О нагрузке на крыло и превосходстве аэродинамики Суперджета над конкурентами
рейтинг: +8+x

FRAM пишет: Уважаемый Инженер! С Ан-148 в общем-то более-менее ясно.
Мне не дают покоя ваши слова относительно превосходства над Erj-190/195. Никак не могу понять за счет чего это возможно?
CF34-10E7 тягу в 83,7 kN
SaM146-1s18 - 72,67 kN
РАЗНИЦА ПОЧТИ 15%!!! При этом разница в потреблении топлива при 100% нагрузке у первого несколько больше. Соотношение примерно такое: 3120кг/ч у CF34 против 3030кг/ч. Однако при отборе мощности в 30%, а судя по всему именно такова нагрузка на двигатель в крейсерском полете, эта разница сравнивается до значений 853кг/ч против 826кг/ч. На холостом ходу при 7% отбора мощности имеем 313кг/ч против 360кг/ч.
Как это ни прискорбно, но приходится признать превосходство характеристик американского над франко-российским движком.
При всем уважении к российским инженерам-аэродинамикам, я не думаю, что им удалось сократить это преимущество при создании планера. А учитывая более узкий фюзеляж Эмбраера, думаю, это просто невозможно.
Весом выбрать эту разницу тоже не удалось. Для достижения равенства ССЖ должен быть на 1,5-2,0 тонны легче.
И времени на все про все совсем немного осталось. Не за горами появление MRJ с канадским движком, а там и до ремоторизации Эмбраеров дело может дойти. Ох, нелегкие времена наступают. При этом Эмбраер уже снял все рыночные сливки. Оптимизм присутствует?

Engineer_2010 пишет: Не могу сравнить, между собой «американский» и «франко-российский» двигатели, на должном профессиональном уровне, поэтому немного порассуждаю о самих самолётах. Хотя конструктор из отдела общих видов (вроде Евгения Коваленко) сделал бы это грамотнее, но всё-таки попытаюсь. Как уже не раз говорилось, проектирование самолёта - это сплошной клубок компромиссов, начиная от общей компоновки (высокоплан или низкоплан) и заканчивая выбором огромного количества различных параметров - пассажировместимости, взлётного веса, площади, размаха, сужения и удлинения крыла, миделя и удлинения фюзеляжа, площади и плеча ГО, ВО, а так же соотношения всех этих параметров между собой - тяговооружённости, удельной нагрузки на крыло и т.д. и т.п. Задача конструктора, грамотно «играя» этими параметрами, найти «золотую середину», чтобы улучшая одну характеристику самолёта, не ухудшить другие.

aero.JPG

Аэродинамические характеристики самолёта зависят от многих параметров, а не только от миделевого сечения фюзеляжа, профиля или удлинения крыла. Большое значение имеет выбор такого параметра, как площадь крыла, а точнее - отношения веса самолёта к площади крыла, т.е. удельной нагрузки на крыло. Ведь крыло не только создаёт подъёмную силу, необходимую для полёта, но и вносит основной вклад в создание силы сопротивления. Если Вы сравните между собой ТБ-3 с Пе-2 или Ла-5 с И-15, то заметите, что более скоростным машинам свойственна более высокая нагрузка на крыло. Особенно это бросается в глаза при взгляде на «абсолютно чистые» перехватчики вроде F-104 или Су-9. Дело в том, что большие крылья нужны только на этапах взлёта и посадки, для уменьшения взлётно-посадочных дистанций, а в крейсерском ГП можно было бы довольствоваться совсем крохотными крылышками. «Играя» удельной нагрузкой на крыло, можно влиять на многие лётно-технические характеристики самолёта. Предлагаю сравнить ВС по этому параметру:

Ан-158 - Gвзл/Sкр = 43700/87.3 = 500.6 кг/м2
CRJ-900 - Gвзл/Sкр = 36500/68.6 = 532.1 кг/м2
EmB-190 - Gвзл/Sкр = 50300/92.5 = 543.8 кг/м2
SSJ-100 - Gвзл/Sкр = 45880/77.0 = 595.8 кг/м2

Как можно видеть, SSJ имеет наибОльшую нагрузку на крыло среди одноклассников, но благодаря остальным компоновочным решениям, мы можем себе это позволить, не проигрывая в ВПХ. Сравните дистанции разбега и пробега:

Ан-158 - 1900/…
CRJ-900 - 1780/1600м
EmB-190 - 1890/1260м
SSJ-100 - 1803/…

Я уже писал про то, что геометрия фюзеляжа весьма сильно влияет на дистанции разбега и пробега. Для того, чтобы оторвался от земли, самолёт вынужден разогнаться до той скорости, на которой подъёмная сила превысит его взлётный вес. А уменьшить скорость отрыва можно, или увеличив площадь крыла, или применив более эффективную (и значит более сложную) механизацию крыла, или создавая бОльший угол атаки. Благодаря компоновке салона 2+3, длина фюзеляжа SSJ всего 29.9 м, а у EmB и CRJ (2+2), при такой же вместимости, она составляет 36,2 м. В итоге, чтобы предотвратить касание хвостом о поверхность ВПП, конкуренты больше ограничены по углу тангажа на взлёте и посадке. А т.к. с момента подьёма передней опоры и вплоть до отрыва, угол атаки крыла равен углу тангажа самолёта + угол установки крыла, то благодаря сочетанию геометрических параметров (длины фюзеляжа, опор шасси и их взаимному расположению), отрыв SSJ происходит на углах тангажа (и атаки), на 2-3 градуса бОльших, чем у EmB/CRJ/АН. За счёт этого, несмотря на бОльшую нагрузку на крыло, SSJ не только не уступает, а наоборот - превосходит конкурентов по дистанциям разбега и пробега.

Зато, в полёте на крейсерских режимах, более высокая удельная нагрузка на крыло, позволяет снизить сопротивление, летать на бОльших числах М и эшелонах, и плюс ко всему - даёт выигрыш в расходах топлива. Я подробно описал эти рассуждения, в подтверждение главного тезиса о том, что в процессе проектирования самолёта, только долгий и тщательный учёт большого количества различных, зачастую противоречащих друг другу параметров (аэродинамических, геометрических, технологических и т.д.), позволяет достичь в итоге, заданных характеристик.

Если я упустил какие либо нюансы в своём изложении, то прошу Евгения Коваленко подправить меня с точки зрения конструктора.

Как можно видеть из сравнения самолётов одного класса и одинаковой размерности, законы аэродинамики играют огромное значение, но не только этими законами всё определяется. Если бы самолёты проектировались исключительно «чистыми» аэродинамиками, то мы бы видели фюзеляжи с сечением карандаша и крылья бесконечного размаха (есть такое понятие в аэродинамике, подобное бесконечной прямой в геометрии). Всё таки, главную скрипку в любом КБ играет отдел общих видов, который компонует машину с учётом различных интересов - аэродинамиков, двигателистов, коммерсантов и т.д. В итоге, именно найденные ими компомиссы, позволяют получить нужное «лицо» лайнера.

Коваленко Евгений пишет: Уважаемый FRAM!

Во-первых, по взлетной тяге, она такая, как и заказывали в ТЗ. Что касается возможностей SaM-а, то на стенде он и 8 тонн показывал, без проблем.

Что касается режима МГ, то он не является критичным. На начальном этапе запас по устойчивости не помешает, а дальше видно будет. В отличие от CF34, SaM146 еще не имеет большого опыта эксплуатации, поэтому эта осторожность понятна.

Из этого как-то НЕ вытекает значительного превосходства CF34 над SaM146. Двигатель SaM146 полностью выполнил все заложенные в него характеристики.

Насчет веса планера по сравнению с ERJ-190.

Даже RRJ-95LR (о RRJ-95В – нее говорю) - легче, чем любая модификация ERJ-190.
И это с учетом реальных весов нашей LR! Тех самых трех тонн, о которых было столько истерик.

С ERJ-195 сравнивать нет смысла – это совсем другая модификация.

Кстати, Эмбрайер имел перевес во всех модификациях не меньше нашего – и ничего, мир это воспринял без истерик. Да и в ЛТХ почти ничего не потерял.

Но вернемся к фюзеляжу. Может быть, это покажется странным людям, далеким от аэродинамики, но сопротивление фюзеляжа определяется площадью смачиваемой поверхности фюзеляжа и практически не зависти от его миделя (в разумных пределах).
Как показал анализ, сделанный в ГСС еще на стадии предварительного проектирования, 4-рядная компоновка кресел выгодна для размерности до 70-75 мест, свыше - она уступает по смачиваемой поверхности 5-рядной компоновке. А значит и уступает ей по сопротивлению, и по силовому весу – тоже. Я уже не говорю о более высоком комфорте 5-рядной компоновки, как для пассажиров, так и для экипажа.

Я не беру в сравнение самолеты серии CRJ. Они появились, как созданные на базе бизнес-джетов, которым большой багажник не нужен. И если для Америки – это не велика потеря, то на просторах России и стран СНГ были нередки случаи, когда багаж приходилось посылать ( и посылают сейчас!) вдогонку другим самолетом. Другими словами, заново с таким сечением фюзеляжа новые региональники не делает никто.

Вместе с тем, преимущество более широкого может быть сведено на нет потерями при сочленении его с крылом. Причина – по сравнению с более узким фюзеляжем у него относительная часть крыла занятая фюзеляжем – больше, и соответственно, выше потери в циркуляции крыла. Другими словами, выше индуктивное сопротивление.

Потребовалась огромная работа наших аэродинамиков, совместно со специалистами ЦАГИ, чтобы минимизировать эти потери особой геометрией подфюзеляжного обтекателя. Результат – налицо, аэродинамическое качество выше, чем у Эмбрайера.

Как следствие всего этого, у RRJ и топливная эффективность выше, чем у Эмбрайера, хотя не настолько, как это нам хотелось. Но здесь есть «куда расти».

Как видите, дорогой FRAM, изначальные ваши предпосылки не верны, и, следовательно, не верны и ваши выводы. Думаю в этом – немалая заслуга наших не всегда порядочных оппонентов.

А насчет преимуществ 5-рядной компоновки для пассажиров и экипажа, расскажу как нибудь в другой раз. Мне довелось полетать и на ERJ-175, и на CRJ-200. Так что есть информация для сравнения с нашей машиной…

Полностью поддерживаю Инженера. Он прав в своих доводах. Ведь увеличение удельной нагрузки на крыло это путь к уменьшению общей смачиваемой поверхности и возможность полета в крейсере на режимах, близких к максимальному аэродинамическому качеству. Это тем более важно, когда потолок самолета ограничивается не аэродинамикой и энерговооруженностью самолета на этих высотах, а «потолком» КСКВ или ограничениями УВД.

Забыл добавить(сказывается ночь). Хорошо подобранный подфюзеляжный обтекатель существенно уменьшает сопротивление интерференции крыла с фюзеляжем. Что, пожалуй, более важно.

FRAM пишет: Уважаемые Инженер_2010 и Коваленко Евгений! Спасибо за развернутые ответы.
Вы пишете "оптимизм присутствует! И поверьте, не только у меня, Евгения Коваленко и Максима, но даже у «сурового» Сергея Иванова."
И это самое главное! Удачи всем вам!!!

***

"4-рядная компоновка кресел выгодна для размерности до 70-75 мест, свыше - она уступает по смачиваемой поверхности 5-рядной компоновке. А значит и уступает ей по сопротивлению, и по силовому весу – тоже."

mig_31 пишет: Чтобы этот тезис был понятнее - у более короткого и толстого фюзеляжа против длинного и тонкого (Сарделька против Сосиски :)) больше строительная высота и меньше длина балки, что позволяет сделать обшивку и продольный набор фюзеляжа «Сардельки» тоньше, и, соответсвенно, легче. Это простой сопромат. В «сарделке» более эффективно работает наддутая обшивка. Это простой стоймех. Это раз.

Короткий фюзеляж позволятет иметь более короткое шасси и, соответственно, более легкое при сохранении одинакового узла касания хвостовой пятой (if any :)) или, при одинаковой с «сосиской» высоте шасси позволяет улучшить ВПХ1 за счет бОльшего угла отрыва. Это два.

SVB пишет: Почему тогда не сделать SSJ-130 бочонком с 6 креслами в ряд? Кажется и ВПХ можно сделать лучше, и весовая отдача больше (меньше вес конструкции на пассажира)?

Инженер2010: Вопрос конечно, к компоновщикам, но насколько я знаю, для машин размерностью 80-130 мест, наиболее оптимальным является сечение 3+2. А для машин 150 и более мест - уже 3+3. Думаю, что Коваленко, в состоянии более предметно ответить на такую тему.

APZ пишет: Как справедливо отметил ув. Е.К., на дозвуке решающий вклад в сопротивление вносит омываемая поверхность (во что почему-то большинство не верит, и упорно визжит "Мидель! Мидель!!!" :)).

Но это справедливо "в разумных пределах" - иначе самолеты были бы шарообразными. :) Влияние удлинения фюзеляжа на его сопротивление никто не отменял. "Бочонок" был на Ту-334 - хотели унификации по диаметру ф-жа с Ту-204. Но на аэродинамику это повлияло не лучшим образом. Схема 3+3, как я понимаю, "начинает играть" с вместимости 180-200 пасс.

16 Jul 2012 14:18 (опубликовано: skydiver000)


Если вам понравилась статья, не забудьте поставить "+"

рейтинг: +8+x

Facebook vk16.png twitter_icon.png livejournal.gif mailru-share-16.png ok-logo.png

Добавить новый комментарий
fancy-divider.gif

Статьи и новости по тегу sam-146

fancy-divider.gif

Читайте далее

  • Обсуждение темпов выпуска и композитов - О темпах выпуска Barbudos писал: Удивляет что? То, что Боинг имеет мощностя такие, что может выделить из своих многотысячных заказов 50 новых 737-х для России только за 4 (!) года. На фоне того, что мы слепили за 4-5 лет всего 28 Суперджетов...… (+20)
  • Сравнение CSeries 100 и SSJ100 - V_teme писал: CS100 даже в текущем (бумажно-идеальном) виде никакой не конкурент RRJ95B. Разница в MTOW составляет 12,271 кг при разнице в паксовместимости в стандартной конфигурации всего в 12 паксов (1,224 кг). Расчетная дальность CS100 с MTOW при...… (+19)
  • Сравнение цены двигателя SaM-146 с конкурентами - Цена двигателя SaM-146 равна $2,7 млн (в 2010-м году). Цифры из ежеквартального отчёта ГСС (страница 79, сверху): Дата совершения сделки: 29.04.2010 Вид и предмет сделки: Заказ № PO/340-RRJ-PJк Рамочному договору Поставки № DDC-RRJ-SCA-PJ-026 от...… (+11)
  • Обсуждение количества инцидентов - На одном форуме произошел небольшой спор о большом количестве инцидентов с Суперджетом. Цитаты: вовчек: за 2012 год 24 инцидента c SSJ. Соотнесите эти цифры с налетом парка, а так же с заявлениями должностных лиц разного ранга о том что для...… (+11)
  • Сравнение самолетов в сегменте 100-149 мест | 10.08.2012 - Статья не закончена: Требуется вычитка и оформление (проверьте перевод) Требуется свести все данные из картикнок в одну удобную таблицу. Ну или большинство данных. Исследование, опубликованое изданием AirInsight, утверждает, что рынок самолетов...… (+11)
page 1 of 512345next »
fancy-divider.gif

Случайные статьи

  • Беспроводной рекордер быстрого доступа - СвернутьРаскрыть Содержание Общее описание Основные характеристики рекордера Лицевая панель рекордера Антенна Функциональное описание Режим записи Режим беспроводной передачи Запуск Сжатие Шифрование Передача файлов Отказобезопасность Общее описание Беспроводной рекордер быстрого доступа –...… (+5)
  • Что такое "ответчики скорости" или ADS-B - Почему Ан-148 летающие в России не показывают свою скорость? У них ответчик скорости или отключен (не работает или не установлен) Иэх. Таки надо быть осторожным тов. sys :( Flightradar24 для слежения и получения информации о воздушных судах использует технологию ADS-B. Схема работы ADS-B Самолёт,...… (+1)
  • Сравнение самолетов в сегменте 100-149 мест | 10.08.2012 - Статья не закончена: Требуется вычитка и оформление (проверьте перевод) Требуется свести все данные из картикнок в одну удобную таблицу. Ну или большинство данных. Исследование, опубликованое изданием AirInsight, утверждает, что рынок самолетов на 100-149 мест, на который часто клевещут, вполне...… (+11)

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

Пока не указано иное, содержимое этой страницы распространяется по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License