Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»

Несамоходные Т. изготовляются из лёгких конструкций и состоят из каркаса с боковым ограждением и поручнями, ступеней и верхней площадки. Для удобства перемещения несамоходные Т. устанавливаются на металлические обрезиненные или бескамерные пневматические колёса. Несамоходные Т. не регулируются по высоте, то есть имеют постоянную посадочную высоту.

Трапы: а — несамоходный; б — самоходный с электродвигателем; в — самоходный с двигателем внутреннего сгорания; г — встроенный в самолёт.

Идея создания устройства для обучения пилотов более дешёвого и безопасного, чем самолёт, возникла на заре авиации. В 1927 в США был построен первый действующий тренажёр, представляющий собой упрощённый макет одноместного самолёта с кабиной, закреплённой на универсальном шарнире. Толчком к широкому и эффективному применению Т. послужили успехи в развитии электроники, внедрение передовых технологий, создание модульных структур различного уровня, в том числе программно-математического обеспечения. Т. стали составной частью взаимосвязанного комплекса средств обучения для выработки и закрепления знаний, навыков и умений специалистов в ожидаемых условиях эксплуатации, включая случаи отказов и возникновения нештатных ситуаций. В состав этого комплекса наряду с Т. различного типа входят электронные классы, построенные на базе персональных компьютеров, аудиовизуальные средства, учебные фильмы и пр. Использование Т. позволяет во много раз сократить налёт ЛА (экономия топлива и ресурса), имитировать опасные режимы, отказы, пожары, многократно повторять режимы с целью демонстрации допущенных ошибок и их устранения (причём ошибки не приводят к возникновению реальной опасности), интенсифицировать учебный процесс благодаря автоматизации, повышению роли инструктора, внедрению новых педагогических приёмов.

В процедурных Т., где отрабатываются действия в кабинах с большим числом управляющих органов, с помощью приборов-имитаторов моделируется работа той части пилотажного оборудования, которая необходима для отработки соответствующих процедур.

В специализированных Т., служащих для отработки техники управления наиболее важными агрегатами или системами либо развития профессиональных навыков у отдельных членов экипажа, моделируются динамические процессы управления системами и даже полёт ЛА в нормальных условиях и в нештатных ситуациях. На некоторых Т. этого типа устанавливаются системы имитации внешней обстановки.

Наиболее совершенными являются комплексные Т. (см. рис.), предназначены для формирования и отработки навыков пилотирования у всех членов экипажа как единого целого на всех или наиболее важных этапах полёта. Т. этого типа отличаются наибольшей полнотой имитации режимов полёта и воспроизведения функциональных систем ЛА. Они позволяют формировать навыки и умения различного иерархического уровня — от простейших до самых высоких. Здесь отрабатываются не только восприятие и осмысление потоков информации, дискретных процедур и непрерывного пилотирования, но и принятие решений, взаимодействие членов экипажа друг с другом и с наземными службами и др. Комплексные Т. оборудуются рабочими местами всех членов экипажа. Конструкция Т. включает систему подвижности, имитирующую ощущение пространственного полёта, систему полной имитации работы органов управления. Система подвижности представляет собой динамическую платформу, перемещающуюся с помощью гидроцилиндров, число которых совпадает с числом степеней свободы (3, 4 или 6).

В Т. первых поколений для имитации визуальной информации использовались проекционные системы, управляемые автономным вычислителем. Значительным шагом вперёд послужило создание телевизионных систем имитации визуальной обстановки (СИВО), передающих изображение макета местности, полученное подвижной управляемой камерой. Основные недостатки этих СИВО — большие габаритные размеры и жёсткая «привязка» к одному макету, то есть к одному сюжету. Электронный синтез визуальной обстановки осуществляется системами с ЦВМ, которые могут воспроизводить обстановку в 100 и более аэропортах, обладают большой гибкостью и быстродействием. Ранние поколения СИВО воспроизводили только ночные условия, позднее стали имитироваться дневные и сумеречные условия, а также полёт в тумане, облаках и пр.

Присутствие инструктора — характерная особенность всех Т. Он осуществляет не только контроль, но и управление обучением, хотя в ряде случаев предусмотрен режим самообучения курсанта. В некоторых Т. предусмотрено размещение рабочего места инструктора вне кабины, чтобы не подвергать его длительным акселерационным воздействиям. Большое внимание уделяется оснащению пульта инструктора средствами выдачи обобщённой информации о ходе «полёта» и агрегатами для автоматизации управления Т.

Многие авиапредприятия и учебные центры используют такие методы и средства подготовки и переподготовки лётных экипажей, которые позволяют если не полностью исключить некоммерческие тренировочные полеты, то свести их к очень небольшому числу. Это достигается путём существенного повышения технического уровня Т. и сопряженного с ними комплекса учебных средств, оснащением их высокоэффективными компонентами, использованием передовой технологии.

Основные показатели уровня Т. — адекватность характеристик, полнота имитируемых режимов, обучающие качества, габаритные размеры, металло- и энергоёмкость, стоимость. Важным является требование совпадения навыков и умений, формируемых в процессе обучения на Т., с достигаемыми при тренировках в реальном полёте. Повышение уровня Т., связанное с большим объёмом научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, окупается снижением расходов при эксплуатации ЛА, повышением безопасности и эффективности полётов. См. также Пилотажный стенд.

Общий вид комплексного тренажёра: 1 — кабина экипажа; 2 — экраны системы визуализации; 3 — блок имитатора акустических шумов; 4 — гидросистема, 5 — кабели; 6 — пульт инструктора; 7 — система объективного контроля, 8 — вычислительный комплекс; 9, 11 — гидроцилиндры; 10 — агрегаты системы управления и имитации загрузки, 12 — рабочее место пилота — командира ЛА; 13 — приборная доска пилота — командира ЛА.

При больших Рейнольдса числах, с которыми обычно приходится иметь дело в авиации, широко используется теория течений идеальной жидкости и теория пограничного слоя. Хотя в первом случае силы трения формально не рассматриваются, но проявление их действия учитывается в той или иной форме либо при постановке задачи, либо при установлении единственности и существования решения. В вязкой жидкости за счёт сил трения происходит обмен импульсами и энергией между её частицами; в идеальной жидкости такого обменного механизма нет, поэтому при постановке задачи обычно делается предположение, эквивалентное этому механизму, например вращение жидкости как твёрдого тела. Другой пример — подъёмная сила профиля, наличие которой, согласно Жуковского теореме, связано с циркуляцией скорости вокруг профиля, но само возникновение циркуляции скорости и определение её единственного значения из Чаплыгина — Жуковского условия обусловлены проявлением неидеальных свойств среды, то есть проявлением сил трения. Третий пример — прямая ударная волна; уравнения газовой динамики формально допускают два решения: первое соответствует скачкообразному переходу сверхзвукового потока в дозвуковой, второе — скачкообразному переходу дозвукового потока в сверхзвуковой. Анализ этой задачи с учётом сил трения указывает на реализуемость первого решения и на невозможность существования второго решения. При безотрывном обтекании распределение давления на поверхности тела, полученное в рамках теории идеальной жидкости, достаточно хорошо согласуется с экспериментом; для известного поля невязкого течения сопротивление трения обтекаемого тела оценивается на основе уравнений пограничного слоя. В совокупности эти результаты позволяют правильно определить его аэродинамические характеристики.

Схема использования триммера для сервокомпенсации; 1 — триммер; 2 — орган управления; 3 — привод триммера.

Значение Т. для авиации определяется наличием в этой области слабо развитой атмосферной турбулентности при ясном небе, а также изменении вертикального температурного градиента с высотой, что сказывается на работе двигателей. Обычно Т. является верхней границей облаков. Однако известны случаи, когда облака «пробивают» Т. и проникают в стратосферу.

Трубка тока С₁ и С₂ — контуры трубки тока; {{σ}}₁ и {{σ}}₂ — её сечения.

АНТ 1 (рис. 2) — спортивный одноместный свободнонесущий моноплан с нижним расположением крыла, с ПД «Анзани». Конструкция самолёта смешанная — деревянно-металлическая (нервюры и хвостовое оперение из кольчугалюминия). Основные элементы конструкции подвергались статическим испытаниям; проводились исследования в аэродинамических трубах. АНТ 1 успешно летал и подтвердил расчётные характеристики. Построен в одном экземпляре.

АНТ 2 (рис. 3 и рис. в табл. X) — первый цельнометаллический самолёт отечественной конструкции с ПД «Бристоль-Люцифер». Проектировался в гражданском варианте для перевозки 2—3 пассажиров и почты и в военном — пилот и наблюдатель; вооружение 2 пулемёта. По схеме — свободнонесущий моноплан с верхним расположением крыла. Крыло двухлонжеронное неразъёмное. Фюзеляж почти треугольного сечения. Вся обшивка гофрированная. Кабина лётчика открытая. Предполагалось серийное производство в Кольчугине. Дублер АНТ 2бис с ПД «Райт» мощностью 220 кВт построен в ЦАГИ в 1930 и успешно использовался для почтовых перевозок.

АНТ 3, Р 3 (рис. 4 и рис. в табл. X) — двухместный разведчик, выполненный по схеме одностоечного полутораплана. Выпускался с ПД «Либерти» (опытный), «Нэпир-Лайон» (для перелёта в 1926 на АНТ 3 «Пролетарий»), М 5 и «Лоррен-Дитрих» (в серии). Фюзеляж треугольного сечения. Вооружение — два пулемёта «Льюис» калибра 7,62 мм. Лётчик-наблюдатель (он же стрелок) мог работать стоя. АНТ 3 — первый советский цельнометаллический самолёт, выпускавшийся серийно. На самолётах АНТ 3 выполнено два больших перелёта. Построено около 100 экземпляров.

АНТ 4, ТБ 1, Г 1 (рис. 5 и рис. в табл. X) — первый в мире цельнометаллический двухмоторный тяжёлый бомбардировщик свободнонесущей монопланной схемы. Строился с ПД «Нэпир-Лайон» (на опытном самолёте), БМВ VI (на дублёре «Страна Советов»), М 17 (в серии). Крыло многолонжеронное, фюзеляж трапециевидного сечения, обшивка гофрированная. Кабина открытая. Вооружение — три спарки пулемётов ДА, бомбовая нагрузка до 1 т. В зимних условиях эксплуатировался на лыжном шасси; в гидроавиации (обозначение ТБ 1П) использовался на поплавковом шасси. После снятия с вооружения ТБ 1 передавались в ГВФ, где с меньшими эксплуатационными нагрузками под обозначением Г 1 применялись для транспортных перевозок. Для АНТ 4 впервые была решена задача создания лёгкой свободнонесущей монопланной конструкции. Это позволило в дальнейшем строить самолёты-монопланы с весовой отдачей, не уступающей бипланным схемам. Конструкция стала классической и получила признание в мировом самолётостроении. На АНТ 4 установлены мировые рекорды продолжительности полёта с грузом, выполнен ряд экспедиций и перелётов. Самолёт использовался для отработки пороховых ускорителей взлёта, дозаправки топливом в воздухе, системы десантирования людей и тяжёлой техники на парашютах, телемеханических средств управления, системы воздушного авианосца «Звено» (см. ниже). ТБ 1 принимали участие в боевых действиях в 1929 на станции Манчжурия, в 1938 у озера Хасан, в 1939 у озера Буир-Нур. В 1939—40 участвовали в военных действиях в Финляндии. Во время Великой Отечественной войны самолёты входили в состав авиагруппы ВВС Северного флота и использовались для транспортных перевозок. Строились серийно в 1929—32. Построено 216 экземпляров.

АНТ 5, И 4 (рис. 6 и рис. в табл. X) — одноместный цельнометаллический истребитель полуторапланной схемы с ПД «Гном-Рон-Юпитер IV» (на опытном самолёте), «Гном-Рон-Юпитер VI» (на дублёре) и М 22 (в серии). Верхнее трёхлонжеронное крыло состояло из двух половин, стыковавшихся по плоскости симметрии самолёта. В 1929 выпущена модификация И 4 с очень маленьким нижним крылом. Эта машина устанавливалась на крыле авианосца ТБ 1 (система «Звено»). Вооружение — два пулемёта «Виккерс» калибра 7,62 мм. Строились серийно в 1927—31. Построено 349 экземпляров.

АНТ 6, ТБ 3, Г 2 (рис. 7 и рис. в табл. XVI) — первый в мире цельнометаллический свободнонесущий моноплан-бомбардировщик с четырьмя ПД, расположенными в ряд по размаху в носке крыла. Вначале на АНТ 6 устанавливались ПД «Кёртисс-Конкерор», затем БМВ-VI (на опытном самолёте), М 17Ф и М 34Р (в серии). При создании АНТ 6 реализована концепция А. Н. Туполева об эффективности свободнонесущих монопланных схем при использовании толстого профиля в корне крыла в сочетании с его разгрузкой. Четырёхлонжеронное крыло состояло из центроплана и двух консолей. Толщина профиля крыла обеспечивала при необходимости доступ в полёте к крайним силовым установкам. Носки крыла по обе стороны от каждого двигателя могли откидываться, образуя трап для осмотра силовой установки. В центроплане были установлены выдвижные башни стрелкового вооружения для защиты нижней задней полусферы. Фюзеляж трапециевидного сечения, кабина летчиков открытая, обшивка крыла и фюзеляжа гофрированная. Стабилизатор с изменяемым в полёте углом установки. Управление элеронами облегчалось включением в систему двух полиспастов. Зимой самолёт эксплуатировался на лыжном шасси. Вооружение — шесть — восемь пулемётов ДА, бомбовая нагрузка 4 т. В 30 х гг. только в СССР было налажено крупносерийное производство таких больших машин. В процессе серийной постройки самолёт непрерывно совершенствовался: подкрыльевые башни заменила кормовая установка; на руле направления был установлен серворуль; четырехколёсное шасси, состоящее из двух тележек, заменено двухколёсным с тормозами; использовались ПД новых моделей (в 1936 — М 34ФРН); на арктическом варианте кабина лётчиков сделана закрытой. Самолёт стал основой бомбардировочной авиации, воздушно-десантных соединений, военно-транспортной авиации. На нём отрабатывались системы «Звено» и «СПБ» (см. «Звено» Вахмистрова). На АНТ 6 установлены мировые рекорды, осуществлён ряд экспедиций и перелётов. После использования в ВВС самолёты ТБ 3 передавались в ГВФ, где под обозначением Г 2 продолжали работать с меньшими эксплуатационными нагрузками. ТБ 3 участвовали в военных конфликтах 1938—40. В Великой Отечественной войне использовались в качестве бомбардировщика, в воздушно-десантных и военно-транспортных операциях. В 1932—37 построено 819 экземпляров.