Обычное шасси , или шасси с хвостовым колесом , представляет собой шасси самолета, состоящее из двух основных колес впереди центра тяжести и небольшого колеса или салазок для поддержки хвостового оперения. [1] [2] Термин « хвостовой тягач» также используется, хотя некоторые утверждают, что он должен применяться только к тем самолетам с хвостовым оперением, а не колесом. [2] [3]
Термин «обычный» сохранился по историческим причинам, но все современные реактивные самолеты и большинство современных винтовых самолетов используют трехопорную передачу .
История
В ранних самолетах хвостовой оперение из металла или дерева использовалось для поддержки хвостового оперения на земле. В большинстве современных самолетов с обычным шасси небольшое шарнирно-сочлененное колесо в сборе прикреплено к самой задней части планера вместо салазок. Пилот может управлять этим колесом через соединение с педалями руля направления, позволяя рулю и хвостовику двигаться вместе. [2] [3]
До того, как в самолетах широко использовались хвостовые колеса, многие самолеты (например, ряд самолетов Sopwith времен Первой мировой войны , такие как истребитель Camel ) были оснащены управляемыми хвостовыми опорами, которые работают аналогично хвостовику. Когда пилот нажимал правую педаль руля направления - или правую подножку «руля направления» в Первой мировой войне - занос поворачивался вправо, создавая большее сопротивление с этой стороны самолета и заставляя его поворачиваться вправо. Хотя он менее эффективен, чем управляемое колесо, он давал пилоту некоторый контроль над направлением движения аппарата во время руления или начала разбега, прежде чем через руль направления было достаточно воздушного потока, чтобы он стал эффективным.
Другая форма управления, которая сейчас менее распространена, чем когда-то, - это управление с использованием « дифференциального торможения », при котором хвостовое колесо представляет собой простой, свободно вращающийся механизм, а самолет управляется путем торможения одного из главных колес в чтобы повернуть в этом направлении. Это также используется на некоторых самолетах с трехколесным шасси, вместо этого переднее колесо является колесом свободного литья. Как и управляемое хвостовое колесо / занос, он обычно интегрирован с педалями руля направления на судне, чтобы обеспечить легкий переход между колесным и аэродинамическим управлением. [ необходима цитата ]
Преимущества
Конфигурация с хвостовым колесом дает несколько преимуществ по сравнению с трехопорным шасси , что делает самолет с хвостовым колесом менее дорогим в производстве и обслуживании. [2]
- Благодаря своему расположению намного дальше от центра тяжести , хвостовое колесо поддерживает меньшую часть веса самолета, что позволяет сделать его намного меньше и легче, чем носовое колесо. [2] В результате меньшее колесо меньше весит и вызывает меньшее паразитное сопротивление . [2]
- Из-за того, как нагрузки на планер распределяются при работе на пересеченной местности, летательные аппараты с хвостовым колесом могут лучше выдерживать этот тип использования в течение длительного периода времени без возникновения кумулятивного повреждения планера. [2]
- Если при посадке выйдет из строя хвостовое колесо, повреждение самолета будет минимальным. Это не так в случае выхода из строя носового колеса, которое обычно приводит к удару винта . [2]
- Из-за увеличенного зазора гребного винта на самолетах с хвостовым колесом меньшее повреждение камнями будет в результате эксплуатации обычного самолета с редуктором на взлетно-посадочных полосах с неровной или гравийной дорожкой, что делает их хорошо подходящими для полета в кустах . [2]
- Самолеты с хвостовым колесом больше подходят для работы на лыжах. [2]
- Самолет с хвостовым колесом легче помещается и маневрирует внутри некоторых ангаров. [2] [4]
Недостатки
Обычное расположение шасси имеет недостатки по сравнению с самолетами с носовым колесом. [2]
- Самолеты с хвостовым колесом больше подвержены авариям, вызванным опрокидыванием носа из-за неосмотрительного торможения пилотом. [2]
- Обычные самолеты с редуктором гораздо более подвержены возникновению контура заземления . Контур заземления возникает, когда на земле теряется управление направлением, и хвост самолета проходит над носом, меняя концы местами, в некоторых случаях завершая полный круг. Это событие может привести к повреждению ходовой части, шин, законцовок крыла , воздушного винта и двигателя. Заземление возникает из-за того, что, в то время как самолет с передним колесом управляется впереди центра тяжести , хвостовой тягач управляется сзади (во многом аналогично движению автомобиля задним ходом на высокой скорости), так что на земле хвостовой тягач по своей природе неустойчив, тогда как Самолет с носовым колесом самоцентрируется, если он отклоняется при посадке. Кроме того, некоторые самолеты с хвостовым колесом должны переходить от использования руля направления для управления к использованию хвостового колеса при прохождении диапазона скоростей, когда ни одно из них не является полностью эффективным из-за большого угла носа самолета и отсутствия воздушного потока над рулем направления. Избегание контуров заземления требует большей подготовки и навыков пилотов. [1] [2]
- Самолеты с хвостовым колесом обычно страдают от более плохой видимости на земле по сравнению с самолетами с носовым колесом. Часто для этого требуются непрерывные S-образные повороты на земле, чтобы пилот мог видеть, где он рулит. [2]
- Самолетом с хвостовым колесом труднее рулить в условиях сильного ветра из-за более высокого угла атаки крыльев, которые затем могут создавать большую подъемную силу с одной стороны, что затрудняет или делает невозможным управление. Они также страдают от более низкой устойчивости к боковому ветру и при некоторых ветровых условиях могут быть не в состоянии использовать взлетно-посадочные полосы с боковым ветром или аэропорты с одной взлетно-посадочной полосой. [2]
- Из-за высокого положения носа на земле на хвостовые тягачи с винтом в большей степени влияет P-фактор - асимметричная тяга, вызванная наклоном диска винта к направлению движения, что приводит к увеличению подъемной силы лопастей при спуске. чем при движении вверх из-за разницы в углах, которые лезвие испытывает при прохождении через воздух. После этого дрон потянет в сторону выступающей вверх лопасти. Некоторым самолетам не хватает достаточного управления рулем в некоторых режимах полета (особенно при более высоких настройках мощности на взлете), и пилот должен компенсировать это до того, как самолет начнет рыскать. Некоторые самолеты, особенно старые, более мощные, такие как P-51 Mustang, не могут использовать полную мощность при взлете и при этом безопасно контролировать направление своего движения. При посадке это менее важный фактор, однако открытие дроссельной заслонки для прерывания посадки может вызвать серьезное неконтролируемое рыскание, если пилот не подготовлен к этому. [ необходима цитата ]
Самолет с реактивным хвостовым колесом
Реактивные самолеты, как правило, не могут использовать обычное шасси, так как это поворачивает двигатели под большим углом, в результате чего их струя отскакивает от земли и обратно в воздух, что мешает нормальному функционированию лифтов . Эта проблема возникла с третьим, или "V3", прототипом немецкого реактивного истребителя Messerschmitt Me 262 . [5] После того, как первые четыре прототипа планера Me 262 V-серии были построены с убирающимся хвостовым шасси, пятый прототип был оснащен фиксированным трехопорным шасси для испытаний, а шестой прототип получил полностью убирающееся трехопорное шасси. Ряд других экспериментальных и прототип реактивного самолета были обычные шасси, в том числе первый успешный самолет, Heinkel He 178 , то Бал-Bartoe Jetwing исследование самолета, и один Vickers Vc.1 Viking , который был модифицирован с Rolls Royce Нене двигателей стать первым в мире реактивным авиалайнером.
Редкими примерами самолетов с реактивным хвостовым колесом, которые пошли в производство и были приняты на вооружение, являются британский военно-морской истребитель Supermarine Attacker и советский Яковлев Як-15 . Оба они впервые поднялись в воздух в 1946 году и обязаны своей конфигурацией разработкам более ранних самолетов с пропеллерными двигателями. Конфигурация хвостового колеса Attacker была результатом того, что он использовал крыло Supermarine Spiteful , избегая дорогостоящих модификаций конструкции или переоборудования. Выхлоп двигателя находился за рулем высоты и хвостовым колесом, что уменьшало проблемы. Як-15 был создан на базе винтового истребителя Яковлева Як-3 . Его двигатель располагался под носовой частью фюзеляжа. Несмотря на необычную конфигурацию, Як-15 легко управлялся. Хотя это был истребитель, он в основном использовался для подготовки советских пилотов к полетам на более совершенных реактивных истребителях.
Ходовая часть с моноколесным колесом
Вариантом компоновки хвостовика является моноколесное шасси .
Чтобы минимизировать лобовое сопротивление, многие современные планеры имеют одно колесо, убирающееся или фиксированное, с центром под фюзеляжем, которое называется моноколесным шасси или моноколесным шасси . Моноколесная передача также используется на некоторых самолетах с двигателем, где снижение лобового сопротивления является приоритетом, например, на Europa XS . И моноколесные планеры, и самолеты с моноколесными двигателями используют убирающиеся ножки законцовок крыла (с прикрепленными небольшими колесами), чтобы предотвратить удары законцовок крыла о землю. Самолет с моноколесом может иметь хвостовое колесо (как у Europa) или носовое колесо (как иллюстрированный планер Schleicher).
Обучение
Самолеты Taildragger требуют больше времени для обучения пилотам-курсантам. Это было важным фактором в 1950-х годах, когда большинство производителей перешли на учебно-тренировочные самолеты с носовым колесом, и в течение многих лет самолеты с носовым колесом были более популярны, чем хвостовые тягачи. В результате большинство пилотов с лицензией частного пилота (PPL) теперь учатся летать на трехколесных самолетах (например, Cessna 172 или Piper Cherokee ) и лишь позже переходят на хвостовые тягачи. [2]
Методы
Посадка самолета с обычным редуктором может быть осуществлена двумя способами. [6]
Обычное приземление выполняется одновременным касанием всех трех колес вниз при трехточечном приземлении . Этот метод позволяет минимизировать посадочную дистанцию, но может быть трудно выполнить при боковом ветре [6], поскольку управление рулем направления может быть значительно снижено до того, как хвостовое колесо станет эффективным. [ необходима цитата ]
Альтернатива - колесная посадка . Для этого пилот должен посадить самолет на главные колеса, удерживая хвостовое колесо в воздухе с помощью руля высоты, чтобы сохранить низкий угол атаки . Как только самолет замедлится до скорости, которая может гарантировать, что управление не будет потеряно, но выше скорости, при которой теряется эффективность руля направления , хвостовое колесо опускается на землю. [6]
Примеры
Примеры самолетов с хвостовым колесом включают:
Самолеты
- de Havilland Canada DHC-2 Бивер
- Дуглас DC-3
- Мауле М-7
- Мессершмитт Bf 109
- Пайпер Дж-3 Детеныш
- Супермарин Спитфайр
Вертолеты
- Boeing AH-64 Apache - Боевой вертолет
- Sikorsky SH-3 Sea King - противолодочный вертолет
Модификации трехколесного шасси самолета
Несколько компаний, занимающихся модификацией послепродажного обслуживания, предлагают комплекты для переоборудования многих популярных самолетов с передним колесом на обычные шасси. Самолеты, для которых доступны комплекты, включают:
- Cessna 150
- Cessna 152
- Cessna 172
- Cessna 175
- Cessna 182
- Пайпер PA-22 Tri-Pacer
Рекомендации
Цитаты
- ^ a b Крейн, Дейл: Словарь авиационных терминов, третье издание , стр. 133. Авиационные материалы и академические науки, 1997. ISBN 1-56027-287-2
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q С нуля, 27-е издание, стр. 11
- ^ а б Брэндон, Джон. "Рекреационная авиация Австралии - наземная школа" . Архивировано из оригинала на 2008-07-19 . Проверено 5 декабря 2008 .
- ^ Скотт, Джефф. «Аэрокосмическая паутина - Схемы шасси самолетов» . Проверено 19 февраля 2016 .
- Перейти ↑ Boyne 2008, p. 60.
- ^ a b c Transport Canada , Руководство по летной подготовке самолетов , стр. 111 (4-е пересмотренное издание) ISBN 0-7715-5115-0
Библиография
- Бойн, Уолтер Дж. «Большая ошибка Геринга». Журнал ВВС, Том. 91, No. 11, ноябрь 2008 г.
- Aviation Publishers Co. Limited, From the Ground Up , page 11 (27-е пересмотренное издание) ISBN 0-9690054-9-0