Фюзеляж
Фюзеляж
Фюзеляж объединяет в единое целое отдельные части планера и служит для размещения двигателей, топлива, экипажа и вооружения В некоторых конструкциях вообще обходятся без фюзеляжа: это самолеты типа «летающее крыло», некоторые современные истребители, например Су-27, у которых оперение и двигатели крепятся к специальным балкам, а экипаж и часть оборудования находятся в носовой гондоле.
Ранее считалось, что аэродинамически наиболее совершенной формой фюзеляжа является форма тела вращения с остроконечной носовой частью и большим удлинением. Позже форма фюзеляжа скоростных самолетов изменилась — поперечное сечение его вместо круглого стало близким к прямоугольному. Нижняя часть фюзеляжа делается вогнутой в средней части, в этом случае он играет роль дополнительной несущей поверхности и используется для создания подъемной силы, т. е. становится несущим.
При исследовании аэродинамики скоростных самолетов в 50-е годы было установлено так называемое правило площадей. Оно состоит в том, что комбинация крыла с фюзеляжем обладает наименьшим сопротивлением, когда распределение нормальных к потоку сечений по длине самолета имеет равномерный характер. На практике это означает уменьшение сечения фюзеляжа в области крыла на величину, равную площади, соответствующей нормальной к потоку сечения крыла. Фюзеляжи многих современных самолетов, особенно многоцелевых, приспособленных к долговременным полетам с околозвуковой скоростью на малой высоте, спроектированы с учетом правила площадей, хотя внешне это и не всегда заметно.
Много внимания при проектировании новых самолетов уделялось взаимовлиянию фюзеляжа и крыла Аэродинамическая интерференция между крылом и фюзеляжем при нерациональном их сочленении вызывает дополнительный прирост сопротивления, ведет к потере устойчивости особенно при больших углах атаки В этом отношении лучше всего схема среднеплана и высокоплана.
Аэродинамическую схему самолета определяет взаиморасположение частей планера Большинство самолетов строилось и строится сейчас по так называемой «классической» (нормальной) схеме с хвостовым оперением В 50-е годы очень популярной схемой была «бесхвостка». Сравнение диапазонов скоростей и относительных масс конструкций самолетов классической схемы и «бесхвосток» показывает, что по этим параметрам последние уступают.
Несмотря на меньшее сопротивление и массу некоторых частей конструкции, для достижения той же дальности, скорости и других летных характеристик взлетная масса «бесхвосток» должна быть больше, чем у соответствующих самолетов нормальной схемы Самолет-«бесхвостка» по сравнению с другими схемами имеет преимущества в простоте и меньшей стоимости конструкции Обладая большими теоретическими наработками и многолетним практическим опытом, французская фирма «Дассо» единственная продолжает создавать самолеты-«бесхвостки» («Мираж» 2000) Американский бомбардировщик В-2 построен по схеме «летающее крыло» в основном для достижения большей «невидимости».
Некоторые современные самолеты европейской конструкции схем «бесхвостка» оснащаются горизонтальными плоскостями — дестабилизатором, управляемым оперением и даже небольшим крылом с механизацией (располагаются впереди и выше крыла, т. е. представляют модифицированную схему «утка»). Балансировочная сила, возникающая на переднерасположенном горизонтальном оперении, направлена вверх и увеличивает общую подъемную силу системы «крыло + оперение». Оригинальную схему «биплан-тандем» имеет шведский истребитель «Вигген». Система двух несущих поверхностей разной площади придает самолету рациональную комбинацию хороших взлетно-посадочных характеристик и летных данных при сверхзвуковых скоростях.
Формы фюзеляжа сверхзвуковых самолетов