гами з надкритичними профілями нового покоління.
Використання великого подовження крила стало можливим за рахунок застосування в його конструкції композиційних матеріалів, що дозволяє на відміну від металевих конструкцій, вирішити проблеми аеропружності і втрати жорсткості для великих значень подовження.
На малюнку 3 представлені результати досліджень ЦАГІ для потенційних можливостей композиційного крила по відношенню до сучасних аналогам.
З наведених результатів випливає, що крило з композиційних матеріалів може мати більше на 1,5-2 одиниці подовження, більшу
? М=0,03-0,04 значення крейсерського числа М польоту по відношенню до літаків сімейства А - 320 і В - 737 NG і меншу масу.
Відповідно до прийнятої концепції крила великого подовження з композиційних матеріалів в ЦАГІ розроблена аеродинамічна компоновка такого крила і випробувана попередня аеродинамічна модель літака (малюнок 4). Результати випробувань підтверджують поліпшення аеродинамічної досконалості літака (параметр дальності КМ) на 8-10% і 12-14% по відношенню до експлуатації літаками А - 320 і В - 737 NG при забезпеченні збільшення крейсерського числа М на? М=0,03-0,04 відповідно (малюнок 5).
Малюнок 3 - Результати досліджень можливостей композиційного крила по відношенню до сучасних аналогам
Малюнок 4 - Аеродинамічна модель літака
Малюнок 5 - Результати випробувань аеродинамічної досконалості літака
Малюнок 6 - Вплив використання композитів в конструкції фюзеляжу
2.2 Масове досконалість конструкції планера
Забезпечення зниження маси планера забезпечується за рахунок застосування композиційних матеріалів (до 40% конструкції - малюнок 8) і крім того за рахунок зниження злітної маси літака, обумовлене зниженням витрати палива і опосередкованим його зменшенням за рахунок застосування композиційних матеріалів. Крім цього, проведено аналіз доцільності використання композиційних матеріалів в конструкції фюзеляжу (малюнок 6). З представлених матеріалів чинності незначного поліпшення характеристик літаків (зменшення витрат палива lt; 1%) для розглянутого вузькофюзеляжного літака (dФ ~ 4-4,1 м) визначена недоцільність застосування композиційних матеріалів в конструкції фюзеляжу для розглянутої розмірності літака.
На малюнку 7 представлені цільові рівні зниження маси спорядженого літака Як - 242 і його складові по відношенню до сучасних зарубіжним аналогам.
Сумарне зниження ваги спорядженого літака рівне 9 - 10% визначають наступні составляющ??:
? 1 - 2% за рахунок застосування нових технологій і матеріалів при виготовленні бортового обладнання та систем літака;
? 2,5% за рахунок застосування композиційних матеріалів в силових елементах планера і застосування активної системи зниження навантажень;
? 5,5% - за рахунок зменшення розмірності літака в результаті дії «коефіцієнта зростання злітної ваги» при підвищенні аеродинамічних характеристик, зниженні питомої витрати палива двигунів, і прямого зниження ваги планера, бортового устаткування і літакових систем.
Зниження маси планера (до величини ~ 27% від злітної ваги) передбачається за рахунок:
1. Широкого застосування композиційних матеріалів (35-40% маси) в основної силової конструкції планера (малюнок 8).
Малюнок 8- Розподіл ПКМ в конструкції планера літака Як - 242
При виборі кількості застосовуваних ПКМ, була проведена попередня оцінка ваговій ефективності застосування ПКМ в конструкції фюзеляжу. На підставі проведених проектувальних розрахунків на міцність наближено оцінювався вага обшивки відсіків Ф2, Ф3, Ф4 - в циліндричній частині, при цьому умовно вважалася обшивка цілою, без урахування вирізів під вікна, двері, люки і т.п., і відповідних підсилень, які погіршують роботу конструкції з ПКМ. Сумарний виграш в масі обшивок відсіків Ф2, Ф3 і циліндричної частини відсіку Ф4 дорівнює 76 кг, що становить? G отн. обш. =5,5% від сумарного ваги обшивок для вихідної конструкції G=1390 кг. Маса обшивки зі стрингерами для металевої конструкції становить близько 35% маси фюзеляжу. З цього можна зробити висновок, що використання ПКМ у обшивці фюзеляжу літака дозволить отримати виграш за масою фюзеляжу наближено рівний? G ПКМ=5,5? 0,35=1,93%. Проведений аналіз показує, що фюзеляж діаметром 4,5 м не доцільне виготовляти з КМ.
Надалі доцільно провести ряд розрахунково-експериментальних робіт з визначення можливості створення анізогрідной конструкції секцій Ф2 і Ф4 фюзеляжу з ПКМ....
