Авиационный сборник № 3

На вооружении ВВС воюющих стран состоит большое количество одномоторных истребителей. В большинстве случаев все эти истребители проектировались по очень сходным техусловиям, поэтому естественно заключить, что они мало чем отличаются друг от друга. Это справедливо прежде всего в отношении аэродинамической схемы, так как в этой области нет большого простора для конструктора.

Значительно больший выбор вариантов имеется при проектировании элементов конструкции, и действительно, изучение существующих типов одномоторных истребителей обнаруживает большое разнообразие конструктивных систем. Силовые схемы пяти одномоторных истребителей, рассмотренные в статье, помещенной в журнале «Flight», достаточно показательны, хотя количество существующих схем, конечно, ими не исчерпывается.

Здесь уместно отметить, что величина веса, поддающаяся контролю авиаконструктора, очень мала. При проектировании самолета он должен исходить из мотора определенной мощности и веса. Обычно продолжительность полета, а следовательно, и вес горючего указаны в техусловиях. Вооружение (т. е. типы и количество оружия и боекомплект), приборы и агрегаты оборудования тоже, как правило, обусловлены.

Из вышесказанного следует, что конструктор может проявить свою изобретательность только при проектировании планера, причем даже в этом случае он не имеет свободы действий, будучи вынужден учитывать наличие материалов и производственные возможности.

Выбор конструктора часто осложняется некоторыми практическими соображениями. Например, следует считать, что фюзеляж с работающей обшивкой может быть легче ферменного. Но фюзеляж ферменного типа облегчает установку многочисленного оборудования, что на современном военном самолете иногда связано с очень большими затруднениями. Кроме того, фюзеляжи типа монокок значительно сложнее в производстве.

Существует, конечно, много других спорных проблем, которые должны быть разрешены конструктором, но вышесказанное дает достаточное представление о том, в какой степени авиационная конструкция определяется компромиссными решениями противоречивых требований. Рассмотрим несколько примеров.

Самолет Супермарин «Спитфайр» имеет однолонжеронное крыло, прикрепленное к фюзеляжу с работающей обшивкой. Из рассмотрения силовой схемы (рис. 1) можно заключить, что в месте крепления лонжерона к фюзеляжу происходит значительная концентрация напряжений. Нижние подмоторные брусья, а также стойки шасси крепятся к лонжерону центроплана. Нагрузки от верхних точек крепления под моторной рамы распределяются по обшивке фюзеляжа посредством верхних лонжеронов, идущих к главному заднему шпангоуту фюзеляжа. На приведенных схемах самолета «Спитфайр» и четырех других истребителей легкие промежуточные шпангоуты не показаны в целях выделения основных силовых элементов, которые вместе с работающей обшивкой образуют основную конструкцию. Верхние лонжероны у «Спитфайра» позади главного заднего шпангоута сходят на нет; нижние лонжероны более легкие, чем верхние.

Стойки шасси убираются наружу: это дает то преимущество, что нагрузки концентрируются в одном месте и большие напряжения, возникающие в тех случаях, когда стойки шасси крепятся к лонжерону крыла на некотором расстоянии от фюзеляжа, устраняются. Недостатком такой схемы убирания шасси является сравнительно узкая колея.

«Спитфайр» является хорошим примером самолета с однолонжеронным крылом, передняя кромка которого снабжена прочной обшивкой, работающей на кручение. Небольшой вспомогательный лонжерон играет вспомогательную роль.

Самолет Хоукер «Харрикейн» в настоящее время является за границей единственным истребителем ферменной конструкции, имеющим широкое применение (рис. 2). Выше отмечалось, что применение фюзеляжа этого типа облегчает монтаж оборудования благодаря возможности доступа к нему через отверстия между стержнями и раскосами. Однако на самолете «Харрикейн» сохранение фюзеляжа ферменного типа объясняется другой причиной. Фирма «Хоукер» специализировалась в течение многих лет на этом типе фюзеляжа, бипланы этой фирмы имели также стальные ферменные лонжероны крыла. Опасаясь перебоев в производстве в случае перехода к монококовой конструкции, фирма решила придерживаться освоенного типа.

Рис. 2

Рис. 3

В связи с этим прототип самолета «Харрикейн» имел крыло ферменной конструкции с полотняной обшивкой. У последующих модификаций консоли крыльев имели работающую обшивку, а фюзеляж и центроплан крыла сохранили ферменную конструкцию. По сравнению с прототипом, имевшим полетный вес в 2720 кг, произошло увеличение полетного веса более чем на 50 % в последних вариантах, что повлекло за собой только увеличение толщин применяемого материала, но не повлекло за собой крупных изменений силовой схемы.