Самолетостроение. Требования, предъявляемые к конструкции самолетов.

Требования, предъявляемые к конструкции самолетов

Все требования, предъявляемые к конструкции самолетов, подразделяют на общие, обязательные для всех агрегатов планера, и специальные.

К общим требованиям относят аэродинамические, прочностные и жёсткостные, надежности и живучести самолетов, эксплуатационные, ремонтопригодности, технологичности производства самолетов, экономические и требования, минимальной массы конструкции планера и функциональных систем.

Аэродинамические требования сводятся к тому, чтобы влияние формы самолета, его геометрические и проектные параметры соответствовали заданным летным данным, полученным при наименьших энергетических затратах. Реализация этих требований предусматривает обеспечение минимального сопротивления самолета, потребных характеристик устойчивости и управляемости, высоких ВПХ, показателей крейсерского режима полета.

Выполнение аэродинамических требований достигается выбором оптимальных значений параметров отдельных агрегатов (частей) самолета, их рациональной взаимной компоновкой и высоким уровнем удельных параметров.

Прочностные и жёсткостные требования предъявляются к каркасу планера и его обшивке, которые должны воспринимать все виды эксплуатационных нагрузок без разрушения, при этом деформации не должны приводить к изменению аэродинамических свойств самолета, не должны возникать опасные вибрации, не должны появляться значительные остаточные деформации. Выполнение этих требований обеспечивается выбором рациональной силовой схемы и площадей поперечных сечений силовых элементов, а также подбором материалов.

Требования надежности и живучести самолета предусматривают разработку и реализацию конструктивных мероприятий, направленных на обеспечение безопасности полетов.

Надежность самолета представляет собой способность конструкции выполнять свои функции с сохранением эксплуатационных показателей в течение установленного срока межрегламентного периода, ресурса или другой единицы измерения времени функционирования. Характеристиками надежности являются налет часов на один отказ, количество отказов на один час налета и др.

Повысить надежность самолета можно подбором надежных элементов конструкции, их дублированием (резервированием).

Живучесть самолета определяется способностью конструкции выполнять свои функции при наличии повреждений. Для обеспечения этого требования необходимы конструктивные мероприятия, например, применение статически неопределимых силовых схем, эффективных противопожарных мероприятий и, главным образом, резервирования. Эти требования особенно важны для обеспечения заданного уровня безопасности полетов.

Эксплуатационные требования предусматривают создание таких конструкций, которые позволяют в сжатые сроки обеспечивать техническое обслуживание самолетов при минимальных материально-технических затратах.

Реализация таких требований возможна при обеспечении удобного доступа к агрегатам, стандартизации и унификации узлов, агрегатов, частей самолета и разъемов, применении встроенных систем автоматического контроля технического состояния систем и агрегатов самолета, эффективных систем поиска неисправностей и их устранения, увеличении ресурса и межрегламентных сроков службы.

Требования ремонтопригодности предопределяют возможность быстрого и дешевого восстановления отказавших (поврежденных) частей ВС, оперативного поддержива­ния численности самолетомоторного парка. Значимость этих требований возрастает в связи с постоянным усложнением самолетов и средств наземного обслуживания (СНО).

Требования технологичности производства самолетов предполагают минимальные трудозатраты на изготовление и освоение массового серийного производства. Удовлетворение этих требований достигается агрегатированием, панелированием конструкции, применением хорошо обрабатываемых материалов, простотой конфигураций конструктивных элементов, возможностью использования высокопроизводительных технологических процессов поточного и конвейерного производства.

Экономические требования исходят из потребностей минимальных затрат на производство и эксплуатацию всего парка самолетов. На повышение экономических показателей направлен комплекс мероприятий по созданию оптимального парка рентабельных самолетов, средств их обслуживания и систем обеспечения полетов. Оптимальной считается такая конструкция самолетов, у которой суммарная стоимость производства, содержания, технического обслуживания и ремонта за все время эксплуатации минимальна.

Требования минимальной массы самолетов предусматривают создание конструкций с высокой весовой отдачей по полезной нагрузке в результате выбора рациональной силовой схемы, применения более точных методов расчета, использования соответствующих по удельной прочности и жесткости конструктивных материалов (например, композиционных), уменьшения количества разъемов, применения новых методов крепежа (сварка, клеесварка), максимальной реализации принципа равнопрочности.

Одни требования к конструкции самолетов реализуются на практике гармонично, другие требуют комплексного разрешения, поскольку некоторые требования вступают в противоречия между собой (например, все требования противоречат требованию минимальной массы).

Специальные требования предъявляются к конкретным агрегатам (крылу, оперению, фюзеляжу и т.д.). Онисвязаны со спецификой их работы.