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 01.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

  • Bombardier: Начало эксплуатации CSeries откладывается - 16 января 2014 года фирма Bombardier выпустила пресс-релиз, согласно которому работа идёт успешно, и начальный период испытаний подтвердил ожидания компании. Однако стало ясно, что испытания займут больше времени, чем ранее планировалось....… (+10)
  • SSJ-Emb-CRJ - There is the English version of this article с другой стороны было бы интересно услышать Ваше мнение о преимуществах SSJ над другими самолетами-аналогами, над тем же Ембраером, Бомбардье (с Ан-148 лучше не сравнивать, вот появится серийный Ан-158...… (+10)
  • Ту-204 против Айрбас-321 - Ту-204 vs. Конкуренция Чтобы сравнить конкурентоспособность Ту-204, возьмём как конкурента самый распостранённый, на данный момент, вариант: А321-200. Ту-204 будем рассматривать в варианте -100. Про остальные варианты будет пара слов потом, как и про...… (+10)
  • ARJ21 - Один из конкурентов Суперджета, китайский проект ARJ-21 начал свою жизнь в марте 2002 года. Контролируемый государством консорциум ACAC считает этот проект ключевым, частью китайской десятой пятилетки История создания Китайские конструкторы взяли...… (+9)
  • Характеристики SSJ - Sukhoi Superjet 100 (сокр. SSJ 100, сертификационное название семейства самолётов RRJ — Russian Regional Jet) — российский ближнемагистральный пассажирский самолёт, разработанный компанией «Гражданские самолёты Сухого». Семейство самолётов Sukhoi...… (+7)
  • Обсуждение схем низкоплана и высокоплана - А что по поводу компоновок высокоплан / низкоплан? Высокоплан Низкоплан Достоинство высокоплана одно низкорасположенный фюзеляж сильно облегчает загрузку. Особенно тем, кто может заехать своим ходом :) Выше двигатели, снижается вероятность...… (+7)
fancy-divider.gif

Случайные статьи

  • Полный список аэродромов и их способность принимать Суперджет, Ан-148 и Ту-334 - Оригинал таблицы находится здесь Способность аэродрома принимать воздушное судно определяется не только длиной и шириной ВПП, но и несущей способностью её покрытия. Возможность эксплуатации самолёта на аэродромах определяется сопоставлением классификационного числа воздушного судна (ACN) с...… (+7)
  • Испытания в условиях высокогорья - Базовые испытания, для внесения данных в сертификат типа, проводились в 2 этапа, в г. Гюмри (аэродром Ширак ), республика Армения (информация из Википедии о г. Гюмри): 1) самолет №95003 - в период с 10 по 21 сентября 2009 г. (пресс-релиз ЗАО ГСС от 10.09.2009 г.) 2) самолет №95004 - в период с 7 по...… (+3)
  • Переделка бортов? - Про вес самолётов Инженер2010 писал: Хочу слегка разбавить море сего негатива. Всё обстоит намного лучше, чем многим бы хотелось. Официальная цифра в 27 400 кг веса снаряженного самолёта, приводившаяся ранее С. Ивановым, является правдивой. Именно так – доработанный самолёт, в базовой...… (+6)

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