1.1.3.2. Розташування двигунів, їх тип та кількість

Виходячи з технічного завдання на проект, силова установка повинна забезпечувати безпечний політ на крейсерській висоті H_кр = 9500 м та швидкість польоту V_кр = 740 км/год (M_кр = 0,6801). Найкраще для цього підходять газотурбінні двигуни (ГТД).

При виборі типу ГТД основним критерієм, що дасть змогу забезпечити високі показники транспортної ефективності, буде питома витрата палива.

Найбільш перспективним та вдалішим двигуном для дозвукових літаків є турбогвинтовентиляторний двигун (ТГВД). Літаки, на яких застосовується двигуни такого типу, можуть досягати відносно високих швидкостей крейсерського польоту (650–800 км/год) при значно меншій, в порівнянні з іншими типами двигунів, питомій витраті палива.

Особливість турбогвинтовентиляторних двигунів – застосування на них лопатей «шаблевидного» типу. По своїй природі ефект «шаблевидних» лопатей такий же, як і стріловидного крила, тобто «шаблевидні» лопаті виконані таким чином, щоб зменшити стрибки ущільнення на їх кінцях, а значить відтягується явище зриву потоку. Це забезпечує збільшення числа M_крит, що дозволяє підвищити частоту обертання лопатей й досягати відносно високої швидкості польоту. [2, 7]

Кількість двигунів необхідних для забезпечення усіх закладених у проекті льотних та економічних характеристик, залежить від ряду факторів, обумовлених як призначенням літака, так і його основними параметрами транспортної ефективності.

Силова установка сучасного літака проектується з урахуванням забезпечення незалежної (автономної) роботи двигунів. Міжремонтний ресурс сучасних ГТД досягає кількох тисяч годин наробітки, а імовірність їхньої відмови не велика. Тому виникає питання пов’язане з вибором встановлення на ПС меншої кількості більш потужних двигунів, або більшої кількості менш потужних двигунів. При виборі кількості та потужності двигунів необхідно виходити, перш за все, з міркувань безпеки польотів, керуватися положеннями міжнародного та вітчизняного законодавства (ICAO, Повітряний Кодекс України, Авіаційні Правила України), зокрема щодо живучості АТ.

При встановлені більшої кількості двигунів підвищується безпека польотів, крім того енергоозброєність літака може бути меншою, адже стає можливим розподілити її на більше частин (двигунів), тобто при відмові одного двигуна, літак з більшою кількість двигунів, матиме енергоозброєність вищу ніж літак з меншою кількістю двигунів, на один двигун якого припадає більша частина від усієї енергоозброєності літака, в порівнянні з літаком з більшим числом двигунів.

З іншого боку, більша кількість двигунів призводити до зменшення показників економічності літака, так як зростають витрати на обслуговування та ремонт двигунів. Крім того, зростає сумарний мідель гондол двигунів, що призводить до зниження ефективної потужності силової установки, адже зростає коефіцієнт лобового опору літака в цілому, що також відбивається на транспортній ефективності літака.

Виходячи з вище викладеного, та міркувань безпеки польотів на проектованому літаку встановлено чотири двигуна типу ТГВД.

Обраний тип двигунів дозволяє лише два наступні варіанти їх розміщення на літаку:

• у гондолах, що кріпляться на кінцях горизонтального оперення;

• у гондолах на крилі.

Перший варіант розміщення двигунів є експериментальним, і досі не застосовується на серійних літаках, крім того, такий варіант передбачає масивне горизонтальне оперення. Другий варіант розміщення двигунів набув широкого застосування у сучасному авіабудівництві.

Розміщення двигунів у гондолах на крилі доцільне по наступним причинам:

• двигуни розвантажують конструкцію крила у польоті, зменшуючи

згинальний момент від зовнішніх навантажень, що дає можливість виконати крило менш потужним, а значить знизити його відносну масу;

• двигуни відіграють роль демпферів коливань крила, а також є протифлаттерними балансирами;

• забезпечується додатковий обдув крила двигунами, що дає можливість значно знизити швидкість відриву при зльоті;

• зручність при обслуговувані двигунів;

• забезпечується надійне ізолювання двигуна від крила за допомогою протипожежних перегородок;

• забезпечується можливість відносно легкого встановлення на двигунах засобів шумопоглинання.

Варіант розташування двигунів на крилі має один суттєвий недолік – при відмові двигуна у польоті виникає значний повертаючий момент в горизонтальній площині (відносно вертикальної осі Y), що потребує збільшення площі вертикального оперення для забезпечення необхідних характеристик шляхової стійкості.

Проаналізувавши усі переваги та недоліки обох варіантів розміщення двигунів обрана схема, при якій двигуни розташовані у гондолах на крилі.