Самолет с тремя двигателями

Самолет с тремя двигателями

Реферат

 

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет содержит силовую установку из трех двигателей. Центральный двигатель установлен внутри фюзеляжа. Два боковых двигателя установлены симметрично снаружи фюзеляжа или под крылом. Центральный двигатель выбирается из условия обеспечения половины потребной взлетной тяги. Два боковых двигателя выбираются из условия обеспечения 30% потребной взлетной тяги каждый. Изобретение позволяет снизить общее лобовое сопротивление самолета и повысить надежность двигательной установки. 3 ил.

Данное изобретение относится к авиационной технике.

Известны схемы трехдвигательных самолетов, которые являются компромиссом между двухдвигательными и четырехдвигательными схемами по критериям надежности и весовой отдачи.

Трехдвигательные схемы применяются на реальных отечественных (ТУ-154,Як-40, Як-42) и иностранных (Локхид "Тристар", Боинг 727) самолетах. Известны характеристики аэродинамической схемы самолета с тремя двигателями равной размерности и тяги (см. "Авиация", энциклопедия под ред. Г.П. Свищева, научное издательство "Большая российская энциклопедия". М., 1994, с. 77-78). При этом центральный двигатель установлен внутри фюзеляжа, а два боковых двигателя установлены снаружи фюзеляжа. Боковые двигатели могут быть установлены как в задней части фюзеляжа, так и симметрично под крылом.

Целью предлагаемого изобретения является снижение лобового сопротивления и повышение эффективности самолета.

Для этого центральный двигатель выбирается из условия обеспечения половины потребной взлетной и полетной тяги, а два боковых двигателя выбираются из условия обеспечения 30 % потребной взлетной и полетной тяги каждый.

На фиг. 1, 2 и 3 приведена схема предлагаемого изобретения.

На фюзеляже самолета 1 с крылом 2, вертикальным 3 и горизонтальным 4 оперением установлены вспомогательная установка 5, боковые двигатели 6 и центральный двигатель 7. Управление каждым двигателем осуществляет единая система управления двигателями 8, которая связана с системой управления самолетом 9.

На фиг. 2 и 3 приведены основные отличия между известными решениями (показано пунктиром) и предложением автора.

Применение предлагаемого изобретения изменяет в первую очередь геометрические соотношения. Для самолета с тремя двигателями равной тяги условно диаметр входа каждого двигателя составит 1 метр. В соответствии с предложением диаметр входа центрального двигателя возрастет до 1,4 метра. При этом диаметр входа внешних двигателей снизится до 0,57 метра.

Преимущества предложения перед известными схемами самолетов с тремя двигателями равной тяги состоят в следующем.

1. Применение двигателей 6 меньшей размерности снаружи самолета позволяет значительно снизить общее лобовое сопротивление самолета. При этом повышение размерности центрального двигателя 7 значения не имеет, так как он вписан в общую проекцию фюзеляжа 1. По расчетам для самолета с взлетной массой около 100 тонн (типа ТУ-154М) снижение аэродинамического сопротивления самолета составляет около 10%.

2. Повышается надежность и снижаются последствия отказов двигателей. Отказ любого внешнего двигателя 6 (потеря тяги 30%) практически не влияет на характеристики и план полета, так как самолет спроектирован на отказ центрального двигателя 7. Отказ центрального двигателя 7 (потеря тяги 50%) эквивалентен по последствиям расчетному случаю отказа одного двигателя на двухдвигательном самолете, однако в нашем случае тяга двух двигателей остается симметричной, что существенно снижает нагрузку на экипаж, так как нет необходимости парирования разворачивающего момента. При отказе одного внешнего 6 и центрального 7 двигателей сохраняется возможность пилотируемого завершения полета. Вероятность отказа трех двигателей снижается на порядок.

3. Обеспечивается возможность повышения топливной эффективности самолета. Центральный двигатель 7, "спрятанный" в фюзеляж 1, может быть оптимизирован по степени двухконтурности. На всех режимах можно оптимально управлять тягой, используя различие в номиналах тяги центрального и внешнего двигателей.

4. Появляется возможность повышения ресурса и сроков службы за счет использования номиналов разных двигателей при рулежке, снижении и маршевом полете.

5. Применение двигателей разной размерности позволяет обеспечить массу трехдвигательной силовой установки практически равной двухдвигательной.

Выполненные аэродинамические расчеты показывают, что по эквивалентной массе (с учетом топлива, потребного для выполнения транспортной задачи) предложение позволяет не менее чем на 10% повысить эффективность самолета.

Формула изобретения

Самолет, содержащий силовую установку из трех двигателей, один из которых - центральный - установлен внутри фюзеляжа, а два боковых двигателя установлены симметрично снаружи фюзеляжа или под крылом, отличающийся тем, что центральный двигатель выбирается из условия обеспечения половины потребной взлетной тяги, а два боковых двигателя выбираются из условия обеспечения 30% потребной взлетной тяги каждый.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3