Лабораторная работа № 1а

«ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ИСТРЕБИТЕЛЬНОЙ АВИАЦИИ»

ЛА истребительной авиации предназначены для уничтожения самолетов и беспилотных средств противника в воздухе. Кроме того, они могут привлекаться для уничтожения наземных (морских) объектов в тактической и ближайшей оперативной глубине обороны противника и ведения воздушной разведки.

Боевые задачи истребительной авиации, вытекающие из предназ­начения, практически не изменялись со времени ее создания, но условия их выполнения, а особенно уровень развития науки и тех­ники, изменились и существенно. Это привело к изменению ТТТ к истребителям, что отразилось на их облике и конструкции.

Завоевание превосходства в воздухе является основной задачей для современных истребителей, которые решают ее главным образом в воздушной бою. Поэтому особое внимание стали уделять характе­ристикам маневренности самолета, зависящей от таких параметров, как скорость набора высоты, радиус установившегося виража, ско­рость разворота, время разгона и др. Очень высокая скорость по­лета, характерная для истребителей 60-х годов, стала считаться необходимой, но не решающей.

В связи с этим к современному истребителю предъявляются следующие требования: обеспечение сверхзвуковой максимальной скоро­сти полета на всех высотах, включая и малые, с целью сокращения времени выхода в зону боевого применения и успешного преодоле­ния ПВО; получение высоких маневренных характеристик, особенно на малых и средних высотах, необходимых для ведения активного воздушного боя; обеспечение повышенной дальности полета, особенно на малых высотах, с целью выполнения задач сопровождения; длительного патрулирования в зоне боевых действий и ведения воз­душного боя; расширение состава и вариантов средств вооружения, вызванное многообразием целей; применение совершенного оборудо­вания, что обусловлено необходимостью точного решения навигаци­онных задач, ведения всеракурсного ракетного воздушного боя и обеспечения безопасности полета; обеспечение улучшенных взлетно-посадочных характеристик, необходимых для выполнения взлета и посадки на частично поврежденные ВПП и для рассредоточенного ба­зирования на аэродромах (в том числе и грунтовых) ограниченного размера; повышение боевой живучести и выживаемости; обеспечение прочности конструкции планера в связи с усилением расхода ресур­са вследствие действия повторных маневренных нагрузок и перемен­ных нагрузок при полете на малых высотах в турбулентной атмосфе­ре.

Проблема создания истребителей, обладающих новым комплексом свойств и отвечающих предъявленным требованиям, решалась:

· во-первых, путем модернизации ранее выпущенных самолетов (например, F - 4, F - 5, "Мираж - 1", "Харриер" и др.) за счет усовершенствования двигателя, оборудования и вооружения. Однако к середине 70-х годов возможности модернизации были исчерпаны и не обеспечивали требуемого прироста боевой эффективности;

· во-вторых, путем создания новых самолетов. В концепции их создания можно выделить следующие направления; проектирование специализированных истребителей, оптимизированных для ведения маневренного воздушного боя или перехвата, и создание многоцеле­вых самолетов, приспособленных для решения большого числа задач, у которых в зависимости от целевого назначения меняется лишь со­став оборудования и вооружения.

Характерным примером современного уровня технического разви­тия зарубежных самолетов первого направления являются истреби­тель для завоевания превосходства в воздухе F – 15 C (рис.1.1) и истребитель маневренного воздушного боя F – 16 С (рис.1.2), а вто­рого - истребитель "Торнадо", созданный на базе многоцелевого самолета "Панавиа-200" (рис.1.3).

Самолет F – 15 C построен по нормальной схеме с трапециевидным, стреловидным крылом с наплывами, двухкилевым вертикальным оперением, дифференциально управляемым стабилизатором, несущим фюзеляжем, оснащен двумя ТРДДФ с тягой каждого на форсаже 113 кН и шасси трехопорной схемы с носовым колесом. В фюзеляже размеще­ны: в головной части РЛС и отсек оборудования, термокабина лет­чика, закабинный отсев оборудования, топливные баки-отсеки, разнесенные отсеки двигателей.

Боковые воздухозаборники рассчитаны на высокие значения коэффициента восстановления на больших углах атаки. Особенностью конструкции является возможность их поворота в пределах 14⁰ относительно оси, что улучшает их работу на больших углах атаки и уменьшает влияние на устойчивость самолета.

На консолях крыла установлены элероны, закрылки, вместо предкрылков используется профиль конической кривизны.

Удовлетворение требованиям минимальной массы конструкции при достаточной прочности и жесткости достигается выбором рациональ­ных силовых схем частей планера, конструкционных материалов, мо­нолитных и сотовых панелей, рамной конструкции силовых элемен­тов, модульного принципа в технологии изготовления.

В конструкции планера помимо традиционных алюминиевых мате­риалов широко применяются новые конструкционные сплавы: титано­вые сплавы (26,7 %), композиционные материалы (22,5 %), сталь и другие материалы (15,5 %).

Встроенное вооружение истребителя включает 20-мм шести-ствольную пушку М61А1 с боекомплектом 940 снарядов, а подвесное вооружение, размещаемое на 4 подфюзеляжных и 4 подкрыльевых точках подвески, включает управляемые ракеты "воздух - воздух".

Рис. 1. 1. Схема самолёта F – 15 C

Рис. 1. 2. Схема самолёта F – 16 A Рис. 1. 3. Схема самолёта «Торнадо»

Ракеты на подфюзеляжных узлах размещаются полуутопленно для уменьшения лобового сопротивления самолета.

Применение оружия, решение пилотажных навигационных задач обеспечиваются прицельно-навигационным комплексом, в основу которого входят импульсно-доплеровская РЛС и ЭЦВМ с программируе­мым процессором, а также системы автоматического управления и повышения устойчивости.

Высокие значения характеристик маневренности самолета достигнуты благодаря возможности маневрирования на больших углах атаки, небольшой удельной нагрузке на крыло р₀ = 5,5 кН / м, высокой тяговооружённости m =1,15. Максимальная скорость по­лета самолета у земли равна 1480 км / ч, на высоте более 12,5 км - 2450 км / ч, практическая дальность полета у земли составляет 1000 км.

Большая масса (m_взл = 20 200 кг) и размеры истребителя обусловливают его большую стоимость. Поэтому в дополнение и истребителю F -15 был создан более дешевый самолет F – 16 A, предназначенный главным образом для ведения маневренного воздушного боя.

Самолет F – 16 А представляет собой моноплан со среднерасположенным стреловидным крылом c = 42°. На самолете установлен один ТРДДФ с максимальной тягой на форсаже, равной 114 кН, и применен нерегулируемый нижнерасположенный воздухозаборник.

Для истребителя F – 16 A характерны относительно небольшая взлетная масса (m_взл = 1O...12 т), небольшая удельная нагрузка на крыло (р₀ = 5 кН / м), большая взлетная тяговооруженность (m = 1,14), малый запас продольной статической устойчивости, ограничение максимальной скорости полета у земли v = 1480 км/ч, дальность полета у земли 800 км.

Особенностью внешней схемы самолета являются, применение высокорасположенного трапециевидного крыла умеренной стреловидности, механизированного по передней и задней кромкам, в сочета­нии с наплывами большой стреловидности и интегральной схемой, однокилевое вертикальное оперение, дифференциально отклоняемый стабилизатор.

Основными конструкционными материалами самолета являются алюминиевые сплавы, которые составляют 80,1 % массы планера. В конструкции планера, кроме того, нашли широкое применение проверенные временем технические решения, стандартные узлы других самолетов и предусмотрена взаимозаменяемость агрегатов планера (например, половин стабилизатора, закрылков, предкрылков).

Вооружение самолета включает встроенную в фюзеляж пушку М61А1, управляемые ракеты "воздух - воздух", "Сайдвиндер", а так­же "воздух - поверхность" "майверик", бомбы, НУРС.

В состав прицельно-навигационной системы, построенной на базе центральной ЭВМ, входят обзорно-прицельная РЛС с щелевой фазированной антенной, оптико-электронная прицельная система, инерциальная навигационная система и др. Дальность обнаружения такой РЛС воздушной цели с s = 3 м² составляет 80...100 км.

Основной особенностью самолета "Торнадо" является оптимизация внешней схемы и конструкции для решения широкого круга за­дач. Отличительной чертой от выше рассмотренных самолетов являет­ся то, что истребитель "Торнадо" выполнен по нормальной аэроди­намической схеме с высокорасположенным крылом изменяемой стреловидности (c = 25°...67°) и боковыми двухмерными воздухозабор­никами. Конструктивно фюзеляж состоит из трех секций (носовой, центральной и хвостовой), основными его конструкционными материа­лами являются алюминиевые сплавы. Крыло механизировано по перед­ней и задней кромкам, причем взлетно-посадочная механизация на промежуточных углах стреловидности используется для улучшения маневренности. Шасси оснащены пневматиками низкого давления, что дает возможность эксплуатировать самолет со слабо подготовленных аэродромов.

Силовая установка состоит из двух ТРДДФ с тягой каждого двигателя на форсаже 75 кН. Топливо размещается в многосекционных самопротектирующихся фюзеляжных баках, килевом баке и кессоне крыла.

Самолет имеет максимальную скорость у земли 1480 км/ч, а на высоте - соответствующую числу М = 2,2, максимальную эксплуатационную перегрузку n_max = 7,5; практическую дальность полета у земли 700...800 км, длину пробега (с реверсом тяги) 570 м, дли­ну разбега 700..800 м; нормальную взлетную массу 22 500 кг.

В целом для современных истребителей характерно:

· высокие маневренные характеристики за счет увеличения тяговооруженности и снижения удельных нагрузок на крыло;

· применение крыльев малого удлинения умеренной стреловидности, имеющих механизацию передней и задней кромок, используемых и в полете для улучшения маневренных свойств самолетов;

· применение интегральной схемы сочленения крыла с фюзеляжем. Это позволяет снизить сопротивление самолета, увеличить свободные объемы для размещения топлива, увеличить строительную высоту крыла в корневой наиболее нагруженной части крыла;

· применение в корневой части крыла наплывов большой стреловидности, что предотвращает срывы потока воздуха на крыле при маневрировании на больших углах атаки;

· отказ от элеронов и использование для поперечного управле­ния дифференциально отклоняемого стабилизатора, что снимает ограничение по реверсу элеронов и позволяет механизировать зад­нюю кромку крыла;

· обеспечение малых запасов продольной устойчивости и использование в управлении автоматических систем управления в по­вышения устойчивости, что увеличивает аэродинамическое качество самолета за счет снижения балансировочного сопротивления;

· применение в качестве основного конструкционного материа­ла алюминиевых сплавов, стандартных узлов, модульных конструкций, что снижает стоимость самолета;

· применение смешанной силовой конструкции фюзеляжа (полумонокок), моноблочных с усиленными стенками силовых схем крыль­ев с нервюрами форменной конструкции в сочетании с широким ис­пользованием монолитных и сотовых панелей, что способствует по­вышению прочности и жесткости конструкции и снижению ее массы;

· применение дорогостоящего комплекса оборудования, объединенного в комплексные прицельно-навигационные системы на основе БЭЦВМ, и многорежимной РЛС с дальностью обнаружения 80...100 км (s = 5...19 м²).

Контрольные вопросы

1. Назначение и задачи истребительной авиации.

2. Требования, предъявляемые к современному истребителю.

3. Пути создание истребителей, обладающих новым комплексом свойств и отвечающих, предъявляемым требованиям.

4. Конструктивные особенности, характеристики и вооружение истребителя F – 15 C.

5. Конструктивные особенности, характеристики и вооружение истребителя F – 16 C.

6. Конструктивные особенности, характеристики и вооружение истребителя “Торнадо».

7. Характерные особенности современных истребителей.

Дата добавления: 2015-03-31