СУЩНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ В СОВРЕМЕННОМ АВИАСТРОЕНИИ

© В.Г.Ципенко, Н.И.Чекалова
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2012 г.

Перспективы развития авиастроения во многом определяются исследованиями и новыми разработками, которые в настоящее время осуществляются в трех направлениях:

– усовершенствование двигателей, разработка новых конструкций авиационных силовых установок;

– создание новейших конструкционных материалов высокого качества и принципиально новых конструктивных решений на их основе;

– улучшение аэродинамических свойств, систематическое снижение лобового сопротивления и устранение его источников.

По данным зарубежных самолетостроительных фирм и отечественным исследованиям на последнее направление приходится до 40% потенциальных возможностей повышения эффективности аппаратов (ЛА). При этом имеют особое место и все большую значимость приобретают вопросы совершенствования качества внешней поверхности (КВП), которое определяется дополнительным (вредным) аэродинамическим сопротивлением вследствие нарушения аэродинамической гладкости обтекаемой поверхности.

Суммарный прирост сопротивления самолета вследствие ухудшения качества его внешней поверхности принято представлять в виде двух составляющих:

– сопротивление надстроек: накладок, антенн, датчиков, обтекателей, воздухозаборников и других деталей;

– сопротивление неровностей.

Дополнительное вредное сопротивление, обусловленное дефектами поверхности планера, понимается как добавка к минимальному коэффициенту сопротивления самолета при нулевой подъемной силе и представляется в виде суммы основных составляющих:

D Схвр = Схн + Схш + Схвлн + Схуст + Схз + Схг,

где Схн, Схш, Схвлн, Схуст, Схз, Схг – дополнительные коэффициенты сопротивления надстроек, шероховатостей, волнистости, уступов, зазоров и головок крепежа.

Исследования, выполненные зарубежными авиационными фирмами, и обследования отечественных самолетов показали значительное влияние на аэродинамическое сопротивление ЛА составляющих КВП. По сравнению с сопротивлением аэродинамически гладкого самолета Схо его фактическая величина вследствие ухудшения КВП может увеличиваться на 12-15%. Это приводит к ухудшению технических, эксплуатационных и экономических показателей ЛА. Важность и актуальность проблемы КВП определяется непосредственным ее влиянием на топливную эффективность ЛА. При этом важнейшее значение придается, с одной стороны, закупочной стоимости самолетов, которая определяется в основном затратами при производстве, а с другой стороны – показателями эксплуатационной эффективности и, прежде всего, топливной, поскольку доля затрат на топливо в структуре прямых эксплуатационных расходов составляет в настоящее время в среднем для всех типов магистральных самолетов более 20%.