Низкоплан против высокоплана — Старый Русский Топ
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.
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:
Видите, как всё непросто?
topru.org
Обсуждение схем низкоплана и высокоплана
А что по поводу компоновок высокоплан / низкоплан?
Достоинство высокоплана одно — низкорасположенный фюзеляж сильно облегчает загрузку. Особенно тем, кто «может заехать своим ходом» 🙂 Выше двигатели, снижается вероятность попадания мусора — ценно при посадке на грунт. Однако высоко висящий двигатель сложнее обслуживать — требуется таскать стремянку. При аварии высокоплан, кстати, садится на брюхо, в котором — колеса, а не крылья, баки и двигатели. При посадке на воду у низкоплана топливные кессоны и фюзеляж обеспечивают плавучесть самолёта (крыло служит понтоном). У высокоплана такого «понтона» нет.
К счастью, такое случается редко, а вот каждый день:
- Высокое крыло не позволяет использовать при взлете эффект «экрана» — значит, разбег на взлёте будет длиннее.
- Высокое крыло отправляет спутную струю перелохмаченного воздуха на хвостовое оперение — следовательно оперение нужно делать «Т»-образное, больше, тяжелее и поднимать наверх (смотрите на снимки, сравните оперение на разных самолетах). При маневрах все равно — чревато.
- При высоком крыле шасси выводится в фюзеляж, оно занимает место, гондолы выпирают, увеличивая лобовое сопротивление (это я к мелочам придираюсь)
- Главное: в полёте на крыло действует подъёмная сила (давит вверх), на земле — гравитация. У низкоплана шасси на крыле — значит, нагрузка на крыло всегда снизу вверх. У высокоплана на земле крыло (вместе с тяжелыми двигателями) свисает с фюзеляжа, нагрузка идет вниз. Лишняя нагрузка — нужна лишняя прочность, а это лишний вес, объем, цена.
Так понемножку и складывается суммарная переплата, которую платят транспортники за возможность брать груз чуть ли не с самой земли. Для них — оправдано. Пассажирские самолёты уже не используют (понятно почему) верхнее крыло, практически никогда.
Валерий Попов писал: Силовая схема высокоплана менее эффективна, чем у низкоплана, в том смысле, что у высокоплана необходимо вводить дополнительные силовые элементы, воспринимающие инерционные нагрузки от массы крыла при посадке. У низкоплана эти нагрузки воспринимаются теми же силовыми элементами, которые воспринимают полётные аэродинамические нагрузки.
Подробнее: все инерционные нагрузки уравновешиваются в точке контакта пневматика с ВПП, или, для простоты, в узлах навески шасси к конструкции самолёта. В случае низкоплана инерционная нагрузка от фюзеляжа передаётся к узлам навески через кессон крыла. Для высокоплана инерционная нагрузка от массы крыла передаётся к узлам навески через силовые шпангоуты, которые в полёте не работают. Т.е. всю эту светотень надо возить даром.
Коли уж названа цифра по массе конструкции крыла, завершу рассуждения о нагрузках на фюзеляж высокоплана:
Крыло — 4800 кг
2 двигателя — 4000 кг
Топливо — 11400 кг
Итого — 20,2 тонны.
Перегрузку в ЦТ при посадке с максимальным взлетным весом можно приближенно взять 1,7. Без учёта коэффициента динамичности, силовые шпангоуты фюзеляжа должны передать на узлы навески шасси расчетную нагрузку более 50 тонн. Сжатием с изгибом.
Теперь о «вездеходности» высокопланов.
Улучшение какой-либо характеристики, в частности, условий базирования, всегда сопровождается ухудшением других характеристик. Для высокопланов это объём и высота багажных отсеков под полом пассажирской кабины. Если кто-то не в курсе, для авиакомпаний это значит, что отсутствует возможность дополнительного и весьма существенного заработка на перевозке грузов. (смотрите: «сравнение багажных отсеков Ан-148 и Superjet-100»)
В условиях, когда можно построить аппарат максимум на 5% лучше конкурентов, любое ухудшение характеристик чревато тем, что на проекте будет поставлен жирный крест. Я опасаюсь, что судьба высокопланов предопределена их схемой. Им позволят выполнять рейсы только в специфических неблагоприятных условиях. Львиная доля перевозок выполняется и будет выполняться самолётами классической схемы (низкопланами с двигателями под крылом) и, как только пассажиропоток вырастет и условия базирования изменятся, высокопланы будут вытеснены более эффективными конкурентами.
Рыжков Сергей пишет: Участок от стойки шасси до конца крыла в нижнем варианте работает как всё крыло в верхнем. Но в нижнем плечо меньше. (Значит, у низкоплана меньше нагрузки и крыло можно сделать легче.)
При посадке нагрузка (точнее, момент силы, действующей на стыке с фюзеляжем) на участок от фюзеляжа до стойки шасси в варианте «шасси на крыле» выше, но если вы хорошо подумаете, то поймёте, что он всё равно существенно ниже, чем при полёте. Так как и в полете, и на стоянке действует одна и та же сила F, но на стоянке она приложена в точке крепления шасси, то есть достаточно близко к фюзеляжу, а в полёте распределена по всему крылу, то есть в полёте эффективное плече приложения силы существенно больше. Проблема с шасси на крыле возникает только в момент касания земли, тогда мы действительно имеем дополнительный момент силы, но всё-таки сила приложена достаточно близко к фюзеляжу.
У компоновки высокоплана на самом деле есть ещё один большой и общеизвестный недостаток — у низкоплана фюзеляж просто лежит на крыле и нагрузки в месте крепления возникают относительно небольшие, а у высокоплана он по сути подвешен под крылом и, соответственно, узел крепления должен выдерживать вес всего фюзеляжа. Нагрузки в этом месте возникают очень приличные и приходится усиливать И узел крепления, И сам фюзеляж.
***
Дискуссия о преимуществах той или другой схемы, основанная, как правило, на умозрительных доводах, достигает, порой, высокого эмоционального накала.
Достоинства схемы низкоплана по сравнению с высокопланом состоят в следующем:
- меньшая омываемая поверхность низкоплана приводит к уменьшению сопротивления самолёта, масса его конструкции меньше;
- низкоплан позволяет обеспечить потребную ширину колеи основных опор из расчета защиты от опрокидывания. Устойчивость к боковому опрокидыванию у высокоплана существенно ниже и явно недостаточна, что накладывает ограничения на эксплуатацию при боковом ветре;
- более низкий уровень шума в пассажирском салоне;
- в случае аварийного приводнения низкоплан располагает большими возможностями для эвакуации пассажиров, чем высокоплан;
- в случае нелокализованного разлета осколков роторов основного двигателя (что обязательно рассматривается при сертификации самолета) низкоплан эффективнее защищает пассажиров и бортовые системы от мелких осколков;
- низкое расположение облегчает обслуживание двигателя, а также боковой коробки приводов самолетных агрегатов.
Перечисленные особенности низкоплана и определяют увеличение числа пассажирских самолётов, выполненных по такой схеме.
Фактически, в мире сейчас только одна фирма делает реактивные пассажирские самолеты-высокопланы — «АНТК им Антонова». Все остальные фирмы делают (реактивные пассажирские) самолёты-низкопланы.
| высокопланы | |
|---|---|
| Антонов | Ан-148/158 |
| низкопланы | |
| Боинг | 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787 |
| Айрбас | 318, 319, 320, 330, 340, 350, 380 |
| Эмбрайер | 170, 175, 190, 195 и пр; |
| Бомбардье | 700/800/900/1000, C-series |
| Яковлев | Як-40/42 |
| Туполев | Ту-134/154/204/214/334 |
| ОАК | Суперджет-100, МС-21 |
| COMAC | ARJ-21; |
| Мицубиси | MRJ; |
Зачем же КБ Антонова сделало свой выбор в пользу высокоплана?
4321 пишет: Потому-что «я его слепила из того что было». У них все самолеты в истории КБ были высокопланами (кроме Ан-2 и проекта Ан-218)
Зачем же все-таки авиакомпаниям турбореактивный высокоплан?
4321 пишет: Дык нет таких компаний последние лет 10. И новых турбореактивных высокопланов тоже. За исключением АНов.
andrey_che: Где Вы видели в природе хоть одну птицу, имеющую аэродинамическую схему «низкоплан»? Все они, говоря языком аэродинамики, имеют схему «высокоплан»…. Так что Господь Бог/Дарвин за аэродинамику КБ Антонова… Если бы птицы имели аэродинамическую схему «низкоплан», то у Вас, пардон, руки росли бы прямо из задницы!
Петр ответил: Боинг с Эрбасом бьются в истерике, осознав свою неправоту и неумение строить самолёты, а работники их КБ хором записываются на приём к хирургу, проверять откуда растут руки…
А ведь благодатнейшую тему andrey_che затронул, видимо сам не понимая, что делает. Я вот сейчас фотографии птиц рассматриваю и думаю, куда Господь Бог/Дарвин одобрил установку двигателей на самолётах Антонова. Равно как и вертикального хвостового оперения 🙂
FRAM пишет: Надо еще поменять колесные шасси на лапки. Тогда аутентичнее будет. А то как-то с колесом в природе обломинго. Судя по всему эффективнее иные способы перемещения по поверхности. Гребные винты тоже выкинуть… Укронаука не велит.
Grisha пишет: Сравнение с птицами вообще некоректное… В отличие от самолетов, у птиц нет в хвосте или под крыльями вентиляторов, им крыльями махать надо. Я бы посмотрел как бы они махали, если бы крылья были снизу.
vilorov vilen пишет: Странно, что этот вопрос поднимается (и не в первый раз) среди авиаторов. Упрощенный ответ таков —
Максимальная подъемная сила крыла в машущем полете развивается в положении близко к горизонтальному. Если бы птицы были низкопланами, то крыло с силой билось бы о землю при взлете и всем им пришлось бы отращивать длинные ноги или, чтобы избежать травмирование крыла, пришлось бы тратить очень много энергии на торможение крыла в точке максимальной эффективности крыла махолетов.
Второй момент связан с механизмом работы мышц. Мышца эффективно работает только на сокращение, растягивание же почти полностью происходит за счет сокращения других мышц. И при низком расположении крыла, при креплении мышцы к кости крыла почти у основания, будем иметь очень малую длину сокращения мышцы при максимальной (в отличие от холостого хода при взмахе) нагрузке. При верхнем расположении крыла энергоэффективность мышцы на порядки выше, плюс есть место для крепления дополнительных мышц на ребрах, коих не будет при низко расположенном крыле.
источник: biology1.ucoz.ru
Есть еще и мелкие причины верхнего расположения крыла у птиц и «козявок», но основные — две вышеназванные. Причем одинаково важные.
Приводить в пример птиц, как высокопланов, — крайне не верно.
Рисунок из книги О.П. Коклюшкина, А.В. Лашкул, «Интегрированные уроки биологии»
Читайте также:
20 Jun 2012 14:11 (опубликовано: skydiver000)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
Читайте далее
- Обсуждение темпов выпуска и композитов — О темпах выпуска Barbudos писал: Удивляет что? То, что Боинг имеет мощностя такие, что может выделить из своих многотысячных заказов 50 новых 737-х для России только за 4 (!) года. На фоне того, что мы слепили за 4-5 лет всего 28 Суперджетов…… (+20)
- Сравнение CSeries 100 и SSJ100 — V_teme писал: CS100 даже в текущем (бумажно-идеальном) виде никакой не конкурент RRJ95B. Разница в MTOW составляет 12,271 кг при разнице в паксовместимости в стандартной конфигурации всего в 12 паксов (1,224 кг). Расчетная дальность CS100 с MTOW при…… (+19)
- Сравнение цены двигателя SaM-146 с конкурентами — Цена двигателя SaM-146 равна $2,7 млн (в 2010-м году). Цифры из ежеквартального отчёта ГСС (страница 79, сверху): Дата совершения сделки: 29.04.2010 Вид и предмет сделки: Заказ № PO/340-RRJ-PJк Рамочному договору Поставки № DDC-RRJ-SCA-PJ-026 от…… (+11)
- Обсуждение количества инцидентов — На одном форуме произошел небольшой спор о большом количестве инцидентов с Суперджетом. Цитаты: вовчек: за 2012 год 24 инцидента c SSJ. Соотнесите эти цифры с налетом парка, а так же с заявлениями должностных лиц разного ранга о том что для…… (+11)
- Сравнение самолетов в сегменте 100-149 мест | 10.08.2012 — Статья не закончена: Требуется вычитка и оформление (проверьте перевод) Требуется свести все данные из картикнок в одну удобную таблицу. Ну или большинство данных. Исследование, опубликованое изданием AirInsight, утверждает, что рынок самолетов…… (+11)
Случайные статьи
- Производственное оборудование | Видео — Производственное оборудование Прецизионный токарно-фрезерный центр Mazak Integrex 300-III | Установлен на КнААПО | Пример работы Высокоскоростной фрезерный обрабатывающий центр DMF-500P | Установлен на КнААПО | Пример работы Пятикоординатный фрезерный станок Makino MAG3.EX | Установлен на КнААПО…… (+1)
Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info
superjet.wikidot.com
Обсуждение схем низкоплана и высокоплана
А что по поводу компоновок высокоплан / низкоплан?
Достоинство высокоплана одно — низкорасположенный фюзеляж сильно облегчает загрузку. Особенно тем, кто «может заехать своим ходом» 🙂 Выше двигатели, снижается вероятность попадания мусора — ценно при посадке на грунт. Однако высоко висящий двигатель сложнее обслуживать — требуется таскать стремянку. При аварии высокоплан, кстати, садится на брюхо, в котором — колеса, а не крылья, баки и двигатели. При посадке на воду у низкоплана топливные кессоны и фюзеляж обеспечивают плавучесть самолёта (крыло служит понтоном). У высокоплана такого «понтона» нет.
К счастью, такое случается редко, а вот каждый день:
- Высокое крыло не позволяет использовать при взлете эффект «экрана» — значит, разбег на взлёте будет длиннее.
- Высокое крыло отправляет спутную струю перелохмаченного воздуха на хвостовое оперение — следовательно оперение нужно делать «Т»-образное, больше, тяжелее и поднимать наверх (смотрите на снимки, сравните оперение на разных самолетах). При маневрах все равно — чревато.
- При высоком крыле шасси выводится в фюзеляж, оно занимает место, гондолы выпирают, увеличивая лобовое сопротивление (это я к мелочам придираюсь)
- Главное: в полёте на крыло действует подъёмная сила (давит вверх), на земле — гравитация. У низкоплана шасси на крыле — значит, нагрузка на крыло всегда снизу вверх. У высокоплана на земле крыло (вместе с тяжелыми двигателями) свисает с фюзеляжа, нагрузка идет вниз. Лишняя нагрузка — нужна лишняя прочность, а это лишний вес, объем, цена.
Так понемножку и складывается суммарная переплата, которую платят транспортники за возможность брать груз чуть ли не с самой земли. Для них — оправдано. Пассажирские самолёты уже не используют (понятно почему) верхнее крыло, практически никогда.
Валерий Попов писал: Силовая схема высокоплана менее эффективна, чем у низкоплана, в том смысле, что у высокоплана необходимо вводить дополнительные силовые элементы, воспринимающие инерционные нагрузки от массы крыла при посадке. У низкоплана эти нагрузки воспринимаются теми же силовыми элементами, которые воспринимают полётные аэродинамические нагрузки.
Подробнее: все инерционные нагрузки уравновешиваются в точке контакта пневматика с ВПП, или, для простоты, в узлах навески шасси к конструкции самолёта. В случае низкоплана инерционная нагрузка от фюзеляжа передаётся к узлам навески через кессон крыла. Для высокоплана инерционная нагрузка от массы крыла передаётся к узлам навески через силовые шпангоуты, которые в полёте не работают. Т.е. всю эту светотень надо возить даром.
Коли уж названа цифра по массе конструкции крыла, завершу рассуждения о нагрузках на фюзеляж высокоплана:
Крыло — 4800 кг
2 двигателя — 4000 кг
Топливо — 11400 кг
Итого — 20,2 тонны.
Перегрузку в ЦТ при посадке с максимальным взлетным весом можно приближенно взять 1,7. Без учёта коэффициента динамичности, силовые шпангоуты фюзеляжа должны передать на узлы навески шасси расчетную нагрузку более 50 тонн. Сжатием с изгибом.
Теперь о «вездеходности» высокопланов.
Улучшение какой-либо характеристики, в частности, условий базирования, всегда сопровождается ухудшением других характеристик. Для высокопланов это объём и высота багажных отсеков под полом пассажирской кабины. Если кто-то не в курсе, для авиакомпаний это значит, что отсутствует возможность дополнительного и весьма существенного заработка на перевозке грузов. (смотрите: «сравнение багажных отсеков Ан-148 и Superjet-100»)
В условиях, когда можно построить аппарат максимум на 5% лучше конкурентов, любое ухудшение характеристик чревато тем, что на проекте будет поставлен жирный крест. Я опасаюсь, что судьба высокопланов предопределена их схемой. Им позволят выполнять рейсы только в специфических неблагоприятных условиях. Львиная доля перевозок выполняется и будет выполняться самолётами классической схемы (низкопланами с двигателями под крылом) и, как только пассажиропоток вырастет и условия базирования изменятся, высокопланы будут вытеснены более эффективными конкурентами.
Рыжков Сергей пишет: Участок от стойки шасси до конца крыла в нижнем варианте работает как всё крыло в верхнем. Но в нижнем плечо меньше. (Значит, у низкоплана меньше нагрузки и крыло можно сделать легче.)
При посадке нагрузка (точнее, момент силы, действующей на стыке с фюзеляжем) на участок от фюзеляжа до стойки шасси в варианте «шасси на крыле» выше, но если вы хорошо подумаете, то поймёте, что он всё равно существенно ниже, чем при полёте. Так как и в полете, и на стоянке действует одна и та же сила F, но на стоянке она приложена в точке крепления шасси, то есть достаточно близко к фюзеляжу, а в полёте распределена по всему крылу, то есть в полёте эффективное плече приложения силы существенно больше. Проблема с шасси на крыле возникает только в момент касания земли, тогда мы действительно имеем дополнительный момент силы, но всё-таки сила приложена достаточно близко к фюзеляжу.
У компоновки высокоплана на самом деле есть ещё один большой и общеизвестный недостаток — у низкоплана фюзеляж просто лежит на крыле и нагрузки в месте крепления возникают относительно небольшие, а у высокоплана он по сути подвешен под крылом и, соответственно, узел крепления должен выдерживать вес всего фюзеляжа. Нагрузки в этом месте возникают очень приличные и приходится усиливать И узел крепления, И сам фюзеляж.
***
Дискуссия о преимуществах той или другой схемы, основанная, как правило, на умозрительных доводах, достигает, порой, высокого эмоционального накала.
Достоинства схемы низкоплана по сравнению с высокопланом состоят в следующем:
- меньшая омываемая поверхность низкоплана приводит к уменьшению сопротивления самолёта, масса его конструкции меньше;
- низкоплан позволяет обеспечить потребную ширину колеи основных опор из расчета защиты от опрокидывания. Устойчивость к боковому опрокидыванию у высокоплана существенно ниже и явно недостаточна, что накладывает ограничения на эксплуатацию при боковом ветре;
- более низкий уровень шума в пассажирском салоне;
- в случае аварийного приводнения низкоплан располагает большими возможностями для эвакуации пассажиров, чем высокоплан;
- в случае нелокализованного разлета осколков роторов основного двигателя (что обязательно рассматривается при сертификации самолета) низкоплан эффективнее защищает пассажиров и бортовые системы от мелких осколков;
- низкое расположение облегчает обслуживание двигателя, а также боковой коробки приводов самолетных агрегатов.
Перечисленные особенности низкоплана и определяют увеличение числа пассажирских самолётов, выполненных по такой схеме.
Фактически, в мире сейчас только одна фирма делает реактивные пассажирские самолеты-высокопланы — «АНТК им Антонова». Все остальные фирмы делают (реактивные пассажирские) самолёты-низкопланы.
| высокопланы | |
|---|---|
| Антонов | Ан-148/158 |
| низкопланы | |
| Боинг | 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787 |
| Айрбас | 318, 319, 320, 330, 340, 350, 380 |
| Эмбрайер | 170, 175, 190, 195 и пр; |
| Бомбардье | 700/800/900/1000, C-series |
| Яковлев | Як-40/42 |
| Туполев | Ту-134/154/204/214/334 |
| ОАК | Суперджет-100, МС-21 |
| COMAC | ARJ-21; |
| Мицубиси | MRJ; |
Зачем же КБ Антонова сделало свой выбор в пользу высокоплана?
4321 пишет: Потому-что «я его слепила из того что было». У них все самолеты в истории КБ были высокопланами (кроме Ан-2 и проекта Ан-218)
Зачем же все-таки авиакомпаниям турбореактивный высокоплан?
4321 пишет: Дык нет таких компаний последние лет 10. И новых турбореактивных высокопланов тоже. За исключением АНов.
andrey_che: Где Вы видели в природе хоть одну птицу, имеющую аэродинамическую схему «низкоплан»? Все они, говоря языком аэродинамики, имеют схему «высокоплан»…. Так что Господь Бог/Дарвин за аэродинамику КБ Антонова… Если бы птицы имели аэродинамическую схему «низкоплан», то у Вас, пардон, руки росли бы прямо из задницы!
Петр ответил: Боинг с Эрбасом бьются в истерике, осознав свою неправоту и неумение строить самолёты, а работники их КБ хором записываются на приём к хирургу, проверять откуда растут руки…
А ведь благодатнейшую тему andrey_che затронул, видимо сам не понимая, что делает. Я вот сейчас фотографии птиц рассматриваю и думаю, куда Господь Бог/Дарвин одобрил установку двигателей на самолётах Антонова. Равно как и вертикального хвостового оперения 🙂
FRAM пишет: Надо еще поменять колесные шасси на лапки. Тогда аутентичнее будет. А то как-то с колесом в природе обломинго. Судя по всему эффективнее иные способы перемещения по поверхности. Гребные винты тоже выкинуть… Укронаука не велит.
Grisha пишет: Сравнение с птицами вообще некоректное… В отличие от самолетов, у птиц нет в хвосте или под крыльями вентиляторов, им крыльями махать надо. Я бы посмотрел как бы они махали, если бы крылья были снизу.
vilorov vilen пишет: Странно, что этот вопрос поднимается (и не в первый раз) среди авиаторов. Упрощенный ответ таков —
Максимальная подъемная сила крыла в машущем полете развивается в положении близко к горизонтальному. Если бы птицы были низкопланами, то крыло с силой билось бы о землю при взлете и всем им пришлось бы отращивать длинные ноги или, чтобы избежать травмирование крыла, пришлось бы тратить очень много энергии на торможение крыла в точке максимальной эффективности крыла махолетов.
Второй момент связан с механизмом работы мышц. Мышца эффективно работает только на сокращение, растягивание же почти полностью происходит за счет сокращения других мышц. И при низком расположении крыла, при креплении мышцы к кости крыла почти у основания, будем иметь очень малую длину сокращения мышцы при максимальной (в отличие от холостого хода при взмахе) нагрузке. При верхнем расположении крыла энергоэффективность мышцы на порядки выше, плюс есть место для крепления дополнительных мышц на ребрах, коих не будет при низко расположенном крыле.источник: biology1.ucoz.ru
Есть еще и мелкие причины верхнего расположения крыла у птиц и «козявок», но основные — две вышеназванные. Причем одинаково важные.
Приводить в пример птиц, как высокопланов, — крайне не верно.
Рисунок из книги О.П. Коклюшкина, А.В. Лашкул, «Интегрированные уроки биологии»
Читайте также:
20 Jun 2012 14:11 (опубликовано: skydiver000)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
Читайте далее
- Схемы расположения двигателей — Франция законодательница моды Caravelle В авиации применяются несколько схем расположения крыла относительно фюзеляжа (низкоплан, центроплан, высокоплан) и двигателей (например: под крылом, в хвосте) В современных реактивных пассажирских лайнерах…… (+6)
- Geared Up For a Fight — Flight global опубликовал статью сравнение самолетов в региональном сегменте. Требуется перевод (или ссылка на Авиапорт) пока же сама статья и таблицы из…… (+4)
- Скорость горизонтального полета SSJ и Ан-148 — СвернутьРаскрыть Содержание Сравнение скорости Суперджета и самолетов а/к МАУ Сравнение скорости Суперджета и самолетов а/к Россия Как быстро самолеты занимают высокий эшелон Обсуждение Часто возникают споры о скоростях крейсерского полета у…… (+4)
- Налет в Lufthansa и других авиакомпаниях — З Дмитрий пишет: Для справки: LH Group (включает LH, LH Cargo, LH Citylne, Air Dolomity, AirTrust, Germanwings, Eurowings, LH Malta, Swiss Europe, Swiss International, Austrian Airlines, LH Italia, ), 2011 год (без bmi): Данные из короткого отчета…… (+4)
- Bombardier увольняет 1700 работников — Bombardier сообщил, что собирается сократить штаты своего авиационного подразделения на 1700 человек: 600 в США и 1100 в Канаде, в основном (80%) в Монреале. Всего в этом подразделении занято около 35 тысяч человек, из них в США 5700, а в Канаде 22…… (+3)
Случайные статьи
- Куров Андрей Васильевич — Краткая биография Летчик-испытатель 1 класса. Родился 18 февраля 1963 года в г.Тамбов. Окончил Тамбовское ВВАУЛ в 1984 г. Военный летчик ВВС 1984 – 1991г. В 1992 – 1993 гг. – летчик-испытатель КФ ПМО «Тайга-1» Окончил Школу летчиков-испытателей в 1993 г. В 1993 – 2001 гг. – летчик-испытатель АНТК…… (+4)
- ГСС — объект для бесконечного наблюдения — ГСС — это «Гражданские Самолеты Сухого», кто забыл. Напомним, 12 февраля 2014 года на вооружение Военно-воздушных сил России поступила очередная партия (12 единиц) новейших истребителей Су-35С. Старший сержант Рошка воспользовался случаем и узнал, кто и как строит этот сверхманевренный многоцелевой…… (+15)
Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info
superjet.wikidot.com
Обсуждение схем низкоплана и высокоплана
А что по поводу компоновок высокоплан / низкоплан?
Достоинство высокоплана одно — низкорасположенный фюзеляж сильно облегчает загрузку. Особенно тем, кто «может заехать своим ходом» 🙂 Выше двигатели, снижается вероятность попадания мусора — ценно при посадке на грунт. Однако высоко висящий двигатель сложнее обслуживать — требуется таскать стремянку. При аварии высокоплан, кстати, садится на брюхо, в котором — колеса, а не крылья, баки и двигатели. При посадке на воду у низкоплана топливные кессоны и фюзеляж обеспечивают плавучесть самолёта (крыло служит понтоном). У высокоплана такого «понтона» нет.
К счастью, такое случается редко, а вот каждый день:
- Высокое крыло не позволяет использовать при взлете эффект «экрана» — значит, разбег на взлёте будет длиннее.
- Высокое крыло отправляет спутную струю перелохмаченного воздуха на хвостовое оперение — следовательно оперение нужно делать «Т»-образное, больше, тяжелее и поднимать наверх (смотрите на снимки, сравните оперение на разных самолетах). При маневрах все равно — чревато.
- При высоком крыле шасси выводится в фюзеляж, оно занимает место, гондолы выпирают, увеличивая лобовое сопротивление (это я к мелочам придираюсь)
- Главное: в полёте на крыло действует подъёмная сила (давит вверх), на земле — гравитация. У низкоплана шасси на крыле — значит, нагрузка на крыло всегда снизу вверх. У высокоплана на земле крыло (вместе с тяжелыми двигателями) свисает с фюзеляжа, нагрузка идет вниз. Лишняя нагрузка — нужна лишняя прочность, а это лишний вес, объем, цена.
Так понемножку и складывается суммарная переплата, которую платят транспортники за возможность брать груз чуть ли не с самой земли. Для них — оправдано. Пассажирские самолёты уже не используют (понятно почему) верхнее крыло, практически никогда.
Валерий Попов писал: Силовая схема высокоплана менее эффективна, чем у низкоплана, в том смысле, что у высокоплана необходимо вводить дополнительные силовые элементы, воспринимающие инерционные нагрузки от массы крыла при посадке. У низкоплана эти нагрузки воспринимаются теми же силовыми элементами, которые воспринимают полётные аэродинамические нагрузки.
Подробнее: все инерционные нагрузки уравновешиваются в точке контакта пневматика с ВПП, или, для простоты, в узлах навески шасси к конструкции самолёта. В случае низкоплана инерционная нагрузка от фюзеляжа передаётся к узлам навески через кессон крыла. Для высокоплана инерционная нагрузка от массы крыла передаётся к узлам навески через силовые шпангоуты, которые в полёте не работают. Т.е. всю эту светотень надо возить даром.
Коли уж названа цифра по массе конструкции крыла, завершу рассуждения о нагрузках на фюзеляж высокоплана:
Крыло — 4800 кг
2 двигателя — 4000 кг
Топливо — 11400 кг
Итого — 20,2 тонны.
Перегрузку в ЦТ при посадке с максимальным взлетным весом можно приближенно взять 1,7. Без учёта коэффициента динамичности, силовые шпангоуты фюзеляжа должны передать на узлы навески шасси расчетную нагрузку более 50 тонн. Сжатием с изгибом.
Теперь о «вездеходности» высокопланов.
Улучшение какой-либо характеристики, в частности, условий базирования, всегда сопровождается ухудшением других характеристик. Для высокопланов это объём и высота багажных отсеков под полом пассажирской кабины. Если кто-то не в курсе, для авиакомпаний это значит, что отсутствует возможность дополнительного и весьма существенного заработка на перевозке грузов. (смотрите: «сравнение багажных отсеков Ан-148 и Superjet-100»)
В условиях, когда можно построить аппарат максимум на 5% лучше конкурентов, любое ухудшение характеристик чревато тем, что на проекте будет поставлен жирный крест. Я опасаюсь, что судьба высокопланов предопределена их схемой. Им позволят выполнять рейсы только в специфических неблагоприятных условиях. Львиная доля перевозок выполняется и будет выполняться самолётами классической схемы (низкопланами с двигателями под крылом) и, как только пассажиропоток вырастет и условия базирования изменятся, высокопланы будут вытеснены более эффективными конкурентами.
Рыжков Сергей пишет: Участок от стойки шасси до конца крыла в нижнем варианте работает как всё крыло в верхнем. Но в нижнем плечо меньше. (Значит, у низкоплана меньше нагрузки и крыло можно сделать легче.)
При посадке нагрузка (точнее, момент силы, действующей на стыке с фюзеляжем) на участок от фюзеляжа до стойки шасси в варианте «шасси на крыле» выше, но если вы хорошо подумаете, то поймёте, что он всё равно существенно ниже, чем при полёте. Так как и в полете, и на стоянке действует одна и та же сила F, но на стоянке она приложена в точке крепления шасси, то есть достаточно близко к фюзеляжу, а в полёте распределена по всему крылу, то есть в полёте эффективное плече приложения силы существенно больше. Проблема с шасси на крыле возникает только в момент касания земли, тогда мы действительно имеем дополнительный момент силы, но всё-таки сила приложена достаточно близко к фюзеляжу.
У компоновки высокоплана на самом деле есть ещё один большой и общеизвестный недостаток — у низкоплана фюзеляж просто лежит на крыле и нагрузки в месте крепления возникают относительно небольшие, а у высокоплана он по сути подвешен под крылом и, соответственно, узел крепления должен выдерживать вес всего фюзеляжа. Нагрузки в этом месте возникают очень приличные и приходится усиливать И узел крепления, И сам фюзеляж.
***
Дискуссия о преимуществах той или другой схемы, основанная, как правило, на умозрительных доводах, достигает, порой, высокого эмоционального накала.
Достоинства схемы низкоплана по сравнению с высокопланом состоят в следующем:
- меньшая омываемая поверхность низкоплана приводит к уменьшению сопротивления самолёта, масса его конструкции меньше;
- низкоплан позволяет обеспечить потребную ширину колеи основных опор из расчета защиты от опрокидывания. Устойчивость к боковому опрокидыванию у высокоплана существенно ниже и явно недостаточна, что накладывает ограничения на эксплуатацию при боковом ветре;
- более низкий уровень шума в пассажирском салоне;
- в случае аварийного приводнения низкоплан располагает большими возможностями для эвакуации пассажиров, чем высокоплан;
- в случае нелокализованного разлета осколков роторов основного двигателя (что обязательно рассматривается при сертификации самолета) низкоплан эффективнее защищает пассажиров и бортовые системы от мелких осколков;
- низкое расположение облегчает обслуживание двигателя, а также боковой коробки приводов самолетных агрегатов.
Перечисленные особенности низкоплана и определяют увеличение числа пассажирских самолётов, выполненных по такой схеме.
Фактически, в мире сейчас только одна фирма делает реактивные пассажирские самолеты-высокопланы — «АНТК им Антонова». Все остальные фирмы делают (реактивные пассажирские) самолёты-низкопланы.
| высокопланы | |
|---|---|
| Антонов | Ан-148/158 |
| низкопланы | |
| Боинг | 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787 |
| Айрбас | 318, 319, 320, 330, 340, 350, 380 |
| Эмбрайер | 170, 175, 190, 195 и пр; |
| Бомбардье | 700/800/900/1000, C-series |
| Яковлев | Як-40/42 |
| Туполев | Ту-134/154/204/214/334 |
| ОАК | Суперджет-100, МС-21 |
| COMAC | ARJ-21; |
| Мицубиси | MRJ; |
Зачем же КБ Антонова сделало свой выбор в пользу высокоплана?
4321 пишет: Потому-что «я его слепила из того что было». У них все самолеты в истории КБ были высокопланами (кроме Ан-2 и проекта Ан-218)
Зачем же все-таки авиакомпаниям турбореактивный высокоплан?
4321 пишет: Дык нет таких компаний последние лет 10. И новых турбореактивных высокопланов тоже. За исключением АНов.
andrey_che: Где Вы видели в природе хоть одну птицу, имеющую аэродинамическую схему «низкоплан»? Все они, говоря языком аэродинамики, имеют схему «высокоплан»…. Так что Господь Бог/Дарвин за аэродинамику КБ Антонова… Если бы птицы имели аэродинамическую схему «низкоплан», то у Вас, пардон, руки росли бы прямо из задницы!
Петр ответил: Боинг с Эрбасом бьются в истерике, осознав свою неправоту и неумение строить самолёты, а работники их КБ хором записываются на приём к хирургу, проверять откуда растут руки…
А ведь благодатнейшую тему andrey_che затронул, видимо сам не понимая, что делает. Я вот сейчас фотографии птиц рассматриваю и думаю, куда Господь Бог/Дарвин одобрил установку двигателей на самолётах Антонова. Равно как и вертикального хвостового оперения 🙂
FRAM пишет: Надо еще поменять колесные шасси на лапки. Тогда аутентичнее будет. А то как-то с колесом в природе обломинго. Судя по всему эффективнее иные способы перемещения по поверхности. Гребные винты тоже выкинуть… Укронаука не велит.
Grisha пишет: Сравнение с птицами вообще некоректное… В отличие от самолетов, у птиц нет в хвосте или под крыльями вентиляторов, им крыльями махать надо. Я бы посмотрел как бы они махали, если бы крылья были снизу.
vilorov vilen пишет: Странно, что этот вопрос поднимается (и не в первый раз) среди авиаторов. Упрощенный ответ таков —
Максимальная подъемная сила крыла в машущем полете развивается в положении близко к горизонтальному. Если бы птицы были низкопланами, то крыло с силой билось бы о землю при взлете и всем им пришлось бы отращивать длинные ноги или, чтобы избежать травмирование крыла, пришлось бы тратить очень много энергии на торможение крыла в точке максимальной эффективности крыла махолетов.
Второй момент связан с механизмом работы мышц. Мышца эффективно работает только на сокращение, растягивание же почти полностью происходит за счет сокращения других мышц. И при низком расположении крыла, при креплении мышцы к кости крыла почти у основания, будем иметь очень малую длину сокращения мышцы при максимальной (в отличие от холостого хода при взмахе) нагрузке. При верхнем расположении крыла энергоэффективность мышцы на порядки выше, плюс есть место для крепления дополнительных мышц на ребрах, коих не будет при низко расположенном крыле.источник: biology1.ucoz.ru
Есть еще и мелкие причины верхнего расположения крыла у птиц и «козявок», но основные — две вышеназванные. Причем одинаково важные.
Приводить в пример птиц, как высокопланов, — крайне не верно.
Рисунок из книги О.П. Коклюшкина, А.В. Лашкул, «Интегрированные уроки биологии»
Читайте также:
20 Jun 2012 14:11 (опубликовано: skydiver000)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
Читайте далее
- Bombardier: Начало эксплуатации CSeries откладывается — 16 января 2014 года фирма Bombardier выпустила пресс-релиз, согласно которому работа идёт успешно, и начальный период испытаний подтвердил ожидания компании. Однако стало ясно, что испытания займут больше времени, чем ранее планировалось….… (+10)
- SSJ-Emb-CRJ — There is the English version of this article с другой стороны было бы интересно услышать Ваше мнение о преимуществах SSJ над другими самолетами-аналогами, над тем же Ембраером, Бомбардье (с Ан-148 лучше не сравнивать, вот появится серийный Ан-158…… (+10)
- Ту-204 против Айрбас-321 — Ту-204 vs. Конкуренция Чтобы сравнить конкурентоспособность Ту-204, возьмём как конкурента самый распостранённый, на данный момент, вариант: А321-200. Ту-204 будем рассматривать в варианте -100. Про остальные варианты будет пара слов потом, как и про…… (+10)
- ARJ21 — Один из конкурентов Суперджета, китайский проект ARJ-21 начал свою жизнь в марте 2002 года. Контролируемый государством консорциум ACAC считает этот проект ключевым, частью китайской десятой пятилетки История создания Китайские конструкторы взяли…… (+9)
- Характеристики SSJ — Sukhoi Superjet 100 (сокр. SSJ 100, сертификационное название семейства самолётов RRJ — Russian Regional Jet) — российский ближнемагистральный пассажирский самолёт, разработанный компанией «Гражданские самолёты Сухого». Семейство самолётов Sukhoi…… (+7)
Случайные статьи
- В TAWS не были загружены базы данных по рельефу местности в Индонезии — Также слышно, что Александр Яблонцев отключил ТАВС — систему предупреждения опасного сближения с землей. Якобы потому, что в нее не заложен картридж с подстилающей поверхностью острова Ява. Другими словами, привязки к местности, над которой летел Суперджет , у экипажа по непонятной причине не было….… (+1)
- Эксплуатация Боинг-737 с гравийных аэродромов — Цитата (Двигатели: комментарии специалистов): Евгений Коваленко: Когда появились первые сообщения о проекте RRJ полагал «авиационная общественность» с интересом отнесётся к этому, ведь это первый российский проект пассажирского самолёта. Но не тут-то было. Сначала, зачем это нужно, когда есть…… (+16)
Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info
superjet.wikidot.com
Обсуждение схем низкоплана и высокоплана
А что по поводу компоновок высокоплан / низкоплан?
Достоинство высокоплана одно — низкорасположенный фюзеляж сильно облегчает загрузку. Особенно тем, кто «может заехать своим ходом» 🙂 Выше двигатели, снижается вероятность попадания мусора — ценно при посадке на грунт. Однако высоко висящий двигатель сложнее обслуживать — требуется таскать стремянку. При аварии высокоплан, кстати, садится на брюхо, в котором — колеса, а не крылья, баки и двигатели. При посадке на воду у низкоплана топливные кессоны и фюзеляж обеспечивают плавучесть самолёта (крыло служит понтоном). У высокоплана такого «понтона» нет.
К счастью, такое случается редко, а вот каждый день:
- Высокое крыло не позволяет использовать при взлете эффект «экрана» — значит, разбег на взлёте будет длиннее.
- Высокое крыло отправляет спутную струю перелохмаченного воздуха на хвостовое оперение — следовательно оперение нужно делать «Т»-образное, больше, тяжелее и поднимать наверх (смотрите на снимки, сравните оперение на разных самолетах). При маневрах все равно — чревато.
- При высоком крыле шасси выводится в фюзеляж, оно занимает место, гондолы выпирают, увеличивая лобовое сопротивление (это я к мелочам придираюсь)
- Главное: в полёте на крыло действует подъёмная сила (давит вверх), на земле — гравитация. У низкоплана шасси на крыле — значит, нагрузка на крыло всегда снизу вверх. У высокоплана на земле крыло (вместе с тяжелыми двигателями) свисает с фюзеляжа, нагрузка идет вниз. Лишняя нагрузка — нужна лишняя прочность, а это лишний вес, объем, цена.
Так понемножку и складывается суммарная переплата, которую платят транспортники за возможность брать груз чуть ли не с самой земли. Для них — оправдано. Пассажирские самолёты уже не используют (понятно почему) верхнее крыло, практически никогда.
Валерий Попов писал: Силовая схема высокоплана менее эффективна, чем у низкоплана, в том смысле, что у высокоплана необходимо вводить дополнительные силовые элементы, воспринимающие инерционные нагрузки от массы крыла при посадке. У низкоплана эти нагрузки воспринимаются теми же силовыми элементами, которые воспринимают полётные аэродинамические нагрузки.
Подробнее: все инерционные нагрузки уравновешиваются в точке контакта пневматика с ВПП, или, для простоты, в узлах навески шасси к конструкции самолёта. В случае низкоплана инерционная нагрузка от фюзеляжа передаётся к узлам навески через кессон крыла. Для высокоплана инерционная нагрузка от массы крыла передаётся к узлам навески через силовые шпангоуты, которые в полёте не работают. Т.е. всю эту светотень надо возить даром.
Коли уж названа цифра по массе конструкции крыла, завершу рассуждения о нагрузках на фюзеляж высокоплана:
Крыло — 4800 кг
2 двигателя — 4000 кг
Топливо — 11400 кг
Итого — 20,2 тонны.
Перегрузку в ЦТ при посадке с максимальным взлетным весом можно приближенно взять 1,7. Без учёта коэффициента динамичности, силовые шпангоуты фюзеляжа должны передать на узлы навески шасси расчетную нагрузку более 50 тонн. Сжатием с изгибом.
Теперь о «вездеходности» высокопланов.
Улучшение какой-либо характеристики, в частности, условий базирования, всегда сопровождается ухудшением других характеристик. Для высокопланов это объём и высота багажных отсеков под полом пассажирской кабины. Если кто-то не в курсе, для авиакомпаний это значит, что отсутствует возможность дополнительного и весьма существенного заработка на перевозке грузов. (смотрите: «сравнение багажных отсеков Ан-148 и Superjet-100»)
В условиях, когда можно построить аппарат максимум на 5% лучше конкурентов, любое ухудшение характеристик чревато тем, что на проекте будет поставлен жирный крест. Я опасаюсь, что судьба высокопланов предопределена их схемой. Им позволят выполнять рейсы только в специфических неблагоприятных условиях. Львиная доля перевозок выполняется и будет выполняться самолётами классической схемы (низкопланами с двигателями под крылом) и, как только пассажиропоток вырастет и условия базирования изменятся, высокопланы будут вытеснены более эффективными конкурентами.
Рыжков Сергей пишет: Участок от стойки шасси до конца крыла в нижнем варианте работает как всё крыло в верхнем. Но в нижнем плечо меньше. (Значит, у низкоплана меньше нагрузки и крыло можно сделать легче.)
При посадке нагрузка (точнее, момент силы, действующей на стыке с фюзеляжем) на участок от фюзеляжа до стойки шасси в варианте «шасси на крыле» выше, но если вы хорошо подумаете, то поймёте, что он всё равно существенно ниже, чем при полёте. Так как и в полете, и на стоянке действует одна и та же сила F, но на стоянке она приложена в точке крепления шасси, то есть достаточно близко к фюзеляжу, а в полёте распределена по всему крылу, то есть в полёте эффективное плече приложения силы существенно больше. Проблема с шасси на крыле возникает только в момент касания земли, тогда мы действительно имеем дополнительный момент силы, но всё-таки сила приложена достаточно близко к фюзеляжу.
У компоновки высокоплана на самом деле есть ещё один большой и общеизвестный недостаток — у низкоплана фюзеляж просто лежит на крыле и нагрузки в месте крепления возникают относительно небольшие, а у высокоплана он по сути подвешен под крылом и, соответственно, узел крепления должен выдерживать вес всего фюзеляжа. Нагрузки в этом месте возникают очень приличные и приходится усиливать И узел крепления, И сам фюзеляж.
***
Дискуссия о преимуществах той или другой схемы, основанная, как правило, на умозрительных доводах, достигает, порой, высокого эмоционального накала.
Достоинства схемы низкоплана по сравнению с высокопланом состоят в следующем:
- меньшая омываемая поверхность низкоплана приводит к уменьшению сопротивления самолёта, масса его конструкции меньше;
- низкоплан позволяет обеспечить потребную ширину колеи основных опор из расчета защиты от опрокидывания. Устойчивость к боковому опрокидыванию у высокоплана существенно ниже и явно недостаточна, что накладывает ограничения на эксплуатацию при боковом ветре;
- более низкий уровень шума в пассажирском салоне;
- в случае аварийного приводнения низкоплан располагает большими возможностями для эвакуации пассажиров, чем высокоплан;
- в случае нелокализованного разлета осколков роторов основного двигателя (что обязательно рассматривается при сертификации самолета) низкоплан эффективнее защищает пассажиров и бортовые системы от мелких осколков;
- низкое расположение облегчает обслуживание двигателя, а также боковой коробки приводов самолетных агрегатов.
Перечисленные особенности низкоплана и определяют увеличение числа пассажирских самолётов, выполненных по такой схеме.
Фактически, в мире сейчас только одна фирма делает реактивные пассажирские самолеты-высокопланы — «АНТК им Антонова». Все остальные фирмы делают (реактивные пассажирские) самолёты-низкопланы.
| высокопланы | |
|---|---|
| Антонов | Ан-148/158 |
| низкопланы | |
| Боинг | 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787 |
| Айрбас | 318, 319, 320, 330, 340, 350, 380 |
| Эмбрайер | 170, 175, 190, 195 и пр; |
| Бомбардье | 700/800/900/1000, C-series |
| Яковлев | Як-40/42 |
| Туполев | Ту-134/154/204/214/334 |
| ОАК | Суперджет-100, МС-21 |
| COMAC | ARJ-21; |
| Мицубиси | MRJ; |
Зачем же КБ Антонова сделало свой выбор в пользу высокоплана?
4321 пишет: Потому-что «я его слепила из того что было». У них все самолеты в истории КБ были высокопланами (кроме Ан-2 и проекта Ан-218)
Зачем же все-таки авиакомпаниям турбореактивный высокоплан?
4321 пишет: Дык нет таких компаний последние лет 10. И новых турбореактивных высокопланов тоже. За исключением АНов.
andrey_che: Где Вы видели в природе хоть одну птицу, имеющую аэродинамическую схему «низкоплан»? Все они, говоря языком аэродинамики, имеют схему «высокоплан»…. Так что Господь Бог/Дарвин за аэродинамику КБ Антонова… Если бы птицы имели аэродинамическую схему «низкоплан», то у Вас, пардон, руки росли бы прямо из задницы!
Петр ответил: Боинг с Эрбасом бьются в истерике, осознав свою неправоту и неумение строить самолёты, а работники их КБ хором записываются на приём к хирургу, проверять откуда растут руки…
А ведь благодатнейшую тему andrey_che затронул, видимо сам не понимая, что делает. Я вот сейчас фотографии птиц рассматриваю и думаю, куда Господь Бог/Дарвин одобрил установку двигателей на самолётах Антонова. Равно как и вертикального хвостового оперения 🙂
FRAM пишет: Надо еще поменять колесные шасси на лапки. Тогда аутентичнее будет. А то как-то с колесом в природе обломинго. Судя по всему эффективнее иные способы перемещения по поверхности. Гребные винты тоже выкинуть… Укронаука не велит.
Grisha пишет: Сравнение с птицами вообще некоректное… В отличие от самолетов, у птиц нет в хвосте или под крыльями вентиляторов, им крыльями махать надо. Я бы посмотрел как бы они махали, если бы крылья были снизу.
vilorov vilen пишет: Странно, что этот вопрос поднимается (и не в первый раз) среди авиаторов. Упрощенный ответ таков —
Максимальная подъемная сила крыла в машущем полете развивается в положении близко к горизонтальному. Если бы птицы были низкопланами, то крыло с силой билось бы о землю при взлете и всем им пришлось бы отращивать длинные ноги или, чтобы избежать травмирование крыла, пришлось бы тратить очень много энергии на торможение крыла в точке максимальной эффективности крыла махолетов.
Второй момент связан с механизмом работы мышц. Мышца эффективно работает только на сокращение, растягивание же почти полностью происходит за счет сокращения других мышц. И при низком расположении крыла, при креплении мышцы к кости крыла почти у основания, будем иметь очень малую длину сокращения мышцы при максимальной (в отличие от холостого хода при взмахе) нагрузке. При верхнем расположении крыла энергоэффективность мышцы на порядки выше, плюс есть место для крепления дополнительных мышц на ребрах, коих не будет при низко расположенном крыле.источник: biology1.ucoz.ru
Есть еще и мелкие причины верхнего расположения крыла у птиц и «козявок», но основные — две вышеназванные. Причем одинаково важные.
Приводить в пример птиц, как высокопланов, — крайне не верно.
Рисунок из книги О.П. Коклюшкина, А.В. Лашкул, «Интегрированные уроки биологии»
Читайте также:
20 Jun 2012 14:11 (опубликовано: skydiver000)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
Читайте далее
- Сравнение шумов — Самолёт считается удовлетворящим требованиям по шуму, если его совокупная разница превышает 10 EPNdB. Измерения, EPNdB1 Ан-148-100B Ан-148-100E E-190* CRJ-1000* SSJ-100/95B Ту-334-100 Сбоку от ВПП 90,4 91,4 92,4 90,2 90,7 93,4 — норма 94,7 94,8…… (+2)
- Реальный налет на парк Ан-148 — Критики Суперджета ругают его за относительно небольшой налет в первый год начала эксплуатации, часто сравнивая и ставя в пример ан-148 (для которого пошел уже 4-й год с начала полетов с пассажирами). Забывая при этом, какой налет показывал и этот…… (+2)
- Ty-334 — Технические характеристики Ту-334-100Д Пассажировместимость Пассажировместимость, чел 102 (1 класс) 92 (2 класса) Габариты Длина, м 31,26 Высота, м 9,38 Размах крыла, м 29,77 Площадь крыла, м2 83,00 Лётные данные Вес пустого, кг…… (+2)
- Aн-148/158 — СвернутьРаскрыть Содержание Технические характеристики1 Дополнительная информация о самолёте Презентации (ссылки) Расход топлива Прочее Итоги 5 летней эксплуатации Связанные ссылки Технические характеристики1 6-е издание карты данных …… (+2)
- Сравнение ЛТХ самолётов в сегменте SSJ — Данные взяты из меморандума ГСС от 2007 года, так что цифры надо уточнять. Вес поправлен, остальное надо смотреть. По идее, Ан-158 тоже надо добавить Характеристики EMB 190 CRJ 1000 ARJ 21-700 Ту-334-100 SSJ 100/95 Эксплуатационные характеристики…… (+2)
- 2-х вальный или 3-х вальный двигатель — трехвальный Д436 это инженерное продукт более высокого уровня, чем двухвальный Сам146 Вершинин Роман пишет: Вы сознательно передергиваете или действительно не знаете? Приведите пожалуйста удельные расходы на одинаковых числах М, и желательно в…… (+1)
Случайные статьи
- B.A.K. про Суперджет — B_A_K пишет: Мои пять копеек 🙂 На мой взгляд, развертывание производства SSJ по важности сопоставимо с закупкой лицензии на производство Ли-2 (в девичестве DC-3). С DC-3 в СССР пришел плазово-шаблонный метод, верой и правдой прослуживший нам многие десятилетия. SSJ дал толчок многим новациям во…… (+23)
- Причина крушения Суперджета — диверсия — Как обычно, одна из самых интересных (и, зачастую, смешных, версий) — вмешательство со стороны или диверсия. О том, что катастрофу SSJ-100 подстроили американцы Комсомольской Правде рассказал генерал ГРУ: — Отрабатываем версию промышленного саботажа, — сообщил нам генерал ГРУ (его имя есть в…… (+1)
- Инцидент 4 ноября 2012 года: проблемы с механизацией крыла — RA-89006, Рейс SU-1759 Волгоград — Москва-Шереметьево Пассажирам, следовавшим 4 ноября рейсом № SU1759 компании «Аэрофлот» из международного аэропорта Волгограда в столичный «Шереметьево», пришлось пережить несколько неприятных минут. Но гораздо больше нервничали находившиеся службы на земле. Перед…… (+4)
Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info
superjet.wikidot.com
Обсуждение схем низкоплана и высокоплана
А что по поводу компоновок высокоплан / низкоплан?
Достоинство высокоплана одно — низкорасположенный фюзеляж сильно облегчает загрузку. Особенно тем, кто «может заехать своим ходом» 🙂 Выше двигатели, снижается вероятность попадания мусора — ценно при посадке на грунт. Однако высоко висящий двигатель сложнее обслуживать — требуется таскать стремянку. При аварии высокоплан, кстати, садится на брюхо, в котором — колеса, а не крылья, баки и двигатели. При посадке на воду у низкоплана топливные кессоны и фюзеляж обеспечивают плавучесть самолёта (крыло служит понтоном). У высокоплана такого «понтона» нет.
К счастью, такое случается редко, а вот каждый день:
- Высокое крыло не позволяет использовать при взлете эффект «экрана» — значит, разбег на взлёте будет длиннее.
- Высокое крыло отправляет спутную струю перелохмаченного воздуха на хвостовое оперение — следовательно оперение нужно делать «Т»-образное, больше, тяжелее и поднимать наверх (смотрите на снимки, сравните оперение на разных самолетах). При маневрах все равно — чревато.
- При высоком крыле шасси выводится в фюзеляж, оно занимает место, гондолы выпирают, увеличивая лобовое сопротивление (это я к мелочам придираюсь)
- Главное: в полёте на крыло действует подъёмная сила (давит вверх), на земле — гравитация. У низкоплана шасси на крыле — значит, нагрузка на крыло всегда снизу вверх. У высокоплана на земле крыло (вместе с тяжелыми двигателями) свисает с фюзеляжа, нагрузка идет вниз. Лишняя нагрузка — нужна лишняя прочность, а это лишний вес, объем, цена.
Так понемножку и складывается суммарная переплата, которую платят транспортники за возможность брать груз чуть ли не с самой земли. Для них — оправдано. Пассажирские самолёты уже не используют (понятно почему) верхнее крыло, практически никогда.
Валерий Попов писал: Силовая схема высокоплана менее эффективна, чем у низкоплана, в том смысле, что у высокоплана необходимо вводить дополнительные силовые элементы, воспринимающие инерционные нагрузки от массы крыла при посадке. У низкоплана эти нагрузки воспринимаются теми же силовыми элементами, которые воспринимают полётные аэродинамические нагрузки.
Подробнее: все инерционные нагрузки уравновешиваются в точке контакта пневматика с ВПП, или, для простоты, в узлах навески шасси к конструкции самолёта. В случае низкоплана инерционная нагрузка от фюзеляжа передаётся к узлам навески через кессон крыла. Для высокоплана инерционная нагрузка от массы крыла передаётся к узлам навески через силовые шпангоуты, которые в полёте не работают. Т.е. всю эту светотень надо возить даром.
Коли уж названа цифра по массе конструкции крыла, завершу рассуждения о нагрузках на фюзеляж высокоплана:
Крыло — 4800 кг
2 двигателя — 4000 кг
Топливо — 11400 кг
Итого — 20,2 тонны.
Перегрузку в ЦТ при посадке с максимальным взлетным весом можно приближенно взять 1,7. Без учёта коэффициента динамичности, силовые шпангоуты фюзеляжа должны передать на узлы навески шасси расчетную нагрузку более 50 тонн. Сжатием с изгибом.
Теперь о «вездеходности» высокопланов.
Улучшение какой-либо характеристики, в частности, условий базирования, всегда сопровождается ухудшением других характеристик. Для высокопланов это объём и высота багажных отсеков под полом пассажирской кабины. Если кто-то не в курсе, для авиакомпаний это значит, что отсутствует возможность дополнительного и весьма существенного заработка на перевозке грузов. (смотрите: «сравнение багажных отсеков Ан-148 и Superjet-100»)
В условиях, когда можно построить аппарат максимум на 5% лучше конкурентов, любое ухудшение характеристик чревато тем, что на проекте будет поставлен жирный крест. Я опасаюсь, что судьба высокопланов предопределена их схемой. Им позволят выполнять рейсы только в специфических неблагоприятных условиях. Львиная доля перевозок выполняется и будет выполняться самолётами классической схемы (низкопланами с двигателями под крылом) и, как только пассажиропоток вырастет и условия базирования изменятся, высокопланы будут вытеснены более эффективными конкурентами.
Рыжков Сергей пишет: Участок от стойки шасси до конца крыла в нижнем варианте работает как всё крыло в верхнем. Но в нижнем плечо меньше. (Значит, у низкоплана меньше нагрузки и крыло можно сделать легче.)
При посадке нагрузка (точнее, момент силы, действующей на стыке с фюзеляжем) на участок от фюзеляжа до стойки шасси в варианте «шасси на крыле» выше, но если вы хорошо подумаете, то поймёте, что он всё равно существенно ниже, чем при полёте. Так как и в полете, и на стоянке действует одна и та же сила F, но на стоянке она приложена в точке крепления шасси, то есть достаточно близко к фюзеляжу, а в полёте распределена по всему крылу, то есть в полёте эффективное плече приложения силы существенно больше. Проблема с шасси на крыле возникает только в момент касания земли, тогда мы действительно имеем дополнительный момент силы, но всё-таки сила приложена достаточно близко к фюзеляжу.
У компоновки высокоплана на самом деле есть ещё один большой и общеизвестный недостаток — у низкоплана фюзеляж просто лежит на крыле и нагрузки в месте крепления возникают относительно небольшие, а у высокоплана он по сути подвешен под крылом и, соответственно, узел крепления должен выдерживать вес всего фюзеляжа. Нагрузки в этом месте возникают очень приличные и приходится усиливать И узел крепления, И сам фюзеляж.
***
Дискуссия о преимуществах той или другой схемы, основанная, как правило, на умозрительных доводах, достигает, порой, высокого эмоционального накала.
Достоинства схемы низкоплана по сравнению с высокопланом состоят в следующем:
- меньшая омываемая поверхность низкоплана приводит к уменьшению сопротивления самолёта, масса его конструкции меньше;
- низкоплан позволяет обеспечить потребную ширину колеи основных опор из расчета защиты от опрокидывания. Устойчивость к боковому опрокидыванию у высокоплана существенно ниже и явно недостаточна, что накладывает ограничения на эксплуатацию при боковом ветре;
- более низкий уровень шума в пассажирском салоне;
- в случае аварийного приводнения низкоплан располагает большими возможностями для эвакуации пассажиров, чем высокоплан;
- в случае нелокализованного разлета осколков роторов основного двигателя (что обязательно рассматривается при сертификации самолета) низкоплан эффективнее защищает пассажиров и бортовые системы от мелких осколков;
- низкое расположение облегчает обслуживание двигателя, а также боковой коробки приводов самолетных агрегатов.
Перечисленные особенности низкоплана и определяют увеличение числа пассажирских самолётов, выполненных по такой схеме.
Фактически, в мире сейчас только одна фирма делает реактивные пассажирские самолеты-высокопланы — «АНТК им Антонова». Все остальные фирмы делают (реактивные пассажирские) самолёты-низкопланы.
| высокопланы | |
|---|---|
| Антонов | Ан-148/158 |
| низкопланы | |
| Боинг | 727, 737, 747, 757, 767, 777, 787 |
| Айрбас | 318, 319, 320, 330, 340, 350, 380 |
| Эмбрайер | 170, 175, 190, 195 и пр; |
| Бомбардье | 700/800/900/1000, C-series |
| Яковлев | Як-40/42 |
| Туполев | Ту-134/154/204/214/334 |
| ОАК | Суперджет-100, МС-21 |
| COMAC | ARJ-21; |
| Мицубиси | MRJ; |
Зачем же КБ Антонова сделало свой выбор в пользу высокоплана?
4321 пишет: Потому-что «я его слепила из того что было». У них все самолеты в истории КБ были высокопланами (кроме Ан-2 и проекта Ан-218)
Зачем же все-таки авиакомпаниям турбореактивный высокоплан?
4321 пишет: Дык нет таких компаний последние лет 10. И новых турбореактивных высокопланов тоже. За исключением АНов.
andrey_che: Где Вы видели в природе хоть одну птицу, имеющую аэродинамическую схему «низкоплан»? Все они, говоря языком аэродинамики, имеют схему «высокоплан»…. Так что Господь Бог/Дарвин за аэродинамику КБ Антонова… Если бы птицы имели аэродинамическую схему «низкоплан», то у Вас, пардон, руки росли бы прямо из задницы!
Петр ответил: Боинг с Эрбасом бьются в истерике, осознав свою неправоту и неумение строить самолёты, а работники их КБ хором записываются на приём к хирургу, проверять откуда растут руки…
А ведь благодатнейшую тему andrey_che затронул, видимо сам не понимая, что делает. Я вот сейчас фотографии птиц рассматриваю и думаю, куда Господь Бог/Дарвин одобрил установку двигателей на самолётах Антонова. Равно как и вертикального хвостового оперения 🙂
FRAM пишет: Надо еще поменять колесные шасси на лапки. Тогда аутентичнее будет. А то как-то с колесом в природе обломинго. Судя по всему эффективнее иные способы перемещения по поверхности. Гребные винты тоже выкинуть… Укронаука не велит.
Grisha пишет: Сравнение с птицами вообще некоректное… В отличие от самолетов, у птиц нет в хвосте или под крыльями вентиляторов, им крыльями махать надо. Я бы посмотрел как бы они махали, если бы крылья были снизу.
vilorov vilen пишет: Странно, что этот вопрос поднимается (и не в первый раз) среди авиаторов. Упрощенный ответ таков —
Максимальная подъемная сила крыла в машущем полете развивается в положении близко к горизонтальному. Если бы птицы были низкопланами, то крыло с силой билось бы о землю при взлете и всем им пришлось бы отращивать длинные ноги или, чтобы избежать травмирование крыла, пришлось бы тратить очень много энергии на торможение крыла в точке максимальной эффективности крыла махолетов.
Второй момент связан с механизмом работы мышц. Мышца эффективно работает только на сокращение, растягивание же почти полностью происходит за счет сокращения других мышц. И при низком расположении крыла, при креплении мышцы к кости крыла почти у основания, будем иметь очень малую длину сокращения мышцы при максимальной (в отличие от холостого хода при взмахе) нагрузке. При верхнем расположении крыла энергоэффективность мышцы на порядки выше, плюс есть место для крепления дополнительных мышц на ребрах, коих не будет при низко расположенном крыле.источник: biology1.ucoz.ru
Есть еще и мелкие причины верхнего расположения крыла у птиц и «козявок», но основные — две вышеназванные. Причем одинаково важные.
Приводить в пример птиц, как высокопланов, — крайне не верно.
Рисунок из книги О.П. Коклюшкина, А.В. Лашкул, «Интегрированные уроки биологии»
Читайте также:
20 Jun 2012 14:11 (опубликовано: skydiver000)
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»
Читайте далее
- Bombardier CRJ — страница в разработке Bombardier Canadair Regional Jet (CRJ) — семейство региональных пассажирских реактивных узкофюзеляжных самолётов. Первый полет 50-ти местная модификация CRJ 100 совершила 10 мая 1991 года. Семейство состоит из нескольких…… (+1)
- Embraier E-Jet — Технические характеристики . E-170 E-175 E-190 E-195 Пассажировместимость Пассажировместимость, чел 80 (1 класс, 29 /30 ) 78 (1 класс, 30 /31 ) 70 (1 класс, 32 ) 70 (2 класса, 36 /32 ) 88 (1 класс, 30 ) 86 (1 класс, 31 ) 78 (1 класс, 32 ) 78…… (+1)
- Mitsubishi Regional Jet (MRJ) — страница в разработке Основанная в 2008 году компаниями Mitsubishi Heavy Industries и Toyota Motor Corporation корпорация Mitsubishi Aircraft Corporation (MITAC) позиционирует свой 70-96 местный региональный реактивный самолёт как единственный…… (+1)
- Из чего сделан A350 XWB — Management / Professional Services Sonovision Canada Technical Manuals: S1000D technical publications service (for Honeywell) Design / Design EADCO European Aerospace Design Consultants GmbH Design Services: Floor grid structure; fuselage…… (+-2)
Случайные статьи
- Ответы на ваши вопросы пилота Суперджета, часть 2 | Эксклюзивное интервью — Сегодня мы публикуем продолжение нашей акции Задай свой вопрос пилотам ( первая часть ответов). На ваши вопросы отвечает другой пилот Суперджета. Заранее просим прощения за некоторую непричесанность абсолютно спонтанных ответов мы решили не редактировать текст и оставить так, как есть. Добрый…… (+26)
- Комфорт салона конкурента — Почувствуйте разницу или рекламные трюки Ембраера 1. реклама из буклета производителя 2. фактическое положение, E190 АК Jetblue Читайте так же Сравнение размера…… (+15)
- Сделки ГСС в 4 квартале 2012 года — ЗАО ГСС опубликовало отчет о своей деятельности за 4 квартал 2012 года. ссылка Представляем краткую выдержку о заключенных ЗАО ГСС сделках за этот период.… (+1)
Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info
superjet.wikidot.com
Низкоплан — это… Что такое Низкоплан?
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 20 июля 2011. |
Низкоплан — самолёт (моноплан), крыло в котором проходит через нижнюю половину фюзеляжа. Многие модели линейных гражданских воздушных судов — низкопланы, например Ту-154, Ил-62, Ил-86, A320, хотя есть и примеры обратного: Ан-148, Ан-24, ATR 72 — высокопланы.
Преимущества низкого расположения крыла
Недостатки низкого расположения крыла
- 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.
См. также
dic.academic.ru