2.17.3. Аеродинамічна компонування надзвукових літаків

Вибір аеродинамічних форм і компоновочної схеми надзвукового літака диктується необхідністю збільшення аеродинамічної якості на всіх режимах польоту, забезпечення стійкості, керованості й гарних злітно-посадочних характеристик.

При переході до надзвукових швидкостей польоту відбувається зсув назад центра тиску. Тому для балансування літака доводиться значно відхиляти горизонтальне оперення. Виникаюче при цьому додатковий опір називається балансувальним.

Збільшення аеродинамічної якості надзвукового літака досягається зменшенням всіх видів опорів, у тому числі й балансувального. Для зменшення останнього необхідно обмежити зсув центра тиску щодо центра ваги літака. Для цього роблять кореневі напливи в крилі; застосовують плаваюче або горизонтальне оперення, що вбирається на дозвукових швидкостях (дестабілізатор) у носовій частині літака; створюють деформацію площини хорд крила; відхиляють у вертикальне положення кінці крила; перекачують паливо в задній балансувальний бак.

Фюзеляж надзвукового літака має майже круглий поперечний переріз, велике подовження, загострений ніс і вписану в контури фюзеляжу кабіну. Сполучення частин літака виконують відповідно до „правилом площ”. Повітрязабірники двигунів постачені висувними конусами, що „дроблять” прямі перегони ущільнення.

Аеродинамічне компонування надзвукового літака може бути виконана по нормальній (класичної) схемі, за схемою „утка” і за схемою „безхвостка”, або крило, що „літає,” (мал. 2.66). Для нормальної схеми (мал. 2.66, а) характерним є розташування горизонтального оперення за крилом, чим досягається плавність обтікання крила. У схемі „утка” горизонтальне оперення розташоване перед крилом (мал. 2.66, б), завдяки чому домагаються покращення характеристик поздовжньої стійкості й керованості й зменшення втрат на балансування літака. У схемі „безхвостка” немає горизонтального оперення, може не бути й фюзеляжу (мал. 2.66, в). Основна перевага такої схеми полягає в можливості зменшення лобового опору й ваги конструкції.

Рис. 2.66. Аеродинамічне компонування надзвукового літака:

а) нормальна схема; б) схема „утка”; в) схема „безхвостка”.

Багато сучасних надзвукових літаків виконані по інтегральному аеродинамічному компонуванню, при якій фюзеляж і крило утворять єдиний несучий корпус високої тяговооружённості (фюзеляж створює до 40 % піднімальної сили літака). Для одержання необхідних характеристик керованості й стійкості останнім часом деякі літаки виконуються за схемою "нестійкий інтегральний „триплан”, що сполучить нормальну аеродинамічну схему з переднім горизонтальним оперенням, тобто літак має три горизонтальні поверхні: крило, стабілізатор (перебуває нижче крила) і переднє горизонтальне оперення.

Крило надзвукових літаків має тонкі, майже симетричні профілі з гострими крайками, більшу або змінювану стрілоподібність, мале подовження. Часто застосовуються трикутні й ожівальні крила.

Для зменшення тертя прагнуть зменшити площа крила, ламінізіровать прикордонний шар, збільшити гладкість обшивання. З метою зменшення індуктивного опору застосовують конічну крутку, а попередження зривів потоку з гострої передньої крайки - механізацію передніх крайок.

Оперення так само, як крило, має тонкі симетричні профілі з гострими крайками, більшу стрілоподібність і мале подовження.

Елерони можуть виконуватися у вигляді цельноповоротних кінців крила. Горизонтальне й вертикальне оперення мають більшу площу й для поліпшення керованості також зроблені цельноповоротними.