Аэродинамическое проектирование компоновок крыльев учебно-тренировочного и пилотажного самолетов

Учебно-тренировочный самолет – особый класс легких самолетов, предназначенных для первоначальной летной подготовки пилотов и поддержания навыков управления на требуемом уровне. Использование специально разработанных учебных самолетов с дополнительными функциями безопасности, такими как тандемное управление, благоприятное поведение аэродинамических характеристик на больших углах атаки и упрощенная компоновка кабины, позволяет летчикам безопасно осваивать навыки управления самолетом. Поэтапный подход к летной подготовке пилотов гражданской и военной авиации обычно начинается с освоения навыков управления на самолетах первоначального обучения. В настоящее время российский парк самолетов первоначального обучения укомплектован преимущественно самолетами Як-52, разработанными в ОКБ Яковлева в 1974 году на основе пилотажного самолета Як-50. Дальнейшее совершенствование летного мастерства может быть осуществлено на пилотажных самолетах акробатической категории, разработанных в ОКБ Сухого, например на самолетах Су-26. Техническими факторами, оказывающими влияние на безопасность обучения и уровень подготовки пилотов, являются надежность и летно-технические характеристики самолетов. Летно-технические характеристики зависят в основном от аэродинамики крыла, а также от располагаемой эффективности органов управления и характеристик выбранной силовой установки. Уровень и характер поведения подъемной силы, создаваемой крылом, в том числе на больших углах атаки, определяются формой крыла в плане и характеристиками установленных профилей. Аэродинамика крыла также оказывает существенное влияние на характеристики управляемости самолета и возможности безопасного пилотирования в эксплуатационном диапазоне режимов полета. Таким образом, выполнение требований, связанных с обеспечением заявленного уровня аэродинамических характеристик самолета, а также управляемости на больших углах атаки, являются основной целью проектирования крыла.

1. Uitdewilligen S., de Voogt A.J. Aircraft accidents with student pilots flying solo: analysis of 390 cases // Aviation Space and Environmental Medicine. 2009. Vol. 80, no. 9. Pp. 803–806. DOI: 10.3357/ASEM.2510.2009

2. Houston S.A., Walton R.O., Conway B.A. Analysis of general aviation instructional loss of control accidents // Journal of Aviation/Aerospace Education & Research. 2012. Vol. 22, iss. 1. Pp. 35–49. DOI: 10.15394/ jaaer.2012.1402

3. Jacobson S.R. Aircraft loss of control causal factors and mitigation challenges [Электронный ресурс] // AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference. Canada, Toronto, Ontario, 02-05 August 2010. DOI: 10.2514/ 6.2010-8007 (дата обращения: 15.01.2025).

4. Goraj Z., Baron A., Kacprzyk J. Dynamics of a light aircraft in spin // Aircraft Engineering and Aerospace Technology: An International Journal. 2002. Vol. 74, iss. 3. Pp. 237–251. DOI: 10.1108/00022660210427422

5. Ragheb A.M., Dantsker Or D., Selig M.E. Stall/Spin flight testing with a subscale aerobatic aircraft [Электронный ресурс] // 31st AIAA Applied Aerodynamics Conference. CA, San Diego, 24-27 June 2013. DOI: 10.2514/ 6.2013-2806 (дата обращения: 15.01.2025).

6. Lambregts A.A. Airplane upsets: old problem, new issues / A.A. Lambregts, G. Nesemeier, J.E. Wilborn, R.L. Newman // AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit. Hawaii, Honolulu, 18-21 August 2008. DOI: 10.2514/6.2008-6867 (дата обращения: 15.01.2025).

7. Yang Z. Investigation and improvement of stall characteristic of high-lift configuration without slats / Z. Yang, J. Li, J. Jin, H. Zhang, Y. Jiang [Электронный ресурс] // International Journal of Aerospace Engineering. 2019. Vol. 2019. ID: 7859482. 14 p. DOI: 10.1155/ 2019/7859482 (дата обращения: 15.01.2025).

8. Lednicer D. The incomplete guide to airfoil usage [Электронный ресурс] // UIUC Applied Aerodynamics Group. URL: https://mselig.ae.illinois.edu/ads/aircraft.html (дата обращения: 15.01.2025).

9. Leishman J.G. Stalling & Spinning – Introduction to aerospace flight vehicles [Электронный ресурс] // Embry-Riddle Aeronautical University. 2023. URL: https://eaglepubs.erau. edu/introductiontoaerospaceflightvehicles/ (дата обращения: 15.01.2025).

10. Драч Д.К., Осипчук Ю.Н. Учебнотренировочный самолет Як-152 // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2008. № 5. С. 40–44.

11. Волков А.В., Ляпунов С.В. Метод расчета трансзвукового обтекания профиля с учетом изменения энтропии на скачках уплотнения // Ученые записки ЦАГИ. 1993. Т. 24, № 1. C. 3–11.

12. Raymer D.P. Aircraft design: a conceptual approach. 2nd ed. Washington: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1992. 760 p.

13. Чичеров Н.А. Расчет аэродинамических характеристик дозвуковых самолетов в широком диапазоне углов атаки методом деформируемой несущей поверхности // Техника воздушного флота. 1994. № 1-2. С. 30–40.

14. Михайлов Ю.С. Аэродинамическое проектирование высоконесущих профилей для самолетов авиации общего назначения // Техника воздушного флота. 1998. № 2-3. С. 11–17.

15. Чернышев С.Л. Формирование облика семейства легких многоцелевых самолетов для местных воздушных линий России / С.Л. Чернышев, А.И. Дунаевский, А.В. Редькин, Ю.С. Михайлов // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2013. № 8. С. 72–79.

16. Михайлов Ю.С. Проектирование механизации крыла гражданских самолетов // Сборник докладов IV научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон-2002». Геленджик, 4–8 сентября 2002 г. С. 244–258.

17. Pettersson K., Rizzi A. Aerodynamic scaling to free flight conditions: Past and present // Progress in Aerospace Sciences. 2008. Vol. 44, iss. 4. Pp. 295–313. DOI: 10.1016/ j.paerosci.2008.03.002

18. Баринов В.А. Расчет коэффициентов сопротивления и аэродинамического качества дозвуковых пассажирских и транспортных самолетов // Труды ЦАГИ. 1983. Вып. 2205. С. 48.