Как модифицируют современные самолеты для взлета/посадки на грунтовую взлетно-посадочную полосу?

Я много читал о советских и российских военных самолетах, и кажется, что многие из них созданы для работы на грунтовых взлетно-посадочных полосах или модифицированы для этого.

Как это достигается? Легко ли модифицировать самолет таким образом? Это просто вопрос усиления ходовой части и модернизации шин для большей нагрузки? Или есть что-то более сложное, например, усиление каркаса фюзеляжа?

ПРИМЕЧАНИЕ: исключим опасения по поводу попадания в двигатели посторонних предметов. Сейчас меня интересует только разница между взлетно-посадочными полосами с твердым покрытием и грунтовыми с точки зрения шасси и прочности.

Повреждение / проглатывание FOD на самом деле является более серьезной проблемой для реактивных самолетов, предназначенных для посадки на неулучшенные полосы. На самом деле приземление и катание по утрамбованной грязи довольно академично.
@KeithS У меня было ощущение, что это правда. Тем не менее, часть шасси - единственная часть, которая меня интересует, и это совершенно другой тип модификации, чем любые модификации двигателя, на самом деле. Я не возражаю, если в ответе также говорится о безопасности FOD, я просто хотел прояснить, что меня интересует.

Ответы (3)

Просто чтобы кататься по «неулучшенным» аэродромам (трава/грязь/гравийные полосы), самое главное, что нужно самолетам, — это просто приличный комплект шин:

введите описание изображения здесь

Этот учебно-тренировочный МиГ-29УН демонстрирует довольно мощные основные шины, установленные на эти самолеты специально для того, чтобы они могли легче преодолевать мелкие дефекты поверхности взлетно-посадочной полосы/рулежной дорожки, включая полосы грязи/гравия/травы (хотя здесь он приземляется на традиционном асфальте). /бетонная поверхность). Сравните это с относительно небольшими зубчатыми колесами и малой резиной на F-16 аналогичного размера:

введите описание изображения здесь
(источник: f-16.net )

Теперь ваш вопрос чрезмерно упрощает ситуацию, потому что «мусор посторонних предметов» или FOD на самом деле является основной опасностью грунтовых взлетно-посадочных полос для самолетов, и эта опасность должна учитываться при проектировании. Вот основная причина, по которой МиГ-29 может взлететь с грязи:

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

МиГ-29 и аналогичные Су-27, а также их варианты имеют специальные дверцы, закрывающие нижние воздухозаборники, обычно используемые в полете, вместо того, чтобы втягивать воздух через жаберные отверстия в верхней части обвязок крыла. Это предотвращает попадание в двигатель пыли, камней, птиц, грызунов и т. д. при взлете и посадке.

Эта система защиты двигателя, хотя и эффективна, добавляет механическую сложность и вес, что американские конструкторы и военное руководство обычно считают ненужным, учитывая, что требования редко включают возможность работы с неулучшенными полосами. Таким образом, большинству американских истребителей в эпоху реактивных самолетов приходилось летать с авиабаз с той или иной формой взлетно-посадочной полосы с твердым покрытием (а у американских военных на самом деле более высокие стандарты качества поверхности взлетно-посадочной полосы, чем в большинстве международных аэропортов). Однако в арсенале США есть несколько самолетов, специально предназначенных для эксплуатации с элементарных взлетно-посадочных полос на передовых базах. Эти конструкции позволяют избежать повреждений от FOD, в первую очередь за счет поддержания двигателей на максимально возможной высоте. Например, А-10'

введите описание изображения здесь

Большинство других конструкций в западном арсенале, которые могут сделать это, представляют собой конструкции с высокорасположенным крылом и двигателями, установленными на крыле, которые защищают их от пыли, образующейся при взлете и посадке аналогичным образом. Вот C-130 и C-17, приземляющиеся на передовой базе в Афганистане:

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Harrier является заметным исключением из этой общей стратегии западных конструкторов, заключающейся в том, чтобы просто не допускать попадания двигателей в облако мусора. Хотя это, вероятно, не делается регулярно, Harrier может приземлиться практически где угодно, и, как показано на этом снимке, он поглощает немалое количество пыли в процессе:

введите описание изображения здесь

Ура! Фотографий! :)
Интересно про шины, некоторые толстые, а некоторые тонкие. Давление в шинах тоже важно?
Давление в шинах важно, вам в основном нужно немного более низкое давление, чтобы шина сплющилась и увеличила свой след на неровной поверхности. Но он все еще должен катиться и поддерживать самолет, поэтому сама шина сделана больше, чтобы обеспечить «хлюпание» без прогиба при приземлении.
Тогда могу я спросить, что произойдет, если F15-E попытается приземлиться на грязь? Взорвутся шины, рухнет шасси и потребуется капитальный ремонт? Или можно выжить с помощью всего лишь нескольких перегибов?
Если F-15E попытается приземлиться на грязь, то, что произойдет, зависит от конкретной поверхности. Гладкая, утрамбованная сухая грязь не сильно отличается от пыльной асфальтовой взлетно-посадочной полосы, которую F-15 используют на Ближнем Востоке по меньшей мере 20 лет. Любой более крупный гравий, камни или комки грязи, создающие неровности на поверхности или непосредственно под ней, начнут вызывать проблемы, вплоть до поломки шестерни при приземлении, поскольку колесо слишком маленькое или слишком жесткое, чтобы катиться по неровностям на высоких скоростях.
Однако есть разница между использованием грязного поля и работой с него. В чрезвычайной ситуации пилота учат приземляться везде, где только можно. В такой ситуации самолет снова взлетал с минимальным запасом топлива и без боеприпасов, чтобы вернуться на свою фактическую оперативную базу. Чтобы действительно выполнить задание, F-15 может быть загружен топливом и боеприпасами, превышающими его собственный вес. Затем поверхность взлетно-посадочной полосы должна быть достаточно гладкой, чтобы свести к минимуму ударные нагрузки на шасси при максимальном взлетном весе (или шасси должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать ударные нагрузки, ожидаемые от грунтовой полосы при максимальной взлетной массе).

Две основные проблемы, с которыми сталкивается самолет при посадке на неровной взлетно-посадочной полосе:

  1. Попадание FOD в двигатели и
  2. Повреждение шасси.

В случае жесткой посадки одним из лучших способов является распределение веса с использованием большего количества шин. Например, сравните шасси С-17 ,

Шасси С 17
« Летчик ВВС США осматривает шасси самолета C-17 Globemaster III, 1 июля 2014 г., на линии полета на Объединенной базе Чарльстон, Южная Каролина . A1C Clayton Cupit — http://www.defenseimagery.mil/imageRetrieve.action?guid=18df79c5d609dbaa0679ab32d9e6aea6e76200c6&t=2 . Под лицензией Public Domain через Wikimedia Commons .

с таковым у Boeing 777 , у которого примерно такая же максимальная взлетная масса (MTOW).

777 Шасси
Источник:

Такие самолеты, как Су-27 , используют дефлектор FOD в своих колесах, чтобы уменьшить ущерб от FOD.

Вс 27
Источник: maybach300c.blogspot.com

Один из способов защитить двигатели от FOD - установить их высоко на крыле, где попадание FOD уменьшается.

С 17
Источник: www.defense.gov

Или двигатели могут быть установлены высоко на фюзеляже.

А 10
Источник: theaviationist.com

Если это невозможно в случае высокопроизводительного боевого самолета, необходимо изменить конструкцию воздухозаборника. Русские широко использовали это, как того требовала их оперативная доктрина. Например, воздухозаборники маршевых двигателей МиГ-29 могли быть закрыты для работы с неровных взлетно-посадочных полос.

Миг 29 воздухозаборники
Источник: www.reddit.com

Когда основные воздухозаборники закрыты, воздух для двигателя поступает через воздухозаборники в верхней части крыльев, которые защищены от мусора внизу.

Миг 29

В то время как шины C17 значительно шире, чем у 777-го (оценочное соотношение высоты:ширины 2:1 против 3:1), на обеих фотографиях показаны группы из 6 шин, и если предположить, что люди, показанные с ними, одинакового роста, они примерно одинаковы. высота. (Оба примерно в 2,5 раза больше расстояния от лодыжки до колена.)

Есть вещи, называемые «гравийными комплектами», которые позволяют стандартному коммерческому самолету приземляться на неровных поверхностях.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravel_kit

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Не могли бы вы описать модификации самолета Air North?
Дополнительные описания действительно! «Крыло» на NLG кажется довольно очевидным (и кажется, что оно является частью двери NLG, когда она убрана), однако этот зонд под двигателем немного сбивает с толку.
Вихревые рассеиватели очаровательны. Если вы когда-нибудь видели, как вихрь из воздухозаборника достигает земли, вы знаете, что он делает. Это мешает. m.youtube.com/watch?v=p5l3fD2WIQc