Почему передняя часть Су-30 не совмещена с продольной осью корпуса?

Это не обязательно лучший способ взглянуть на этот планер; лучше наблюдать в 3-ракурсе, чтобы понять это.

При взгляде сбоку и сверху основной фюзеляж не изгибается вниз, а превращается в блинообразный несущий корпус, который сопрягается с крыльями и хвостовым оперением самолета; затем двигатели подвешиваются под фюзеляжем в виде линейного пилона, который сливается с фюзеляжем в хвостовой части. Такая конструкция выгодна по нескольким причинам.

• Запас топлива: все самолеты семейства Flanker имеют очень длинные ноги и могут нести много бензина из-за этой плоской средней части, что является хорошим решением для тех, кому нужно нести много топлива.

• Аэродинамически чистый: комбинированная конструкция крыла и корпуса обеспечивает низкое лобовое сопротивление, а также малую нагрузку на крыло, что делает самолет очень маневренным благодаря высокому лобовому сопротивлению во время полета с высоким альфа-каналом.

• Транспортировка магазинов: комбинированное крыло/корпус предлагают множество точек крепления боеприпасов (точнее, 12) для перевозки оружия, топливных баков, датчиков и т. д.

Передняя часть фюзеляжа основана на планере Су-27УБ с поднятым задним местом экипажа, чтобы облегчить обучение полетам на самолете, что потребовало поднятия этой секции фюзеляжа. Носовая часть и обтекатель, кажется, свисают вниз, но расположены таким образом, чтобы увеличить пространство для большой радиолокационной антенны в носовом обтекателе для увеличения дальности обнаружения.

Как и большинство боевых машин Восточного блока, СУ-30 чрезвычайно функциональна, совершенствуется только там, где это необходимо, и не используется в других местах. Хотя это может показаться «кривым», фюзеляж по существу прямой, а двигатели выровнены с центром тяжести.

Мы студенты факультета аэрокосмической техники Штутгартского университета. Не знаем, поняли ли мы вас полностью, но, кажется, вы имеете в виду нос Су 30, который немного направлен вниз.

Типичным конструктивным соображением этого типа самолета является поле зрения для пилота. F 18 используется для авианосных операций, но при заходах на большие углы атаки длинный нос снижает видимость вперед. С более коротким и заостренным вниз носом у нас нет этой проблемы.

Мы можем сравнить Су-30 с Конкордом, который также имеет заостренный вниз нос для посадки. Проблема снижения видимости была настолько серьезной, что инженерам пришлось разработать механизм регулировки носовой части. Кроме того, форма носа имела большое влияние на силу звуковых ударов. Вероятно, конструкция носовой части Су-30 каким-то образом оптимизирована для смягчения звуковых ударов.

Радар сильно влияет на конструкцию носовой части самолета. Это также могло привести к полученной форме.

Только предположение: у СУ-30 (в отличие от F-18) кабина двухместная. Это происходит от « учебно- боевого самолета», где заднее сиденье тоже, по-видимому, должно видеть переднюю часть самолета (поэтому заднее сиденье намного выше, чем впереди - чтобы видеть над головой впереди).

Это из соображений энергоманевренности. Как и все остальное в технике, это компромисс. Первый важный факт, который нужно понять, заключается в следующем: в авиалайнерах и большинстве боевых самолетов предыдущего поколения конструкции (в первую очередь) созданы для наиболее эффективного горизонтального (т. е. крейсерского) полета. В этой оптимальной крейсерской точке/линии наилучшая топливная экономичность двигателя и аэродинамическая эффективность, а также отношение подъемной силы/сопротивления близко совпадают. По этой причине авиалайнеры имеют гораздо более высокие нагрузки на крыло. Они хороши в крейсерском режиме, но должны решать проблемы с низкой скоростью с помощью чрезмерно сложных устройств большой подъемной силы, таких как трехступенчатые закрылки.

Самолеты 4-го поколения спроектированы так, чтобы экономить энергию при повороте, поэтому на самом деле они НЕ совершают крейсерский полет с близким к их лучшему соотношению L/D.

Приведенные ниже пункты являются математической частью, объясняющей приведенное выше предложение, не стесняйтесь переходить к следующему абзацу. При расчетах с данными из руководства по аэродинамике МиГ-29;

- МиГ-29, совершающий крейсерский полет с полным топливом и боевой нагрузкой (14900 кг) на высоте 6000 м (20 тыс. футов) на М0,85, требует для удержания в воздухе коэффициента подъемной силы Cl=0,145; что соответствует общему L/D 6,5.

-Лучшее L/D, на которое способен МиГ-29, составляет 10,5 при Cl=0,4. Этот коэффициент подъемной силы соответствует МиГ-29, тянущему 2,76G при тех же условиях полета.

-Даже при Cl=0,85, что соответствует тяге 5,86G, МиГ-29 более аэродинамически эффективен, чем крейсерский при тех же условиях полета.

- Если грузоподъемность или высота будут меньше, то необходимый Cl уменьшится, или, другими словами, при тех же Cl и L/D самолет будет тянуть еще большие перегрузки. В крайнем случае, МиГ-29 с 50% топлива на уровне моря более аэродинамически эффективен при тяге 9G на M0,85, чем при прямом горизонтальном полете. (Это не означает, что в целом требуется меньшая тяга; это означает, что требуется меньшая тяга на создаваемую подъемную силу.)

Хотя все расчеты относительно Cl могут показаться не относящимися к углу носа, это не так. Cl также прямо пропорционален углу атаки (AOA). Вывод из всех этих расчетов таков: независимо от веса или условий полета, если вы летите на МиГ-29 даже при маневрировании с углом атаки 12 градусов, это будет более эффективно, чем летать на нем прямо с углом атаки всего 1 град.. Точка, где МиГ-29 находится наиболее эффективным является маневрирование с углом атаки 4 град, а не крейсерский с углом атаки 1 град. Это физическая необходимость для энергоэффективного маневрирования, и она применима и к таким самолетам, как F-16. F-4E может хорошо поворачивать, но не может поддерживать этот поворот. Эти различные варианты дизайна и оптимизации - это то, что на самом деле означает «предназначен для поддержания высоких перегрузок».

Возвращаясь к Су-27/30. Я думаю, что основные рассуждения здесь вполне очевидны. Нос самолета не создает значимой подъемной силы, он создает только сопротивление, уменьшая L/D и делая самолет менее эффективным. Если вы поставите нос под определенным углом, например ~6 градусов в Су-27, это сделает самолет более эффективным при этом угле атаки, но менее эффективным при других. В самом общем смысле, направив нос вниз, конструкторы обмениваются топливной эффективностью полета и характеристиками разгона на более высоких скоростях и более низких высотах в части диапазона полета. В то же время они получают лучшие характеристики устойчивого разворота и лучшее ускорение в части диапазона с низкой скоростью и большой высотой. У МиГ-29, F-15 и F-16, кстати, нос тоже немного загнут вниз.

С более продвинутой точки зрения все становится еще сложнее. Су-27 использует аэродинамические профили по всему корпусу; это единственная из когда-либо созданных комбинированных конструкций крыла и несущего корпуса (хотя МиГ-29 выглядиточень похоже, но не аэродинамически, он более сравним с F-16, чем с Су-27). Поперечный разрез Су-27 вплотную к его мотогондолам - это еще аэродинамический профиль. Поперечное сечение от его носа до хвостового стингера все еще является аэродинамическим профилем, если исключить фонарь кабины. О такой сложной конструкции никто не мог бы сказать наверняка, как ведет себя поток. Су-27 - настоящее чудо аэродинамической техники, а так как более новые конструкции должны учитывать другие соображения, такие как стелс-формирование и иметь толстый фюзеляж с внутренним отсеком, это вполне может быть вершиной того, что когда-либо будет создано аэродинамической техникой; что касается маневренности, то есть.

Это для того, чтобы парень на заднем сиденье мог видеть в окно, не глядя в затылок парня на переднем сиденье.

Гипотезу можно было вывести из того, как разрабатывались Су-27 и МиГ-29. Центральный аэрогидродинамический институт предоставил обоим проектам оптимальные проработки крыла. Затем крылья были «запачканы» такими деталями, как кабина, двигатели, фюзеляж для авионики и топлива, а также оперение. Самолет в основном разделен по плоскости крыла - кабина и фюзеляж вверху, мотогондолы внизу - с несущими характеристиками (аналогично на F-14).