Шереметьев Б.Н., 1959 - Планеры

ВВЕДЕНИЕ Наблюдая за полетом птиц, люди давно заметили, что, кроме по. лета при помощи взмахов крыльев, существует еше другой вид полета — парение. Птицы плавно скользят на распластанных крыльях, спускаясь вниз, но могут и взмывать вверх без затраты своей мускульной силы, используя для этого энергию восходящих потоков воздуха или неравномерного ветра.

Большие птицы — альбатросы, аисты, орлы и другие — умеют часами висеть в воздухе на распростертых крыльях, не делая ни единого взмаха и в то же время часто забираясь на большую высоту. Планер является летательным аппаратом, подражающим таким парящим птицам. У него также имеются широко распростертые неподвижные крылья, а все остальные части имеют хорошо обтекаемую воздухом форму, напоминающую формы птицы. Историческое значение планера заключается в том, что в нем были заложены основные принципы конструкции самолета. Первые самолеты были планерами, на которых устанавливался мотор. Главным отличием планера от самолета является отсутствие на планере двигателя. Кроме того, конструкция планера проще и легче.

Отсутствие мотора разгружает нос. Для того чтобы центр тяжести не оказался благодаря этому слишком позади, сиденье летчика располагается ближе к носу. Удлинение крыльев, т. е. отношение размаха крыла к его хорде (ширине), делается также больше, чем у самолета. Планеризм — один из увлекательных видов авиационного спорта. С каждым годом увеличивается сеть планерных кружков и планерных станций ДОСААФ. Тысячи молодых спортсменов овладевают искусством безмоторного полета.

Советские конструкторы создали и создают разнообразные типы учебных, тренировочных и рекордных планеров. Строят несложные учебные планеры и в кружках ДОСААФ. Предлагаемая книга и предназначена помочь планеристам изучить конструкции, планеров, их летные качества. По некоторым планерам материалы настолько подробны, что позво. лают планеристам после небольших дополнительных расчетов изготовить рабочие чертежи и самостоятельно построить планер, внеся при этом усовершенствования в его конструкцию. Сказанное относится к постройке планеров простейшей конструкции, вроде А-1 или БРО-!1.

При наличии благоприятных условий для постройки более сложных планеров необходимо разработать эскизный проект, содержащий: а) краткое описание конструкции и основные данные ~планера; б) общий вид (в трех проекциях); в) компоновочные чертежи крыла, фюзеляжа с посадочным устройством и оперения; г) чертежи основных узлов (крепления крыла, оперения, шасси и т. д.); д) схему управления; е) схему оборудования; ж) весовую сводку и центровку планера; з) аэродинамический расчет (в первом приближении); и) расчет управляемости и устойчивости (по методу Пышнова); к) прикидочный расчет на прочность основных элементов планера. Эскизный проект ново;о планера следует направлять в Технический комитет при ЦК ДОСААФ СССР.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ПЛАНЕРА Планер состоит из следующих основных частей: крыла с органами поперечного управления — элеронами, фюзеляжа, или фермы, хвостового оперения, управления и посадочного устройства — шасси (рис. 1). Крыло является важнейшей частью планера, создающей подъемную силу, необходимую для удержания планера в воздухе. К крылу предъявляются следующие основные требования: — получение высокой подъемной силы при малом лобовом сопротивлении; — высокая прочность при малом весе и достаточная жесткость на изгиб и кручение, гарантирующая устойчивость крыла против вибраций и против чрезмерного искажения его формы; — простота и удобство производства, экоплуатации, ремонта и осмотра. С точки зрения аэродинамики наиболее выгодным является: — среднее расположение крыла; — форма крыла в плане, приближающаяся к форме эллипса; — применение профилей с большой подъемной силой, малым профильным сопротивлением и малым перемещением центра давления при достаточной относительной толщине профиля, т.

е. большим отношением высоты профиля к хорде (10 — 18%); — умеренный угол поперечного У (не более 4'). Наибольшее распространение имеет однолонжеронная конструкция крыла (рис. 2). Лонжерон, расположенный в наиболее толстой части крыла (25 — 35зй хорды от передней кромки), воспринимает изгибающий момент. Передняя часть крыла, выполненная в виде коробки или трубы, сопротивляется скручиванию. Примером двухлонжеронных крыльев могут служить крылья планеров А-1 (см.

рис. 1б) и А-2 (см. рис. 33). С целью увеличения подъемной силы крыла (при парении или для облегчения взлета) на крыле планера устанавливаются закрылки, представляющие собой отклоняющиеся вниз поверхности на задней кромке центральной части крыла. Для уменьшения подъемной силы и увеличения угла планирования при посадке устанавливаются интерцепторы, располагаемые на верхней или на обеих поверхностях крыла ближе к передней его кромке. Фюзеляж, или ферма, представляет собой корпус планера, соединяющий в одно целое все части планера. В фюзеляже размещаются экипаж планера, управление и оббрудование.

В случае применения вместо б Рис 1 Устройство иланера фюзеляжа плоской фермы место пилота закрывается легким обтекателем, образующим кабину У балансирного планера фюзеляж может отсутствовать, так как пилот держится обычно на локтях или си- лесом тес "мн ы сев *кл Рис 2 Конструкция крыла планера дит верхом на лямке в вырезе крыла, причем ноги его висят в воздухе (рис 3) Хвостовое оперение разделяется на горизонтальное и вертикальное Первое состоит из стабилизатора и руля высоты, второе — из киля и руля направления Хвостовое оперение служит для уравновешивания сил, действующих на планер в полете, для сообщения ему устойчивости и управления планером Стабилизатор и киль закреплены на планере неподвижно н придают ему продольную и путевую устойчивость, они автоматически вос- Рае. 8.

Баланеарнеш планер еЛетающее крала» станавливают режим полета в случае его нарушения, например при порыве ветра. Рули высоты, направления и элероны служат для изменения положения ~планера в воздухе, или, как говорят, для изменения режима полета, т. е. являются органами управления планером. Руль высоты служит для изменения угла атаки и искривления траектории вверх или вниз, т.

е. для управления планером в продольном направлении. При отклонении руля высоты вверх встречный воздушный поток будет давить на него вниз, хвост опустится, угол атаки крыла возрастет, подъемная сила крыла тоже возрастет и искривит траекторию полета планера кверху. Прн отклонении руля высоты вниз происходит обратное явление, т. е, траектория полета искривится книзу. Руль направления предназначен для поворота планера вправо или влево.

Его действие сходно с действием руля лодки. При отклонении руля вправо воздушные силы давят на него и отклоняют хвост влево, заставляя нос планера поворачивать вправо, и наоборот. Элероны служат для создания крена, необходимого при выполнении разворотов и для вывода планера из ирена. Прн отклонении, например, правого элерона вверх, а левого — вниз планер получает крен вправо. В ту же сторону отклоняется подъемная сила крыла и искривляет траекторию вправо. Триммеры представляют собой небольшие поверхности, устанавливаемые на задней кромке рулей и элеронов. На планере обычно триммер ставится только на руле высоты для снятия нагрузки с ручки управления иа любом режиме полета.

Большие нагрузки на ручку управления, утомляюшие пилота в длительном полете, могут воэни~кнуть при следуюших обстоятельствах: Е При полете на большой скорости. Полет с большой скоростью может быть длительным при буксировке планера самолетом. В этом случае планер может получить большой прирост подъемной силы, которая, как известно из аэродинамики, пропорциональна квадрату скорости полета. Чтобы не увеличивать нормальное превышение планера над самолетом и не порвать буксирный трос, пилот вынужден все время отжнмать руяку от себя.

Если буксировочный замок на планере расположаи слйюком низко, так что сила тяги от троса проходит ниже центра тяжести планера, то последний стремится еще больше увеличить свой угол атаки, и отжимать ручку необходимо еще сильнее. 2 При полете с очень передней центровкой Пилот на одноместном планере и передний пилот на двухместном планере 7рипеьееу оптупонпепт рупь, о ооуонтнуео оотоуону тоинпееу ' Рис. К Работа триммера размещены впереди центра тяжести Вес пилота с парашютом уравновешивает вес хвоста планера в том случае, если он равен весу, принятому в расчете (00+10 кг).

Представим. себе, что вес пилота с парашютом равен 100 кг. В этом случае центр тяжести переместится вперед, нос планера будет перевешивать и планер будет «висеть на ручке», т. е, пилот должен будет держать ручку в течение всего полета, сильно притягивая ее к себе. Принцип действия триммера, снимающего усилие на ручке, ясен из рис. 4. Предположим, что планер кабрирует (т. е.

стремится поднять нос); чтобы воспрепятствовать этому, руль высоты опущен вниз, как показано на правом рисунке Отклоненный в обратную сторону триммер под действием воздушного потока помогает рулю оставаться в опущенном положении и уменьшает тем самым нагрузку на ручке управления. Управление планером подразделяется на основное и вспомогатель ное Основное управление состоит из управления рулем высоты и элеронами (ручного управления) и управления рулем направления (ножного управления) Вспомогательное управление состоит из управления щитками или заюрылками, иитерцепторами, триммерами, буксирным замком и замком самопуска. Принципиальная схема основного управления показана на рис 5.