Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»
жүктеу/скачать 14.24 Mb.
|
Ф. среди автоколебаний и вообще среди многочисленных видов вибраций, которым подвержены ЛА, представляет особую опасность, заключающуюся в том, что возникающие при этих интенсивных колебаниях динамические напряжения а конструкции ЛА могут быстро (иногда в течение несколько секунд) достигнуть разрушающих, результатом чего является разрушение ЛА в полёте. Поэтому возникновение Ф. любой формы недопустимо. Ф. стал препятствием на пути создания скоростной авиации. Развитие скоростной авиации во всём мире сопровождалось большим числом катастроф и аварий в результате возникновения Ф. Впервые с массовыми случаями Ф. столкнулись в 30 е гг. ΧΧ в. (в период стремительного роста скоростей), после чего началось интенсивное изучение явлений Ф. и отыскание способов его предупреждения. Ещё не всё об этом сложном явлении достаточно хорошо известно; с созданием новых схем ЛА проявляются его новые аспекты. Статистика лётных происшествий насчитывает очень много случаев, связанных с Ф. Например, анализ, выполненный в 1958, показал, что в 40—50 х гг. в США произошло более 100 лётных происшествий из-за Ф. (главным образом Ф. управляющих органов и триммеров). В Германии в 1935—43 произошло около 150 случаев аварий и катастроф от Ф., из них почти 80% относилось к органам управления. Случаи Ф. отмечались в СССР, но массовых лётных происшествий, которые пришлось пережить зарубежной авиации, не наблюдалось. Работы по изучению Ф. в ЦАГИ проводили М. В. Келдыш, Е. П. Гроссман, Я. М. Пархомовский, С. П. Стрелков, Н. В. Альхимович и др. Келдышем и его сотрудниками сформулированы основные задачи о Ф., намечены пути их решения и получен ряд важнейших результатов, которые открыли возможность предсказывать для каждого конкретного ЛА, при какой скорости полёта ему грозит Ф. Эти работы позволили авиаконструкторам найти средства для гашения Ф., в дальнейшем продолжалось интенсивное развитие научных основ Ф. Практические работы, анализ флаттерных характеристик новых конструкций связаны, как правило, с постановкой специальных опытов и с решением новых теоретических задач, позволяющих гарантировать безопасность от Ф. каждого нового ЛА. Необходимость гарантировать безопасность ЛА от Ф. обусловливает особые требования к проектируемой конструкции, которые не совпадают, а иногда преобладают над требованиями статической прочности, а в ряде случаев могут вызвать и изменение компоновки самолёта. Одно из основных условий гарантированной безопасности от Ф. — весовая балансировка элеронов и рулей. Ф. характеризуется критической скоростью, видом колебаний, частотой. Для конкретного самолёта существует вполне определённая для данной высоты полёта скорость полёта V = Vкр; при V<Vкр колебания затухают, а при V>Vкр колебания нарастают. Критическая скорость Ф. — Vкр — «внутренняя» характеристика, присущая конкретному ЛА данной конструкции (подобно собственной частоте, массе и пр.). Значение Vкр ЛА с заданными обводами определяется массовыми и жёсткостными характеристиками конструкции. При этом влияние внутреннего трения конструкции в большинстве случаев пренебрежимо мало. Колебания конструкции при Ф. происходят по меньшей мере с двумя степенями свободы, что возможно, если конструкция способна колебаться по двум (или более) различным формам. Частота Ф. близка к частотам первых тонов собственных колебаний конструкции. Колебания могут происходить на любых, в том числе и на малых, углах атаки и при безотрывном обтекании несущей поверхности. Эти особенности Ф. определяют способы его предотвращения на самолёте. Среди них главное место занимают те способы, которые так изменяют «внутренние» свойства конструкции, что нарушается или ослабляется связь между степенями свободы, то есть совместность колебаний по различным формам (примером может служить весовая балансировка). Основной критерий безопасности от Ф. — соотношение между критической скоростью Ф. Vкр и максимальной (предельной) скоростью полёта Vпред, которую может достигнуть самолёт. Vкр должна превышать Vпред в некоторое число k раз; k — коэффициент запаса, задаваемый Нормами прочности. Это условие должно выполняться не только в исходном варианте конструкции, но и при некотором изменении её параметров. Поэтому наряду с запасом по скорости конструкция должна иметь запасы по значению параметров. Значение Vкр зависит от целого ряда конструктивных параметров самолёта: жёсткости, относительной толщины профиля, размещения масс, положения и способа крепления двигателей, степени весовой балансировки органов управления и др. Эта зависимость не монотонна, и изменение какого-либо параметра в одну и ту же сторону может в одних случаях приводить к увеличению Vкр, а в других — к снижению. В ряде случаев даже малое изменение конструктивного параметра влечёт за собой весьма сильное изменение Vкр. При анализе безопасности от Ф. целесообразно условно разделять все виды Ф., которым может быть подвержен самолёт, на две основные группы: безрулевой Ф. и рулевой Ф., или Ф. органов управления. К первой группе относится Ф. тех видов, при которых можно пренебречь относительными перемещениями органов управления, то есть считать, что руль (или элерон) является как бы жёсткой, неотклоняемой частью основной несущей поверхности (крыла, стабилизатора, киля). Ко второй группе относится Ф. тех видов, в которых главную роль играют колебания органов управления (элеронов, элевонов, руля, триммера и др.). Внутри каждой группы Ф. существует большое число различных форм Ф., отличающихся как характером упругих деформаций и перемещений конструкции, так и значениями Vкр и частоты колебаний рфл. Во многих случаях название Ф. показывает, какие именно упругие деформации и перемещения конструкции (её степени свободы) являются в данном случае определяющими: например, различают изгибно-крутильный Ф. крыла (крыло при вибрациях изгибается и закручивается), изгибно-элеронный Ф. (крыло изгибается и отклоняется элерон), крутильно-элеронный Ф. (крыло закручивается и отклоняется элерон), изгибно-элеронно-триммерный Ф. (крыло изгибается, отклоняются элерон и триммер). Изменением конструктивных параметров самолёта Vкр всегда может быть увеличена. Например, для изгибно-крутильного Ф. крыла к увеличению Vкр приводят: одновременное увеличение всех жёсткостей конструкции; увеличение жёсткости кручения крыла, приводящее к повышению частоты его крутильных колебаний; перемещение вперёд линии центров масс сечений крыла; уменьшение разноса масс по хорде (в особенности к концу крыла); увеличение сужения крыла; рациональные размещения больших сосредоточенных грузов на крыле (двигатель, баки, шасси и др.); увеличение жёсткости заделки корневого сечения. Для элеронного Ф. крыла к увеличению Vкр приводят: весовая балансировка элерона; одновременное увеличение всех жёсткостей конструкции; увеличение жёсткости силовых приводов и проводки управления (при котором, однако, не происходит сближения частот собственных колебаний крыла и элерона на проводке); присоединение к элерону гидравлического или инерционного демпферов; весовая балансировка триммера (если элерон имеет триммер) и увеличение жёсткости его проводки. Для «местного», так называемого панельного, Ф. обшивки к увеличению Vкр приводят: увеличение толщины обшивки; уменьшение линейных размеров «клетки», образуемой продольно-поперечными элементами набора (крыла, корпуса, головки ракеты и др.). Для Ф. лопасти несущего винта вертолёта к увеличению Vкр (понимается критическое число оборотов несущего винта) приводят: уменьшение «поперечной центровки» лопасти, то есть перемещение вперёд линии центров масс поперечных сечений лопасти; использование профилей с возможно более задним положением аэродинамических фокусов; уменьшение передаточного числа регулятора взмаха; увеличение жёсткости защемления лопасти в комле на кручение. Для Ф., каждой формы можно указать два — три конструктивных параметра, изменение которых особенно сильно изменяет значение Vкр. Эти характерные («определяющие») параметры различны для различных форм Ф. После задания линейных размеров самолёта к числу таких параметров будут относиться, например, жёсткость крыла на кручение или местоположение двигателя на крыле, расстояние от центра тяжести органа управления до его оси вращения (степень весовой балансировки). Существуют 2 основных типа зависимости Vкр от определяющего параметра. Один из них типичен для безрулевого Ф. (рис. 1, а, б), а другой — для рулевого Ф. (рис. 1, в). В тех случаях, когда имеет место зависимость первого типа, должны быть выдержаны такие значения определяющих параметров, при которых Vкр в достаточной степени превышает Vпред то есть должен быть выдержан запас по значению скорости полёта. В тех случаях, когда имеет место зависимость второго типа, должны быть выдержаны такие значения определяющих параметров, при которых Ф. невозможен при любой скорости полёта, то есть должен быть выдержан запас по параметру. Для каждого конкретного ЛА значение Vкр устанавливается при проектировании в результате комплекса следующих работ: определения масс и жёсткостей конструкции; определения аэродинамических воздействий на колеблющееся крыло (стабилизатор, киль и др.); расчёта на Ф.; испытаний на Ф. в аэродинамических трубах динамически подобных флаттерных моделей, частотных испытаний натуры и модели; лётных испытаний на Ф. Основная задача модельных испытаний и расчёта на Ф. — определить Vкр (рис. 2) и убедиться в том, что для всех высот кривая наименьших Vкр данного ЛА лежит (с известным запасом) правее заданной техническими требованиями кривой Vпред (или, что вообще Vкр не существует, является мнимой величиной). Определяя Vкр при различных значениях конструктивных параметров, устанавливают границу устойчивости в координатах (V, {{μ}}i), где {{μ}}i — некоторый конструктивный параметр (рис. 3). В результате испытаний и расчётов на Ф. определяют запасы по скорости полёта и запасы по параметрам. Другая основная задача испытаний и расчётов на Ф. — подбор весовой балансировки. Как всякое автоколебание, Ф. может иметь предельный цикл. Однако достижение безопасности от Ф. должно исключать возможность самого появления Ф. в полёте, поэтому определение предельных циклов обычно не входит в задачу испытаний и расчётов на Ф.
М. Р. Флисский. Флоров Илья Флорентьевич (1908—1983) — советский авиаконструктор, доктор технических наук (1970). После окончания Новочеркасского авиационного института (1931) работал инженером-конструктором, заместитель начальник, начальник ОКБ. Участвовал в создании ряда модификаций истребителя И 16. Совместно с А. А. Боровковым спроектировал первый советский двухместный учебно-тренировочный истребитель УТИ 1, затем УТИ 2, 3 и 4, впоследствии манёвренный истребитель-биплан И 207. С 1941 в ОКБ В. Ф. Болховитинова (начальник отдела, заместитель главного конструктора), где принимал участие в создании первого советский реактивного истребителя. С 1944 начальник самолётного сектора НИИ, где под его руководством спроектирован и построен экспериментальный самолёт с ЖРД. С 1948 в ЦИАМ, где разработал теоретические основы методов оценки эффективности применения двигателей на ЛА различного назначения. Награждён орденом Октябрьской Революции, 2 орденами Трудового Красного Знамени, медалями. И. Ф. Флоров. Флюгирование винта — поворот (во время полёта самолёта) лопастей воздушного вита изменяемого шага в такое положение, при котором предотвращается авторотация винта, а вклад винта в лобовое сопротивление самолёта становится минимальным. Требуемый эффект достигается при угле установки лопастей (относительно плоскости вращения) около 85{{°}}. Ф. в. применяется при вынужденной остановке двигателя в полёте. Фокке (Focke) Генрих (1890—1979) — немецкий конструктор и учёный в области вертолёто- и самолётостроения. Конструированием самолётов начал заниматься с 1908. В 1919—20 совместно с Г. Вульфом построил моноплан с двигателем «Аргус» мощностью около 36 кВт. В 1920 окончил технологический институт в Бремене. В 1924 вместе с Г. Вульфом организовал в Бремене самолётостроительную фирму «Фокке-Вульф», где строились лёгкомоторные самолёты. С 1930 занимался винтокрылыми ЛА. В 1932 наладил лицензионное производство автожиров. В 1936 построил вертолёт Fw 61 с характеристиками, приемлемыми для практического применения. Организовал предприятие «Фокке-Ахгелис» (Focke-Achgelis) в Дельменхорсте, на котором построил в 1940 транспортный вертолёт FA 223. Занимался разработкой вертолётов во Франции (1945—47), Великобритании (1948), Нидерландах (1951—52), Бразилии (1954) и ФРГ (1954—56). Им разработана одновинтовая схема с двумя рулевыми винтами с наклонёнными осями. Всего под руководством Ф. построено 47 ЛА. Автор многочисленных работ по аэродинамике, конструкции и прочности вертолётов. Г. Фокке. «Фокке-Вульф» (Focke-Wulf Flugzeugbau GmbH) — самолётостроительная фирма Германии. Основана в Бремене в 1924 при участии авиаконструктора Г. Фокке и бывшего военного лётчика Г. Вульфа (G. Wulf, 1895—1927). В 1931 в состав «Ф. В.» вошла фирма «Альбатрос». В 1963 в результате объединения «Ф. В.» и «Везер-флюгцойгбау» (Weser-Flugzeugbau GmbH) образована фирма «Ферайнигте флюгтехнише верке». На «Ф. В.» под руководством Фокке было создано около 35 типов самолётов. Наиболее известны лёгкие транспортные самолёты F 19 «Энте» схемы «утка», А17, А21, А29 и А38. На построенном в 1936 экспериментальном вертолёте Fw 61 (рис. в табл. XV) был установлен ряд рекордов. В 1932 техническим руководителем фирмы стал К. Танк (K. Tank, 1898—1983), который разработал ряд самолётов, широко применявшихся во 2 й мировой войне: учебные Fw 44, Fw 55, Fw 56, Fw 58, разведчик Fw 189 (1938, см. рис. в табл. XXI), истребители Fw 190 (1939, выпущено около 20 тыс., см. рис. в табл. XXII), Та 152, Та 154, бомбардировщики Fw 191, Fw 200С. С 1956 фирма выпускала по лицензии лёгкие самолёты. Основные данные некоторых самолётов фирмы приведены в табл. Табл. — Военные самолёты фирмы «Фокке-Вульф»
Фоккер (Fokker) Антони Герман Герард (1890—1939) — нидерландский лётчик, авиаконструктор и промышленник. Учился в средней школе в Харлеме (Нидерланды); после службы в армии поступил в 1910 в автошколу в Германии, где строил свои первые самолёты и получил свидетельство пилота (1911). В 1912 основал авиационную фирму (в Йоханнистале близ Берлина), которую в 1913 перевёл в Шверин, где открыл также лётную школу. Проектировал и выпускал широко применявшиеся Германией в 1 ю мировую войну истребители, в том числе монопланы E.I и E.III, бипланы D.VII и D.VIII, триплан Dr.I, разведывательные и учебные самолёты. Впервые (1915) применил синхронизатор для стрельбы через диск воздушного винта. В 1919 перевёл фирму в Амстердам (см. «Фоккер»), где строились пассажирские и военные самолёты. Ряд моделей Ф. выпускался по лицензиям в других странах. К наиболее известным самолётам Ф. относится F.VII, на трёхмоторном варианте которого совершён ряд рекордных полётов, а в 1926 американские лётчики Р. Бэрд и Ф. Беннетт достигли Северного полюса. В 20 е гг. пяти-, семиместные самолёты F.III обслуживали авиалинии, связывающие Москву с Берлином, Кенигсбергом и Минеральными Водами. В 1922 Ф. переселился в США, где также развернул авиационное производство, позже принял американское гражданство. В конце 20 х гг. пассажирские самолёты Ф. пользовались в США большим успехом, но в 1931 их выпуск там был прекращён. На европейских линиях самолёты Ф. доминировали до начала 30 х гг., однако его новые пассажирские самолёты оказались неконкурентоспособными, и Ф. выпускал в Нидерландах главным образом военные самолёты. Всего на фирмах Ф. разработано около 200 типов самолётов. Портрет см. на стр. 635. А. Г. Г. Фоккер. «Фоккер» (Fokker) — сокращённое название самолётостроительных фирм, основанных А. Г. Г. Фоккером. в Германии, Нидерландах и США. В 1 ю мировую войну на фирме Fokker Flugzeugwerke, основанной в 1913 в Германии, большими сериями выпускались истребители, в том числе монопланы E.I и E.III (рис. в табл. VII), бипланы D.VII (рис. в табл. IX) и D.VIII, триплан Dr.1 (рис. в табл. VIII), а также разведывательные и учебные самолёты (всего построено 3350 экземпляров). В 1919 оборудование этой фирмы было вывезено в Нидерланды, где новая фирма (NV Koninklijke Nederlandse Vliegtuigfabriek Fokker) развернула производство военных и гражданских самолётов. В 1969 в результате слияния с «Ферайнигте флюгтехнише верке» стала нидерландским филиалом Fokker-VFW транснационального объединения, в 1980 вышла из него, восстановив прежнее название. К наиболее известным самолётам 20—30 х гг. относятся истребители D.ХI (первый полёт в 1923), D.ХII и XIII (1924), D.ХХI (1936), G.1А (1937), D.ХХIII (1939), многоцелевой самолёт C.V (1924), гидросамолёты-торпедоносцы T.IV (1927) и T.VIII (1938). Широкое распространение получили пассажирские самолёты F.VII с одним ПД (1924) и F.VII 3m с тремя ПД (1925, см. рис. в табл. XIV). Основанная в США фирма «Ф.» (Fokker Aircraft Corporation of America) в конце 20 х гг. была одним из крупнейших авиапредприятий мира и основным поставщиком авиакомпаний США, но в 1930 была поглощена концерном «Дженерал моторс» (General Motors). После 2 й мировой войны нидерландская фирма «Ф.» участвовала в производстве истребителей фирм Великобритании и США, выпускала тренировочные самолёты собственной конструкции, в том числе реактивный S 14. Широко известны пассажирские самолёты F.27 «Френдшип» с ТВД (1955, см. рис. в табл. XXXII) и реактивный F.28 «Феллоушип» (1967, см. рис. 1); их производство завершено в 1986—87 выпуском соответственно 786 и 241 самолётов. Ведётся серийное производство пассажирских самолётов Фоккер 50 (1985, см. рис. 2) и Фоккер 100 (1986, см. рис. 3). К др. программам 80 х гг. относятся сборка истребителей F 16 фирмы «Дженерал дайнемикс», участие в производстве пассажирских самолётов «Эрбас индастри» А300, А310 и др. Всего фирмой разработано свыше 125 моделей военных и гражданских самолётов. Основные данные некоторых самолётов фирмы приведены в табл. Ю. Я. Шилов. жүктеу/скачать 14.24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||