Организационная часть (10 мин.).

1. Краткий опрос обучающихся по теме № 1, занятия № 1.

2. Порядок изучения темы №1, занятия №2.

4.2. Хвостовое оперение самолета (15 мин.).

Оперением самолета называются аэродинамические поверхности, которые служат для балансировки самолета, а также для обеспечения потребной устойчивости и управляемости относительно всех осей. К оперению самолета относятся неподвижные и подвижные части горизонтального и вертикального оперения (рис. 4.1.). Горизонтальное оперение обеспечивает продольную балансировку, устойчивость и управляемость и состоит из неподвижного или малоподвижного стабилизатора и руля высоты. Вертикальное оперение обеспечивает путевую балансировку, устойчивость и управляемость и состоит, как правило, из неподвижного киля и руля направления.

Рис. 4.1. Схема хвостового оперения

Вертикальное оперение обычно состоит из киля и руля направления. Горизонтальное — из стабилизатора и руля высоты (рис.4.1.). Компоновка оперения на самолете должна обеспечивать достаточную эффективность на всех режимах полета, включая взлет и посадку. Горизонтальное оперение нормальной схемы располагают в хвостовой части фюзеляжа. Формы и геометрические параметры оперения аналогичны таким же характеристикам крыла.

Рис. 4.2. Схема двухкилевого – а, трехкилевого – б оперения.

По высоте его располагают так, чтобы на всех основных режимах полета оно не затенялось крылом и фюзеляжем. Этому требованию лучше всего отвечают схемы с горизонтальным оперением, расположенным ниже оси фюзеляжа или на верхней части киля.

На самолетах типа «утка» (рис. 4.2.а) горизонтальное оперение располагается впереди крыла. При такой схеме оперение более эффективно, чем оперение, расположенное за крылом. Вертикальное оперение обычно располагают на фюзеляже. Если потребные размеры оперения получаются большими, применяют двух и трехкилевые схемы (рис. 4.2. а, б). У самолетов без горизонтального оперения или выполненных по схеме «утка» вертикальное оперение может устанавливаться на крыле (рис.4.2. а). На высотных самолетах с большими сверхзвуковыми скоростями полета часть вертикального оперения выносят вниз под фюзеляж (рис.4.3. а).

Рис.4.3. Однокилевая схема оперения

Типы нагрузок и характер нагружения оперения крыла аналогичны. Поэтому их конструктивно-силовые элементы весьма похожи.

4.3. Эксплуатационные ограничения самолётов. (10 мин.)

Нормы прочности и жёсткости

При проектировании любого строительного сооружения возникает вопрос, какие нагрузки на него будут действовать впроцессе эксплуатации и на какие силы проектируемое сооружение должно быть рассчитано. Особенно это важно знать при проектировании самолетов.

Действительно, если задать излишне большие нагрузки, тоэто приведет к значительному перетяжелению самолета, росту стоимости или ухудшению летно-технических характеристик. Если же задать слишком малые нагрузки, то вэксплуатации они будут часто превышаться, что приведет или к появлению остаточных деформаций, или даже к разрушению самолета. Поэтому нагрузки для проектируемых самолетов задаются в законодательном порядке нормами прочности и жесткости.

Конструкция самолета должна быть достаточно жесткой, чтобы при ее нагружении формы самолета не искажались, а его аэродинамические характеристики, характеристики устойчивости и управляемости изменились бы в допустимых пределах.

Такое же требование предъявляется к отдельным частям и узлам конструкции. В частности, недопустимо, чтобы по причине недостаточной жесткости нарушалась кинематика механических элементов управления закрылками, щитками, предкрылками, створками люков или какими-либо другими отклоняющимися поверхностями. В конструкции не должно возникать опасных колебаний, органы управления должны быть достаточно эффективны на всех режимах полета. Степень удовлетворенная этим требованиям в значительной мере зависит от жесткости конструкции. Нормы жесткости регламентируют допустимые деформации частей самолет прогибы и углы крутки, устанавливают величину нагрузки, при которой не должно быть видимых остаточных деформаций, потери устойчивости обшивки и т. п. В нормах жесткости формулируются требования к значениям критических скоростей, скоростей автоколебаний для несущих поверхностей самолета, эффективность рулей и пр. По мере развития авиационной науки и техники нормы непрерывно совершенствуются и обновляются.