Преимущества и недостатки нормальной схемы
Преимущества:
Позволяет получить наибольший разбег допустимых центровок по сравнению с другими аэродинамическими схемами. Это свойство наиболее ценно для пассажирских и транспортных самолетов. Остальные преимущества определяются отсутствием недостатков других схем:
Безопаснее чем утка, так как отсутствует опасность клевка.
В отличие от бесхвостки, позволяет использовать мощную механизацию крыла, что улучшает взлётно-посадочные характеристики.
Недостатки:
Наличие потерь на балансировку. Для статически устойчивого самолета, балансировочное усилие на ГО вычитается из подъемной силы крыла.
Просадка при выполнении маневра. Причина та же - управляющее усилие направлено вниз.
Развитие ЭДСУ позволило перейти к статически неустойчивым самолетам, что нейтрализует оба указанных недостатка.
25. Преимущества и недостатки схемы «утка»
Преимущества:
Схема «утка» обеспечивает управление по тангажу без потерь подъемной силы на балансировку, т.к. подъемная сила ПГО совпадает по направлению с подъемной силой основного крыла. Поэтому ЛА, построенные по этой схеме, имеют лучшие характеристики грузоподъемности на единицу площади крыла.
Недостатки:
Самолеты, построенные по аэродинамической схеме "Утка" имеют серьёзный недостаток, который называется «тенденция к клевку». «Клевок» наблюдается на больших углах атаки, близким к критическому. Из-за скоса потока за передним горизонтальным оперением (ПГО) угол атаки на крыле меньше, чем на ПГО. В результате по мере увеличения угла атаки срыв потока начинается сначала на ПГО. Это уменьшает подъемную силу на ПГО, что сопровождается самопроизвольным опусканием носа самолета — «клевком», — особенно опасным на взлете и посадке.
26. Преимущества и недостатки схемы «бесхвостка»
Преимущества:
Самолет схемы «бесхвостка» обладает многими преимуществами по сравнению с традиционными схемами, которые обусловлены значительным снижением массы конструкции, аэродинамического сопротивления и стоимости благодаря исключению хвостовой части фюзеляжа и аэродинамических поверхностей оперения.
Недостатки:
Неустойчивость в движении тангажа, тенденция крыла к вращению относительно собственной поперечной оси, если положение точки приложения подъемной силы (центр аэродинамического давления) изменяется относительно положения центра масс. Устойчивость такого аппарата легко обеспечить для некоторого расчетного значения скорости, но при изменении скорости или положения центра давления обеспечение устойчивости представляется довольно сложным.
Малое плечо поверхностей управления по тангажу. Так как традиционные органы балансировки-рули высоты располагаются очень близко к центру тяжести (для «бесхвосток» с прямым крылом), их эффективность значительно снижается по мере уменьшения величины плеча этих поверхностей управления. Это означает, что для создания требуемой по величине силы они должны отклоняться на больший угол. Поэтому для обеспечения балансировки самолета в горизонтальном полете требуется отклонить рули высоты, что приводит к появлению дополнительного аэродинамического сопротивления, известного под названием балансировочного.
Достоинства и недостатки среднеплана
Достоинства:
Расположение крыла в середине фюзеляжа позволяет легче организовать сопряжение крыла и фюзеляжа.
Промежуточное между высоким и низким положение крыла позволяет убирать стойки шасси в крыло.
Подвешенное под крыло вооружение не подвергается опасности удара о взлётно-посадочную полосу.
Снижается эффективная площадь рассеяния при визировании сбоку (соображение, определившее аэродинамическую схему истребителя «Грипен»).
Недостатки:
Силовая балка, объединяющие обе плоскости крыла, должна проходить через фюзеляж, накладывая ограничения на компоновку внутренних агрегатов в этом месте.
Как альтернатива силовой балке могут быть использованы мощные кольцевые шпангоуты, однако они утяжеляют планер и затрудняют проведение ремонтных работ и модификаций.
Достоинства и недостатки низкоплана
Достоинства
При аварийной посадке с невыпущенным шасси удар воспринимается в основном конструкцией крыла, защищающей пассажиров и экипаж.
В случаеаварийной посадки на воду крыло, благодаря встроенным топливным бакам-кессонам, выполняет роль понтона, вместе с фюзеляжем обеспечивая плавучесть самолёта.
Стойки шасси удаётся сделать короткими, и, как следствие, более прочными и лёгкими; упрощается его уборка и выпуск.
Сказывается влияние земли (экранный эффект) на взлётно-посадочные характеристики.
При расположениидвигателей на крыле упрощается доступ к ним, что делает удобным техническое обслуживание двигателей при эксплуатации.
Планер самолёта легче по сравнению с высокопланом и среднепланом.
Недостатки:
Создаётся диффузорный эффект (повышается сопротивление) в месте стыка фюзеляжа и задней кромки крыла.
Повышается вероятность касания крылом при посадке.
Снижается поперечная устойчивость самолёта.
Низкое расположение двигателей (в случае расположения их под крылом): повышается вероятность попадания посторонних предметов в двигатель, повышенные требования к качеству взлётно-посадочной полосы.
Ухудшается обзор из иллюминаторов для пассажиров самолета.
Достоинства и недостатки высокоплана
Достоинства:
Низкое, относительно земли, расположение фюзеляжа, что упрощает и ускоряет загрузку/разгрузку самолёта, особенно — грузовых и военно-транспортных модификаций. По этой причине при проектировании грузовых самолётов часто используют именно такое расположение крыла, например Ан-12, Ан-26, Ан-124, Ан-225, Ил-76, С-130.
Высокое расположение двигателей и (если таковые имеются) воздушных винтов, что снижает вероятность их повреждения при взлёте и посадке на необорудованных взлётно-посадочных полосах в боевых условиях, или, например, в снегах Заполярья.
Уменьшается паразитная аэродинамическая интерференция крыла с фюзеляжем, характерная для низкоплана.
Улучшается продольная устойчивость самолёта на больших углах атаки.
Широкий диапазон эксплуатационных центровок.
Недостатки:
Затрудняется доступ к двигателям и крылу в силу их высокого расположения, — для проведения их технического обслуживания требуются стремянки и подъёмные приспособления.
При расположении основных стоек шасси в гондолах на крыле (Ан-24/Ан-26, Fokker 50 и Bombardier Dash 8) их приходится делать весьма длинными, что обусловливает их повышенный вес, сложность конструкции, и, как следствие, более низкую надёжность их механизмов. Альтернативное решение заключается в установке шасси в обтекателях на фюзеляже, что уменьшает его колею и соответственно ухудшает поперечную устойчивость самолёта на земле при разбеге и пробеге в условиях бокового ветра.