Советские авиационные конструкторы

Одним из серьезных препятствий в деле увеличения скорости полета стала проблема преодоления "звукового барьера". Решение этого вопроса составляло главную задачу аэродинамики больших скоростей - науки, основоположником которой является 1зыдающийся русский ученый С. А. Чаплыгин. В результате длительных теоретических и экспериментальных исследований, в которых значительная роль принадлежит ученым и конструкторам СССР, а также реализации многочисленных проектов новейших машин самолеты достигают в настоящее время скорости порядка трех скоростей звука. Получение такой скорости полета оказалось возможным в основном в результате применения новых аэродинамических схем, кроме того, крылу и оперению придается большая стреловидность, применяются и треугольные крылья малого удлинения, и оптимальные формы профилей крыла с учетом многорежимности полета по скорости, крута крыла, загиб носков профиля и сверхкритические профили. Разрабатываются системы управления самолетом с непосредственным управлением подъемной и боковой силами, что должно давать преимущества не только в пилотировании самолета, но и в его боевом применении как по воздушным, так и по наземным целям. Изменение формы фюзеляжа характеризуется его большим удлинением, применением "правила площадей", определяющего размеры сечений по длине фюзеляжа, что особенно может проявляться при создании самолетов с обратной стреловидностью крыла.

С увеличением скорости полета и диапазона ее изменения еще более важным становятся вопросы устойчивости и управляемости самолета в полете. Эти задачи решаются благодаря автоматизации управления самолетом, в первую очередь благодаря применению электронно-вычислительных машин, без установки а применения которых на самолете не мыслится современный летательный аппарат вне зависимое in от его класса и назначения. Использование такого рода вычислительных машин с огромным быстродействием позволяет при проектировании самолета широко внедрить систему автоматизированного проектирования.

Большая стреловидность крыла и его малое удлинение привели к значительному увеличению посадочных скоростей и посадочных углов, а это затруднило посадку самолета. Еще острее встали вопросы я автоматического управления при посадке, и более мощной механизации крыла в целях снижения посадочной скорости. В аэродинамических схемах сверхзвукового самолета применяется крыло с изменяемой стреловидностью, позволяющей близко подойти к аэродинамической оптимизации как при малых, так и при больших скоростях полета При больших скоростях такое крыло имеет значительную стреловидность и малое удлинение, уменьшенную площадь. При малой стреловидности и на малых скоростях полета обеспечивается высокое аэродинамическое качество благодаря увеличению удлинения, площади крыла, а следовательно, приросту подъемной силы и уменьшению индуктивного сопротивления. Внедрение крыла с изменяемой стреловидностью не означает отказа от максимальной механизации крыла. Двухи трехщелевые закрылки, предкрылки, зависающие элероны являются реальными в эффективными средствами повышения подъемной силы на взлете и при посадке самолета.

Создание самолета вертикального и сокращенного взлета и посадки - новое в развитии авиации. Применение ускорителей, стартовых катапульт и других приспособлений для самолетов привычных схем привело конструкторов к мысли о возможности осуществления вертикального или сокращенного взлета и посадки. Эта возможность, придавая самолету новые качества, позволяет ему, подобно вертолету, осуществлять безаэродромное (палубное) базирование, что решает многие вопросы применения самолетов.

Одним из основных средств увеличения скоростей полета до гиперзвуковых является использование теплопрочных конструкционных материалов я применение теплозащиты на наиболее теплонагруженных частях самолета. Широкое применение получает использование КМ, в том числе и на основе углеродных волокон с полимерными матрицами, которые по прочности значительно превосходят традиционные металлические сплавы. Применение КМ приводит к значительному уменьшению массы конструкции самолетов и требует изучения их остаточной прочности и характеристик потери устойчивости.

Однако новые титановые и алюминиевые сплавы имеют на 25 - 30% более высокие характеристики по сравнению с современными сплавами, что также следует учитывать при выборе материалов для будущего самолета.

Увеличение высоты полета также может служить защитой самолета от нагрева. Если пределы высот современных самолетов составляют 28 - 30 км, то гиперзвуковой полет может проводиться на больших высотах. Будущие гиперзвуковые самолеты могут найти различное применение как в военных, так и в мирных целях.