоні біля критичних кутів атаки щоб уникнути появи трясіння. При верхньому розташуванні горизонтального оперення ймовірність виникнення вібрацій зменшується і, крім того, при утворенні стрибків ущільнення на крилі, оперення знаходиться поза зоною загальмованого потоку, що збільшує його ефективність. Але верхнє розташування горизонтального оперення вимагає підвищеної міцності вертикального оперення, оскільки на нього передаються навантаження при відхиленні керма висоти.

На літаках з двигунами в хвостовій частині| фюзеляжу горизонтальне оперення встановлюють на верхній частині кіля. Таке оперення отримало назву Т-образного.

Кут відхилення рульових поверхонь (керма висоти і напрямку) зазвичай не перевищує 25-35° в один бік, оскільки більше відхилення майже не збільшує ефективності рульових поверхонь. Рухомий горизонтальний стабілізатор (без керма висоти) вгору відхиляється на кут 15-18° і вниз на 6-10°.

Схожість зовнішніх форм оперення і крила, а також схожість їх навантаження приводять до того, що силові схеми і призначення елементів оперення і крила є схожими. Тому і конструкція елементів оперення схожа на конструкцію елементів крила і при класифікації конструктивних схем оперення і його елементів можна скористатися класифікацією і термінологією, розробленими для крила і його елементів.

Т – образне хвостове оперення літака Ту - 154:

1 - кіль; 2 - кінцевий обтічник кіля; 3 - обтічник стабілізатора;

4 - кермо висоти; 5 - стабілізатор; 6 - кермо напрямку.

Ту – 16 (стабілізатор внизу кіля)

Ан – 12 (стабілізатор на фюзеляжі)

Як – 28 (стабілізатор в середній частині кіля)

Іл – 76 и С – 141 (Т - образний стабілізатор)

Victor (Т - образний стабілізатор)

МіГ – 25 (2 кілі)

Су – 37 (2 кілі)

Ан – 38 (2 кілі)

Бе – 12 (2 кілі)

С – 121 (3 кілі)

OV – 1 (3 кілі)

Е – 2 (4 кілі)

F- 117 (V - образне вертикальне оперення)

Дата добавления: 2014-01-15