Вводная часть - 5 минут

Занятие №1. Общие сведения о взлетно-посадочных устройствах

Время на занятие: 2 часа

Вид занятия: групповое

Место проведения занятия: класс технической подготовки

Цели занятия:

- изучить общую характеристику взлетно-посадочных устройств;

- изучить устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости, тормозные устройства и общие сведения о шасси самолета и вертолета;

- привить командно-методические навыки.

Учебно-методическое обеспечение:

Вводная часть - 5 минут

Принять рапорт дежурного по взводу.

Проверить присутствующих по списку.

Объявить наименования темы и занятия.

Довести время, цели и учебные вопросы занятия.

Основная часть - 80 минут

Учебные вопросы, время и содержание занятия

Методические приемы и указания

1. Назначение, общая характеристика взлетно-посадочных устройств 15 минут Взлетно-посадочные устройства (ВПУ) ЛА предназначены для решения ряда задач, основными из которых являются: - обеспечение устойчивого движения ЛА по той среде, для эксплуатации с которой он предназначен; - уменьшение до заданной величины нагрузок, действующих на ЛА при приземлении и при движении по аэродрому; - обеспечение необходимого удаления частей ЛА от поверхности аэродрома - обеспечение заданных значений длин разбега и пробега; - обеспечение заданных значений взлетно-посадочных скоростей. По выполняемым задачам ВПУ можно разделить на две характерные группы: опорные устройства (шасси), обеспечивающие выполнение трех первых задач, и устройства, улучшающие взлетно-посадочные характеристики, обеспечивающие выполнение двух последних задач. К устройствам. улучшающим взлетно-посадочные характеристики, относятся: - устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости (механизация крыла, управление погранслоем, создание вертикальной тяги, крыло изменяемой стреловидности); - разгонные устройства (ускорители); - тормозные устройства (тормоза колес, тормозные парашюты, аэрофинишеры, тормозные щитки, реверс тяги). Взлетно-посадочные устройства, как правило, не используются в течение всего полета и являются как бы «мертвым грузом», поэтому некоторые из них устанавливаются не на ЛА, а на аэродроме. Это дает возможность уменьшить взлетный вес и потребный объем ЛА, но увеличивает привязанность его к определенной точке базирования. Наземные устройства, к которым относятся катапульты, ускорители, аэрофинишеры, получили широкое распространение лишь для корабельной авиации и одноразовых летательных аппаратов – крылатых ракет. Помимо общих требований, предъявляемых ко всем частям ЛА, к взлетно-посадочным устройствам предъявляется и ряд специфических требований: - неработающие устройства не должны сколько-нибудь заметно ухудшать аэродинамику, что требует уборки большинства из них во время полета во внутренние объемы планера; - объемы устройств в убранном положении должны быть минимальными, так как внутренние объемы современных ЛА весьма ограничены; - во время выпуска-уборки ВПУ изменение моментов, действующих на ЛА, должно быть незначительным; - надежность срабатывания устройств должна быть очень высокой. 2. Устройства, уменьшающие взлетно-посадочные скорости 20 минут Уменьшение взлетно-посадочных скоростей не только упрощает пилотирование самолета и делает взлет-посадку более безопасными, но и уменьшает потребные размеры взлетно-посадочных полос (ВПП). Обратим внимание на то, что потребная длина ВПП раза в два больше указанных в техописаниях самолета длин разбега и пробега. Это объясняется необходимостью иметь запас длины ВПП на аварийные случаи – прекращенный взлет, отказ какого-либо тормозного устройства, а также возможные ошибки летчика. Для самолетов фронтовой авиации длина ВПП определяется посадкой, а для военно-транспортной авиации – взлетом. Уменьшить посадочную (взлетную) скорость вводная часть - 5 минут - student2.ru

можно путем увеличения C_{y пос}(C_{y взл}), площади крыла S или вертикальной тяги Р_в. Последний способ применяется лишь на самолетах вертикального или укороченного взлета-посадки, поскольку получение достаточной вертикальной тяги достигается очень значительным увеличением относительной массы и усложнением конструкции. Эффективным способомуменьшения взлетно-посадочных скоростей является увеличение коэффициента подъемной силы крыла C_y при взлете и посадке. Для увеличения коэффициента подъемной силы применяется механизация крыла, сдув пограничного слоя, крыло изменяемой в полете стреловидности. Механизация крыла– наиболее распространенный способ увеличения C_y . К механизации крыла относятся щитки, закрылки, предкрылки и отклоняющиеся носки. Щитки – отклоняющаяся часть нижней поверхности крыла (у задней кромки). Применяются поворотные и выдвижные щитки. Выпуск щитков сопровождается повышением давления на нижней поверхности крыла и увеличением разрежения на верхней. Причиной роста разрежения является увеличение скорости потока на верхней поверхности из-за того, что между крылом и отклоненным щитком образуется зона пониженного давления. Закрылки – подвижная задняя часть крыла. Закрылки бывают поворотные и выдвижные, простые (нещелевые) и щелевые. При выпуске закрылков увеличивается давление на нижней и разрежение на верхней поверхностях крыла (из-за увеличения кривизны профиля), что дает прирост C_y. Кроме того, отклонение выдвижных закрылков увеличивает площадь крыла. Щелевые закрылки эффективнее простых, так как через профилированную щель осуществляется принудительное увеличение скорости частиц воздуха, движущихся в пограничном слое на верхней поверхности закрылка, и тем самым задерживается срыв потока с крыла до больших углов атаки. Закрылки хоть и дают прирост коэффициента подъемной силы, но уменьшают критические углы атаки, поэтому для затягивания срыва на большие углы на ряде самолетов одновременно с закрылками выпускаются предкрылки. Предкрылки располагаются в носовой части крыла. На малых углах атаки предкрылок прижат к крылу, на больших отведен от крыла, образуя профилированную щель. Входящая снизу в эту щель струя воздуха выходит на верхнюю поверхность с повышенной скоростью, благодаря чему увеличивается скорость движения частиц воздуха в пограничном слое и его отрыв предотвращается, позволяя увеличить критический угол атаки. Влияние выпуска закрылков и предкрылков на C_yпоказано на рис.1. вводная часть - 5 минут - student2.ru

Рис. 1. Влияние закрылков и предкрылков на C_y Отклоняющийся носок применяется на тонких крыльях. Он обеспечивает плавное безотрывное обтекание носовой части крыла на больших углах атаки. Применение механизации крыла позволяет уменьшить взлетно-посадочные скорости на 15...20%, а при замене элеронов интерцепторами – и значительно больше. Сдув пограничного слояпредназначен для увеличения скоростей в пограничном слое, т.е. для предотвращения его накапливания, вследствие чего увеличивается C_y . На верхнюю поверхность из щели, расположенной вдоль крыла, поступает воздушный поток с увеличенной скоростью. Воздух для этой цели отбирается от компрессора двигателя. Относительная масса системы сдува достаточно велика, поэтому коэффициент эффективности получается меньшим, чем у обычной аэродинамической механизации, что обуславливает ограниченность применения сдува. вводная часть - 5 минут - student2.ru

Рис.2. Механизация крыла Крыло изменяемой в полете стреловидности дает возможность существенно, более чем на 20%, снизить взлетно-посадочные скорости. При переводе крыла на малую стреловидность увеличивается C_y, площадь крыла и эффективность аэродинамической механизации. Но из-за утяжеления при этом конструкции самолета применение крыла изменяемой стреловидности только в целях уменьшения взлетно-посадочных скоростей малорационально. 3. Тормозные устройства 20 минут Тормозные устройства предназначены для уменьшения длины пробега ЛА путем увеличения отрицательной перегрузки n_х на пробеге, а также могут использоваться для удержания ЛА на месте при опробовании двигателя перед разбегом и для управления движением самолета по аэродрому. Основными тормозными устройствами ЛА являются тормоза колес, тормозные щитки, тормозные парашюты и устройства реверса тяги. В общем случае отрицательная перегрузка на пробеге равна: n_проб=n_аэр+n_тп+n_к+n_рев Тормоза колес создают перегрузку n_к, величина которой в начале пробега мала, существенно меньше n_аэр. С уменьшением скорости движения ЛА эффективность тормозов возрастает. Тормоза колес позволяют плавно менять n_к, что дает возможность использовать их для управления движением ЛА на аэродроме. Надежность тормозов достаточно высока. Все это обусловило их широкое применение, особенно совместно с тормозным парашютом. Недостатками тормозов колес являются зависимость коэффициента трения от скорости движения и состояния ВПП, а также ограниченная энергоемкость. Тормозные щитки участвуют в создании перегрузки n_аэр.Устанавливаются они на фюзеляже или на крыле (спойлеры).Величина перегрузки, создаваемой тормозными щитками, резко уменьшается с уменьшением скорости. Тормозной парашютсоздает перегрузку n_тп. Выпуск тормозного парашюта почти вдвое увеличивает аэродинамическое сопротивление, однако эффективность его также резко снижается с уменьшением скорости, поэтому его применяют совместно с тормозами колес. В весовом отношении тормозной парашют – наиболее выгодное средство торможения. Недостатки – недостаточно высокая эксплуатационная надежность, зависимость эффективности и надежности его от скорости выпуска , укладки, влажности, необходимости переукладки и установки после каждого выпуска. Реверс тяги (поворот вектора тяги в обратном направлении), особенно у самолетов с большой тяговооруженностью, может сократить пробег самолета больше всех остальных средств, вместе взятых. Перегрузка n_ревне зависит ни от состояния аэродрома, ни от скорости движения. Использовать n_аэрможно столь угодно долго. У турбовинтовых самолетов реверсирование осуществляется поворотом лопастей винта на отрицательные углы атаки. У турбореактивных двигателей наибольшее распространение получили схемы реверсивных устройств с поворотными лопатками в дозвуковой части сопла и с отклонением потока за счет первичных створок. Тормозные устройства самолета Су-17М включают в себя тормоза колес и парашютно-тормозную установку. Конструкция и работа тормозов колес будет рассмотрена в занятии №2. Парашютно-тормозная установка самолета Су-17М (рис.3) включает в себя: - парашютно-тормозную систему ПТК-12545-70; - контейнер со створками и пружинным механизмом их открытия; - замок ЗТП-64 для крепления и сброса тормозного парашюта; - замок ЗКТП-Д для удержания створок контейнера в закрытом положении; - электросистема управления замками, включающая в себя электромагниты замков, переключатель выпуска тормозных парашютов, кнопку их сброса, а также сигнальную лампу открытого положения замка ЗТП-64. Парашютно-тормозная система состоит из вытяжного парашюта площадью 1,5 м²и одного тормозного парашюта площадью 25 м², уложенных в мягкую камеру. Камера с парашютами помещена в несъемном контейнере, установленном в хвостовой части фюзеляжа под рулем направления. Кроме того, в парашютно-тормозную систему входят мягкое звено длиной по 8м и мягкое звено длиной 1,5м. На одном конце полутораметрового звена имеется стальной наконечник для соединения с замком ЗТП-64, на другом конце – стальная вилка, к которой шарнирно крепится восьмиметровое мягкое звено, соединенное с куполом тормозного парашюта Электрическое управление выпуском парашютов в поток производится нажатием переключателя ВЫПУСК, а их сброс – нажатием кнопки СБРОС. Система электрического управления парашютно-тормозной установкой имеет блокировку, которая обеспечивает ее работу только в определенной последовательности – сначала выпуск, а затем сброс парашютов. Укладка парашютно-тормозной системы в мягкую камеру для последующей установки ее на самолет производится с помощью пневматического или гидравлического пресса. При посадке самолета на скорости, не превышающей 320км/ч летчик нажатием кнопки ВЫПУСК (при включенном АЗС «Тормозной парашют») подает ток на замок ЗКТП-Д, замок открывается, освобождая створки контейнера. Под совместным действием пружинного механизма открытия створок, аэродинамических сил, создающих разрежение у створок, и пружины вытяжного парашюта створки открываются, что обеспечивает выход вытяжного парашюта и наполнение его купола под действием набегающего потока. Вышедший в поток вытяжной парашют вытаскивает купол тормозного парашюта из контейнера. Парашют наполняется и обеспечивает торможение самолета. В конце пробега (на скорости 10...30км/ч, когда парашют еще наполнен, при нажатии кнопки «СТП» ток подается на замок ЗТП-64. Замок открывается и происходит сброс парашютов. При этом загорается зеленая лампа «ТП замок открыт» на левом пульте рядом с кнопкой «СТП». вводная часть - 5 минут - student2.ru

Рис.3. Контейнер парашютно-тормозной установки: 1-замок ЗТП-64; 2-шпангоут контейнера; 3-наконечник для крепления парашютно-тормозной системы в замке; 4, 11-мягкое звено парашютно-тормозной системы; 5-контейнер парашютно-тормозной установки; 6-кронштейн крепления створок контейнера; 7-верхняя балка створки контейнера; 8-мягкий фартук на створке контейнера; 9-серьга для закрытия створки на замок; 10-тепло-защитный экран; 12-переходная вилка; 13-шарнирная тяга пружинного механизма; 14-замок ЗКТП-Д закрытия створок; 15-шток пружинного механизма створок; 16-диафрагма створки; 17-внешняя обшивка створки; 18-нижняя балка створки контейнера; 19-внутреняя обшивка створки; 20-пружина механизма; 21-направляющие пружинного механизма; 22-днище контейнера; 23-угольник крепления контейнера; 24-внутреняя обшивка контейнера; 25-нагружная обшивка контейнера; 26-люк для доступа к замку ЗТП-64 и обеспечения укладки свободной части мягкого звена. 4. Шасси 25 минут Шасси – это совокупность опор ЛА, предназначенная для передвижения его по аэродрому и восприятия нагрузок, действующих при посадке, движении по аэродрому и стоянке. Кроме общих требований, предъявляемых ко всем частям ЛА, к шасси предъявляется ряд специфических требований: - обеспечение достаточной устойчивости и управляемости ЛА на земле; - эффективная амортизация ударов при посадке и движении ЛА по неровностям; - высокая эффективность тормозов колес; - обеспечение проходимости ЛА при заданном покрытии ВПП и рулежных дорожек; - удобство уборки в полете. Шасси включает в себя: - опорные элементы, непосредственно соприкасающиеся с поверхностью; - стойки; - амортизационные устройства; - тормозные устройства; - элементы, передающие нагрузки к планеру; - механизм уборки и выпуска шасси. В зависимости от конструкции опорных элементов шасси делят на колесные, лыжные, полозковые, поплавковые, гидролыжные. Опорным элементом может быть также специально для этого приспособленная нижняя часть фюзеляжа (у самолетов на воздушной подушке). Основной схемой шасси современных самолетов является трехопорное шасси с передней опорой, вынесенной вперед центра масс самолета. Такая схема обеспечивает лучшую устойчивость и маневренность ЛА при его движении по аэродрому. Шасси самолета Су-17М трехопорное, колесное. Состоит из двух основных опор, крепящихся к консолям крыла, и передней опоры, крепящейся к носовой части фюзеляжа. Основные опоры убираются движением вперед – к продольной оси самолета в ниши неподвижной части крыла, передняя опора – движением против потока в нишу фюзеляжа под полом кабины летчика. Ниши при этом закрываются щитками и створками. Амортизация шасси жидкостно-газового типа с торможением рабочей жидкости на прямом и обратном ходе штока амортизатора. Жидкость – АМГ-10, газ – азот. Амортизаторы встроены внутрь стоек шасси, имеют противоперегрузочные клапаны, которые обеспечивают снижение перегрузок при движении самолета на земле. На основных опорах установлены тормозные колеса, на передней опоре – нетормозное. Тормоза пневматические, дискового типа. Для улучшения маневренности самолета на земле применяется система поворота колеса передней опоры. При отключении режима управления переднее колесо становится самоориентирующимся, а управление движением самолета осуществляется раздельным торможением колес основных опор и рулем направления. Уборка и основной выпуск шасси осуществляется от гидросистемы, аварийный выпуск – от аварийной пневмосистемы. Положение опор контролируется по красным и зеленым лампам на пилотажно-посадочном сигнализаторе в кабине летчика. Для контроля с земли выпущенного положения шасси на всех стойках установлены плафоны с белыми светильниками внешней сигнализации. Все основные силовые элементы и узлы крепления шасси выполнены из стали 30ХГСНА. Основные технические данные шасси: База шасси (м)................................................................................5,25 Колея шасси (м)....................................................................3,83 Зарядное давление азота в амортизаторах (кгс/см²): - передней опоры.................................................63±2 - основных опор................................................... вводная часть - 5 минут - student2.ru

Тип колес: - передней опоры.................................................К2-106Д - основных опор...................................................КТ-69/4Ш Зарядное давление в пневматике (кгс/см²): ^-переднего колеса................................................11^+0,5 ^-основных колес...................................................14^+0,5 Обжатие пневматиков колес (мм): - передней опоры..................................................35 - основных опор....................................................50 Давление в тормозах колес (кгс/см²): ^-при основном торможении...............................16⁺² ^-при аварийном торможении.............................16⁺² ^-при стартовом торможении..............................26⁺² Взлетно-посадочные устройства вертолета Ми-8 состоят из неубирающегося трехопорного колесного шасси с передней опорой и хвостовой опоры. Шасси образуют две основные опоры пирамидального типа, симметрично расположенные по обоим бортам фюзеляжа, и передняя опора с двумя спаренными самоориентирующимися колесами. Амортизация шасси жидкостно-газовая. Колеса основных опор снабжены колодочно-барабанными пневматическими тормозами. Основные технические данные: База шасси (м)................................................................................4,258 Колея шасси (м)....................................................................4,5 Клиренс (м)............................................................................0,45 Зарядное давление азота в амортизаторах (кгс/см²): - передней опоры.................................................32+1 - основных опор в камере высокого давления.....................26+1 в камере низкого давления........................60+1 Тип колес: - передней опоры..................................................К2-116Д - основных опор............................................. ......КТ-97/3 Зарядное давление в пневматике (кгс/см²): ^-переднего колеса.................................................4,5+0,5 ^-основных колес...................................................5,5+0,5⁵ Давление в тормозах колес (кгс/см²)............................................31+3

Написать на доске. Дать под запись назначение взлетно-посадочных устройств. Дать под запись. Дать под запись и пояснить требования, предъявляемые к взлетно-посадочным устройствам. Написать на доске. Написать на доске. Дать под запись виды механизации крыла и пояснить принципы их действия. Нарисовать на доске и объяснить. Высветить слайд «Виды механизации» и дать сравнительную характеристику эффективности устройств, уеличивающих C_y. Написать на доске. Дать под запись назначение тормозных устройств. Дать под запись. Пояснить особенности применения каждого из тормозных устройств. Дать под запись состав парашютно-тормозной установки. Используя плакат «Парашютно-тормозная установка», пояснить устройство и работу парашютно-тормозной установки самолета Су-17М. Используя плакат «Парашютно-тормозная установка», пояснить устройство и работу парашютно-тормозной установки самолета Су-17М. Написать на доске. Дать под запись назначение шасси. Дать под запись и пояснить требования, предъявляемые к шасси. Дать под запись состав шасси. Пояснить особенности устройства шасси самолета Су-17М. Дать под запись и пояснить основные технические данные шасси самолета Су-17М. Пояснить особенности устройства шасси вертолета Ми-8. Дать под запись и пояснить основные технические данные шасси самолета Ми-8.

Заключительная часть-5 минут

Ответить на вопросы студентов.

Подвести итоги занятия.

Дать задание на самоподготовку: [1], с.27…29;

[2], с.116…119;

[3], с.143…155…159;

[4], с.4…21; [7]

Объявить тему следующего занятия.

Занятие №2: Конструкция и работа узлов и агрегатов шасси.

Вид занятия: практическое

Время: 4 часа

Место проведения: класс технической подготовки