Ударно-разведывательный самолет Т-4 - Бедретдинов Ильдар Ахметович - Страница 23

Глава 3

Техническое описание ударного самолета Т-4.

Аэродинамическая компоновка

Аэродинамическая схема самолета Т-4 представляет собой "бесхвостку" с передним горизонтальным оперением.

Фюзеляж - тело большого удлинения, несущее переднее горизонтальное и хвостовое вертикальное оперения и имеет отклоняющуюся носовую часть, которая позволяет улучшить обзор из кабины летчика на дозвуковых режимах полета, при заправке топливом в полете и на режимах взлета и посадки. На самолете установлено крыло треугольной формы в плане с изломом по передней кромке. Шасси самолета выполнено по трехстоечной схеме с носовой стойкой.

Силовая установка включала четыре двигателя РД36-41, размещенных в ряд в гондоле под крылом - "пакетная компоновка". Такая компоновка обеспечивала снижение аэродинамического сопротивления самолета и позволяла использовать положительную интерференцию между мотогондолой и крылом и достичь более высоких значений величин аэродинамического качества.

Продольное управление самолетом осуществлялось элевонами и передним горизонтальным оперением, поперечное управление - элевонами, путевое - рулем направления. На режимах взлета и посадки переднее горизонтальное оперение работало совместно с элевонами. На остальных режимах переднее горизонтальное оперение служило для продольной балансировки самолета.

Самолет Т-4 обладал высокими сверхзвуковыми и дозвуковыми характеристиками, которые были достигнуты благодаря колоссальному объему аэродинамических исследований на этапе разработки.

Большое количество работ было проведено при выборе оптимальной формы крыла будущего самолета. В ходе исследований подобрана такая форма крыла в плане, которая позволяла достичь наименьшего смещения фокуса машины при изменении режима полета с дозвукового на сверхзвуковой.[¹ Известно, что при переходе от дозвука к сверхзвуку фокус самолета резко смещается назад от центра тяжести (и наоборот), при этом возникает проблема балансировки ЛА. Путем подбора профиля крыла удалось уменьшить потери на балансировку. Прим, автора.]

Параллельно проводились исследования различных профилировок крыла и подбор их для самолета Т-4. Наиболее удовлетворял требованиям остроносый профиль У5. При имеющейся относительной толщине 2,74%, он обладал минимальным сопротивлением на сверхзвуке.

Для достижения требуемых характеристик на дозвуковых режимах был введен отгиб носка крыла. Это позволило получить при дозвуке на остроносом профиле повышение аэродинамического качества, по сравнению с обычным неотогнутым крылом, приблизительно на единицу, и существенно улучшить летно-технические характеристики самолета на дозвуковых режимах полета. Данные по отгибающемуся носку крыла были получены после исследований деформации срединной поверхности и обтекания крыла.

Компоновка самолета Т-4 (вид сбоку) (Николай Гордюков)

На основании полученных положительных результатов в 1969 г. Павел Осипович Сухой совместно с Наумом Семеновичем Черняковым приняли решение переделать носовую часть крыла на практически уже готовом самолете.

Отклонение флаперонов на дозвуковых режимах полета влияет на повышение аэродинамического качества самолета. При малых углах отклонения флаперонов, порядка 5 градусов, можно поднять максимальное аэродинамическое качество, которое в свою очередь влияет при полете на дальность. Этот режим был также введен на строящийся самолет.

Флапероны на Т-4 использовались не только для повышения аэродинамического качества, они также служили как органы управления поперечного и продольного каналов, балансировки и одновременно зависания. Зависание было новым элементом в управлении самолетом, которое повышало его аэродинамические качества при одновременном выполнении всех остальных функций управления.

Отдельной темой при выборе компоновки крыла Т-4 была работа по отклоняемым законцовкам. Отклонение законцовок крыла вниз влияло на характеристики путевой устойчивости и повышало его упругие свойства. Но из-за тонкого профиля крыла самолета Т-4 отклоняемые законцовки установлены не были.

Для уменьшения сопротивления самолета в трансзвуковой области и при полете с числом М>1 при формировании геометрических обводов самолета использовался "график площадей" поперечных сечений самолета.

Большое значение при создании аэродинамической компоновки "сотки" было уделено вопросам тряски самолета. На летающей лаборатории на базе Су-9 проводились исследования по обтеканию крыла самолета методом шелковинок, а также с применением датчиков давления. Полученные данные, позволили выяснить на каких режимах возникает это явление на самолете Т-4.

Невероятно большой объем исследований при создании самолета проводился при изучении аэродинамики двигательных установок: гондол и их расположению, воздухозаборникам и соплу.

Для самолета Т-4 совместно с ЦАГИ впервые в отечественной практике был разработан сверхзвуковой регулируемый воздухозаборник смешанного сжатия с автозапуском, для расчетного числа Мтах = 3,0. Он обеспечивал высокие значения коэффициента полного давления во всем диапазоне чисел М. Были также созданы: программно-замкнутая система регулирования воздухозаборника смешанного сжатия, регулируемое сверхзвуковое сопло, обеспечивающее высокую эффективную тягу во всем диапазоне скоростей полета и система перепуска воздуха в тракт охлаждения двигателей из пограничного слоя, сливаемого с нижней поверхности крыла перед воздухозаборниками.

Аэродинамическая компоновка самолета с малым запасом продольной устойчивости и большим передним горизонтальным оперением обеспечивала малые потери аэродинамического качества на продольную балансировку самолета.

Технологическое членение самолета

Технологическое членение самолета Т-4 позволяет вести сборку самолета при серийном производстве широким фронтом и способствует сокращению цикла изготовления самолета.

Деление самолета на агрегаты, отсеки и панели позволяет максимально механизировать сверлильно-зенковальные и клепочные работы.

В связи с увеличением доли титановых и высокопрочных стальных сплавов в конструкции самолета состав технологических процессов по его изготовлению значительно отличался от традиционных, что увеличивало объем сварочных работ.

Планер самолета в технологическом плане делился на следующие агрегаты: фюзеляж, гондола двигателей, крыло, переднее горизонтальное оперение, киль, главные и передняя опоры шасси.

В свою очередь агрегат-фюзеляж делился на следующие технологические отсеки: отклоняемая носовая часть фюзеляжа, кабинный отсек, закабинный (приборный) отсек, отсек центрального топливного бака, хвостовой отсек и отсек тормозного парашюта.

Крыло состояло из центральной части, двух консолей с механизацией задней кромки, левой и правой передних частей крыла(наплывов).

Гондола двигателей состояла из передней части с клином воздухозаборника, створками подпитки, противопомпажными створками, регулируемыми панелями воздухозаборника, нижнего обтекателя, центральной части с топливным баком, конструкций воздушных каналов и хвостовой части гондолы со створками люков на ее нижней поверхности, обеспечивающими замену и эксплуатацию двигателей.

Вертикальное оперение состояло из центральной части, законцовки, форкиля и руля направления.

Компоновочная схема самолета Т-4 (Николай Гордюков)