Аэродинамические схемы самолетов. Классификация самолетов по аэродинамической схеме

Классификация самолетов по аэродинамической схеме определяется количеством и взаимным расположением несущих поверхностей. По взаимному расположению крыла и горизонтального оперения различают такие схемы:
- нормальная (классическая);
- «утка»;
- «бесхвостка»;
- «летающее крыло»;
- схема с передним и хвостовым ГО;
- конвертируемая схема.

В нормальной (классической) схеме оперение расположено позади крыла.
Большинство самолетов мира выполняется по этой схеме. Достоинства нор­мальной схемы:
- крыло находится в чистом невозмущенном воздушном потоке и не затеняется оперением;
- носовая часть фюзеляжа короткая и не создает дестабилизи­рующий момент относи­тельно оси по курсу, что позволяет уменьшить площадь вертикального оперения и его массу;
- улучшается для экипажа обзор передней полусферы.
Недостатки:
1. Горизонтальное оперение находится в скошенном и возмущенном крылом потоке, что снижает его эффективность, вызывает необходимость повышения его площади и массы.
2. Для обеспечения устойчивости полета самолета ГО должно создавать отрицательную подъемную силу, что снижает общую подъемную силу самолета, требует увеличения площади крыла. Признак устойчивости - расположение центра давления (фокуса) позади центра массы самолета.

В схеме «утка» ГО расположено перед крылом, в носовой части фюзеляжа.
Достоинства схемы «утка»:
- ГО работает в не­возмущенном потоке, что повышает его эффективность;
- для обеспечения устойчивого полета ГО создает положи­тельную подъемную силу, что позволяет уменьшить площадь крыла и массу;
- в условиях срыва потока на ГО самолет автоматически переходит на меньшие углы атаки, что предотвращает штопор;
- с увеличением скорости полета фокус самолета смещается назад, но в меньшей степени, чем в классической схеме, что изменяет продольную статическую устойчивость незначительно, упрощая характеристики управляемости.
Недостатки:
- крыло находится в возмущенном позади ГО потоке, что снижает его эффективность;
- при срыве потока на ГО вследствие перехода на самолет автоматически переходит на меньшие углы атаки и «проседает» вследствие уменьшения , что особенно опасно на режимах взлета и посадки из-за близости земли.

«Бесхвостка» не имеет ГО.
Достоинства схемы «бесхвостка»:
- уменьшается лобовое аэродинамическое сопротивление самолета, снижается расход топлива;
- увеличивается жесткость крыла на кручение за счет больших хорд, что улучшает характеристики аэроупругости ;
- повышаются характеристики маневренности.
Недостатки:
- для поперечной и продольной управляемости и балансировки функции РВ передаются элеронам, которые называют элевонами, при их отклонении вверх, как РВ, подъемная сила крыла уменьшается;
- совмещение органов управления относительно осей ОХ и OZ ухудшает характеристики управляемости самолета;
- плечо элевонов относительно ц.м. мало, что ухудшает управляемость относительно оси OZ, требуется увеличение площади элевонов, растет их масса.