Низкоплан против высокоплана

Самолет — одно из самых гениальных изобретений человечества. Всегда, со времени первых полетов, он находился в некотором смысле в привилегированном положении. Очень многие, самые передовые, достижения науки и техники находили применение в конструкции этого чуда человеческой мысли, стремительно изменяя его внешний облик и летные качества.

Мы тут с вами обсуждали ГДР-овский самолет BB-152, и вот что я вам скажу как авиационный инженер по образованию: этот самый 152-й выглядит с точки зрения компоновки весьма разумным даже с высоты современного опыта.

Необычные спаренные мотор-гондолы на пилонах — на самом деле были широко распространены в те годы, вы можете их увидеть на Б-52, равно как и схему такого вот высокоплана со стреловидными крыльями.

b52_usa

Более того — благодаря такой компоновке впоследствии пары моторов АЛ-5 тягой 5 тонн каждый можно было бы без особых проблем заменить на одиночные 10-тонные моторы Д30К — получился бы гармоничный двухмоторный аппарат.

Собственно, такая компоновка в момент, когда все дрочили сначала на моторы в корне крыла, а потом на хвостовое расположение моторов — это просто прозрение какое-то. Немцы всё-таки отличные инженеры. И да — при такой компоновке не только значительно тише в салоне, но и нагрузка на крыло распределяется оптимальнее.

Конечно — высокоплан в пассажирской авиации не особо прижился, но в транспортной — до сих пор общее место. И неспроста.

В авиационной науке и авиастроении уже давно существует деление самолетов в зависимости от расположения крыла по отношению к фюзеляжу на высокопланы, среднепланы и низкопланы (разумеется, если это крыло единственное). Причем среднепланы — это достаточно глупая схема из конструкционных соображений (вам придется либо проткнуть лонжеронами крыла фюзеляж в самом его центре, либо чрезмерно усиливать центроплан — а это всё лишняя масса и неудобство компоновки). Поэтому фактически имеет смысл углубляться только в достоинства и недостатки двух крайних схем — высокоплана и низкоплана.

В среднем при прочих равных условиях за счет меньшей интерференции крыла с фюзеляжем высокоплан имеет аэродинамическое качество на 4-5% выше, чем низкоплан.

Кроме того, у высокоплана гораздо выше поперечная и даже продольная устойчивость. Он менее охотно скользит на крыло и неохотно кренится. Именно поэтому истребители выполняются низкопланами — у них важна маневренность, а она выше у низкоплана.

Отчего же сейчас пассажирские самолеты стремятся сделать низкопланами? Ведь у высокоплана выше аэродинамическое качество (то есть ниже сопротивление полету и лучше экономичность)? Причина в трех моментах:

1. Из-за своей неповоротливости высокоплан вынуждает делать вертикальные и горизонтальные управляющие плоскости (рули высоты и направления) большей площади. Это увеличивает их сопротивление.

2. У высокоплана наблюдается неприятный эффект, когда при увеличении тангажа горизонтальное оперение (хвост, стабилизатор) попадают в турбулентную струю, сходящую с крыла. У низкопланов этот эффект можно ликвидировать практически полностью для всех разумных углов атаки.

3. И наконец, низкоплан имеет достаточно выраженный Ground-эффект крыла — то есть при приближении к поверхности подъемная сила крыла самопроизвольно возрастает, помогая смягчить момент касания посадочной полосы. У высокоплана этот эффект практически отсутствует. При обычной эксплуатации этот эффект не очень существенен — но вот при вынужденной посадке, снижение посадочной скорости на несколько десятков км/ч может спасти людей.

Высокое расположение крыла и низкое расположение фюзеляжа относительно земли позволяет успешнее решать задачи загрузки полезных грузов. Поэтому рамповые транспортники — сплошь высокопланы.

С другой стороны, крупные пассажирские самолеты — почти сплошь низкопланы. Кроме описанных трех причин, еще одна — это возможность посадки на воду. Крыло практически всегда содержит в себе герметичные баки-кессоны для топлива. Поэтому при аварийной посадке на воду самолет-низкоплан сохраняет достаточную плавучесть, удерживающую фюзеляж над водой и позволяющую повысить шансы пассажиров на спасение. Это качество является обязательным условием возможности эксплуатации для средне- и дальнемагистральных пассажирских лайнеров.

Опять же в низкоплане удобно размещать шасси — оно получается коротким и может убираться в корневые части крыльев. На высокоплане приходится извращаться — например так, как было сделано у немцев, и как сделано на самолетах Мясищева 3М:

Real_01_enl

Видите, как всё непросто?

Материал: Proper специально для TOPRU.ORG
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@proru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

Комментарии о материале (сверху свежие):
  1. Kokunov (2016-06-07 19:19:39)
    Флот США впервые с 2012 года вывел в море шесть авианосцев. Об этом сообщает Defense News. Четыре из выведенных авианосца оснащены полностью развернутыми авианосными ударными группами, два корабля выполняют частные задачи. Сейчас в море выведены авианосцы США «Рональд Рейган», «Дуайта Эйзенхауэр», «Гарри Трумэн», «Джон Стеннис», «Карл Винсон» и «Джордж Вашингтон».
  2. Gazbi (2016-06-07 19:30:29)
    Это жу-жу не спроста......
  3. Федя (2016-06-07 19:31:31)
    Есть вероятность столкнуться им между собой.
  4. Kokunov (2016-06-07 19:45:41)
    Ну для этого надо туда капдва Мурашева отправить, с тем старпомом, который гальюн продул )
  5. Palaeontolog (2016-06-07 22:23:55)
    А еще у низкоплана с двигателями на подкрыльевых пилонах, эти самые двигатели гораздо легче и удобнее обслуживать. А велосипедное шасси, читал, ругали и на 3М, и на U-2.
  6. Ванёк26 (2016-06-07 22:26:32)
    Спасибо! Вкусно!
  7. Федя (2016-06-07 22:34:17)
    Что съел? Дай другим!
  8. Ванёк26 (2016-06-07 22:39:13)
    Часов через шесть теперь только. Сапрофагам.
  9. Федя (2016-06-07 22:41:06)
    И каким это...*э тебя поччьюют?
  10. Ванёк26 (2016-06-07 22:42:21)
    Молоко после тренировки
  11. Sobolek (2016-06-07 22:55:57)
    Очень интересно. Спасибо. Вопрос . У Ту104 этот граунд эффект и вправду был такой гипертрофированный , что у него постоянные выбеги за ВВП были? Почему?
  12. Proper (2016-06-07 22:57:08)
    Б-52 с ним летает до сих пор, и вот с чем-чем, а с шасси никаких проблем не заметно.
  13. Владимир (2016-06-08 00:28:59)
    Ввиду слабой механизации крыла Ту-104А - наследство от Ту-16, заходить на посадочную глиссаду требовалось очень точно, что говориться "тютелька-в тютельку", при том, что Ту-104 был не самой легкоуправляемой и маневренной машиной. Как правило это удавалось очень редко, самолёт приземлялся не в начале полосы, отчего требуемый пробег сокращался, и как следствие самолёт выкатывался на пределы ВПП, плюс к этому высокая посадочная скорость. Положение немногим улучшилось с применением на Ту-104Б крыла с увеличенной площадью за счёт закрылков увеличенной площади. Кста, у Ту-104 был посадочный парашют, как у многих военных самолётов, а сам Ту-104 - пассажирская версия среднего бомбардировщика Ту-16, который не отличался "кротким нравом".
  14. Владимир (2016-06-08 00:32:41)
    >>не спроста Вывести не значит задействовать.
  15. Sobolek (2016-06-08 07:48:08)
    Спасибо. Это не Ту-16 на глазах у америкосов упал в море на вираже или они помогли ему - давно какая-то история была?
  16. Владимир (2016-06-08 08:04:26)
    Припоминаю видео, где Ту-16 пролетает рядом с американским авианосцем буквально над "гребнями волн" и при крене цепляет законцовкой крыла водную поверхность после чего врезается в воду. Воздушное лихачество. Перед этим, емнип, этот же Ту-16 прошёлся то-ли на встречном, то-ли на догонном курсе над этим же авианосцем, не помню... Американцы отметили мастерство и смелость пилота.
  17. Palaeontolog (2016-06-08 08:15:07)
    МС-21 презентовали!!!!!!!
  18. wowikt (2016-06-08 08:37:35)
    Ежели кто хочет больше подробностей по теме, их есть здесь: http://goo.gl/u3nQxM
  19. Sobolek (2016-06-08 11:12:10)
    Лихачить вредно. Жалко пилотов, самолет и реноме.
  20. Styletto (2016-06-08 20:12:03)
    Ржал в голос, когда читал. Любопытно, а насколько эта типичная морская байка соответствует действительности?
  21. Styletto (2016-06-08 20:12:38)
    Спасибо, очень познавательно.
Чтобы писать свои комментарии - надо залогиниться на сайте. Тогда и вид комментариев станет более красивым.