Текст книги "Самолёт DA 40 NG «Tundra». Особенности конструкции и лётной эксплуатации"

Самолёт DA 40 NG «Tundra»
Особенности конструкции и лётной эксплуатации
Владимир Митрофанович Корнеев

© Владимир Митрофанович Корнеев, 2016

ISBN 978-5-4483-2613-4

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Общая характеристика и основные данные самолета

Изготовителем самолета DA 40 NG «Tundra» является австрийская компания Diamond Aircraft Industries.

Самолет конструктивно выполнен в виде четырехместного однодвигательного моноплана с низкорасположенным свободнонесущим крылом и Т-образным хвостовым оперением. Самолет изготовлен из композиционных материалов на основе пластмассы, армированной волокном, что позволило обеспечить одновременно прочность и малый вес конструкции.

Фюзеляж самолета представляет собой полумонокок и состоит из обшивки, шпангоутов и элементов жесткости, выполненных из армированной стекловолокном пластмассы. Фюзеляж склеивается из левой и правой половин обшивки. Киль состоит из двух половин обшивки, выполненных из стеклопластика, которые конструктивно изготавливаются с двумя половинками обшивки фюзеляжа.

Свободнонесущее крыло выполнено в виде полумонокока. Отъемные части крыла крепятся к центроплану. В хвостовой части крыла установлены закрылки с электроприводом и элероны.

Стабилизатор выполнен в виде полумонокока. На задней кромке установлен руль высоты с триммером.

Фонарь кабины выполнен цельным и имеет панорамное остекление большой площади, что обеспечивает хорошую круговую обзорность из кабины. Одновременно фонарь кабины выполняет функцию двери для пилотов.

Доступ на задние места осуществляется через заднюю пассажирскую дверь, расположенную с левой стороны самолета.

Стойки основных опор шасси крепятся к центроплану. Носовая опора шасси крепится к носовой части фюзеляжа. На каждом колесе основной опоры шасси с внутренней стороны установлен дисковый тормоз с гидравлическим приводом.

Для основного управления самолетом используются элероны, руль высоты (РВ) и руль направления (РН). Самолет оснащен двумя ручками управления самолетом (РУС) и двумя педалями управления рулем направления, при помощи которых обеспечивается управление основными органами управления. Привод элеронов и руля высоты осуществляется жесткие тяги управления. Привод руля направления осуществляется через тросовую проводку.

Для вспомогательного управления самолетом используются закрылки. Управление закрылками осуществляется при помощи электродвигателя.

На самолете установлен дизельный двигатель Austro Engine E4-A, который представляет собой рядный четырехцилиндровый четырехтактный двигатель с жидкостным охлаждением. Привод воздушного винта осуществляется через встроенный редуктор, оснащенный демпфером крутильных колебаний. Для управления всеми элементами двигателя используется электронный блок управления двигателем (ECU).

В отъемных частях крыла самолета между лонжеронами установлены алюминиевые топливные баки.

Основные геометрические размеры

Размах крыла – 11,63 м

Длина самолета – 8,06 м

Высота самолета – 1,97 м

Площадь крыла – 13,244 м²

Средняя аэродинамическая хорда (САХ) – 1,171 м

Удлинение крыла – 10,223

Поперечное V – 5^о

Стреловидность по передней кромке – 1^о

База шасси – 1,85 м

Колея шасси – 2,97 м

Примечание: Малая база шасси приводит к продольному раскачиванию самолета при пробежке на земле.

Основные массовые данные

Максимальная взлётная масса – 1280 кг

Максимальная рулёжная масса – 1284 кг

Максимальная посадочная масса – 1280 кг

Минимальная полётная масса – 940 кг

Минимальная масса пустого самолёта – 900 кг

Максимальная загрузка стандартного багажника – 30 кг

Максимальная загрузка дополнительного багажника – 18 кг

Максимальная общая загрузка обоих багажников – 45 кг

Практический потолок составляет 5000 м (16400 футов).

При полетах в странах СНГ на высоте более 3600 м (11811 футов) экипаж обязан пользоваться кислородным оборудованием. Продолжительность полета на высоте 3000 м (9843 фута) до 3600 м (11811 футов) без использования экипажем кислородного оборудования не должна превышать 30 минут.

Если продолжительность полета на высоте более 3000 м (9842 фута) превышает 30 минут, по крайней мере один пассажир должен быть обеспечен кислородом.

При эксплуатации в странах СНГ эксплуатация самолета разрешается только при температуре наземного приземного воздуха от -35°С до +45°С и только в том случае, если продолжительность стоянки самолета при температуре ниже -20°С не превышала 5 часов.

Планер самолета

Фюзеляж

Фюзеляж самолета представляет собой полумонокок. Обшивка фюзеляжа состоит из двух половин, выполненных из стеклопластика. Прочность и жесткость фюзеляжа обеспечиваются шпангоутами и стенками шпангоутов из стеклопластика.

Обшивка фюзеляжа состоит из нескольких слоев стеклоткани. На некоторых участках количество слоев стеклоткани по сравнению с остальными участками увеличено, что позволяет обеспечить дополнительную прочность и жесткость в местах, где это необходимо. Кроме того, при необходимости применяются вставки из жесткого пеноматериала, также придающие конструкции дополнительную жесткость.

Шпангоуты и стенки шпангоутов также выполнены из множества слоев стеклоткани. На некоторых участках для повышения прочности количество слоев увеличено. Кроме того, некоторые элементы конструкции имеют жесткие вставки из стеклопластика для крепления кронштейнов и других элементов.

Все основные элементы конструкции выполнены в виде жестких формованных деталей из стеклопластика. Каждый формованный элемент состоит из множества слоев стеклоткани, которые соединяются друг с другом клеевым швом. В некоторых элементах дополнительно имеются слои углеткани, что позволяет обеспечить прочность и жесткость конструкции.

Большинство элементов имеют жесткие вставки из стеклопластика, придающие дополнительную прочность и жесткость для установки других элементов, например, кронштейнов крепления органов управления.

Элементы соединяются друг с другом при помощи клеящей пасты (смолы с наполнителем). Большинство элементов фюзеляжа также приклеиваются к обшивке фюзеляжа.

К обшивке фюзеляжа приклеено множество мелких элементов, включая следующие: воздуховоды подачи и отвода воздуха, кабелепроводы для электропроводов и кабелей антенн и прямоугольные профили для трубопроводов топливной системы.

Примечание: Указанные выше «профили» ошибочно названы цилиндрическими, хотя в действительности они имеют прямоугольное сечение.

С передней стороны фюзеляж замыкают верхний и нижний полушпангоуты и противопожарная перегородка, на которых имеются узлы крепления моторной рамы и отверстия для элементов различных систем, которые присоединяются к двигателю.

Противопожарная перегородка представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. К передней поверхности противопожарной перегородки специальным клеем приклеено огнестойкое керамическое покрытие. Тем же клеем к передней поверхности этого покрытия приклеен лист из нержавеющей стали. Лист из нержавеющей стали и огнестойкое покрытие дополнительно крепятся к панели из стеклопластика элементами систем, которые проходят сквозь противопожарную перегородку.

К внутреннему нижнему слою обшивки фюзеляжа сзади от противопожарной перегородки приклеен прямоугольный профиль для придания дополнительной прочности и жесткости носовой части фюзеляжа. К профилю крепятся носовая опора шасси и профили для топливных трубопроводов.

Панель пола представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Панель приклеена к внутреннему нижнему слою обшивки фюзеляжа и противопожарной перегородке и располагается поверх прямоугольного профиля. Центральная часть панели пола образует центральный пульт.

Задняя часть панели пола служит передней точкой опоры кресел пилотов. Кроме того, к ней крепятся передней частью опорные кронштейны ручек управления самолетом.

Примечание: Центроплан крыла и киль, который является частью хвостового оперения самолета, не совсем корректно относить к фюзеляжу. То обстоятельство, что центроплан приклеивается к фюзеляжу, а киль изготавливается как единое целое с половинками фюзеляжа, не должно приводить к отступлениям от общепринятой терминологии по структуре планера самолета.

Дуга безопасности представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Для придания дополнительной прочности и жесткости дуга укреплена лентой из углеткани [1]. Дуга безопасности приклеена к внутренней поверхности обшивки фюзеляжа, а также по периметру к каркасу фонаря, остеклению и раме пассажирской двери.

Шпангоут крепления багажного отсека представляет собой жесткую формованную деталь из стеклопластика. Он замыкает кабину сзади и служит элементом опоры чашки заднего пассажирского кресла. Шпангоут приклеен к внутреннему слою обшивки фюзеляжа и нижней обшивке центроплана.

В нижней части шпангоута имеются отверстия для тросов управления рулем направления и триммером руля высоты, а также направляющая для тяги управления рулем высоты.

В хвостовой части фюзеляжа установлены силовые кольцевые шпангоуты 1, 2 и 3 представляющие собой жесткие формованные детали из стеклопластика. Они приклеены к половинкам обшивки фюзеляжа.

На самолете применяются два типа дверей: фонарь кабины и пассажирская дверь.

Фонарь кабины представляет собой формованный элемент из углепластика и состоит из внутреннего и внешнего каркасов, которые соединяются друг с другом клеевым швом. На фонаре установлено цельное остекление из акрилового стекла. По бокам фонаря расположены форточки, которые можно открывать для дополнительной вентиляции.

Фонарь кабины в передней части крепится к каркасу из стальных труб. Каркас крепится к двум узлам навески, установленным с задней стороны противопожарной перегородки. Для открытия фонарь сдвигается вверх и вперед. В открытом положении фонарь удерживается газовым упором.

С левой стороны фонаря расположена ручка, приводящая в действие два стопорных болта. Внутренняя и наружная ручки имеют красный цвет. В нижних задних углах фонаря расположены стопорные болты.

Ручка состоит из двух частей: внутренней ручки с двойным рычагом и внешней ручки красного цвета.

При отводе ручки фонаря от каркаса фонаря происходит следующее:

– двойной рычаг поворачивается и тянет за собой тягу и трос;

– тяга тянет левый стопорный болт вперед.

Трос тянет правый стопорный болт вперед. При движении стопорного болта вперед срабатывает микровыключатель сигнализации открытого положения дверей, расположенный в обшивке фюзеляжа с правой стороны.

После этого фонарь можно открыть, сдвинув его вверх и вперед.

При фонаре в полностью закрытом положении нажать на ручку в направлении каркаса фонаря. При этом стопорные болты входят в отверстия ответной части в фюзеляже. Ручка фиксируется в закрытом положении пружинным механизмом. Правый стопорный болт приводит в действие микровыключатель световой сигнализации DOORS открытого фонаря на основном пилотажном индикаторе. Когда ручка утоплена в каркас фонаря, фонарь заперт. Чтобы убедиться, что фонарь заперт, следует нажать вверх на заднюю часть каркаса фонаря.

В положении фонаря «Зазор для охлаждения» стопорные болты вводятся в верхние отверстия в раме фонаря, оставляя зазор под фонарем.

Фонарь может быть закрыт ключом механизма блокировки расположенного рядом с наружной ручкой фонаря путем поворота ключа по часовой стрелке. Закрытый и заблокированный фонарь может быть открыт внутренней ручкой открытия фонаря.

Положение «Зазор для охлаждения» разрешается использовать только на земле. Перед взлетом фонарь должен быть полностью закрыт и зафиксирован, но не на ключ.

Нельзя запирать фонарь на ключ перед полетом, чтобы обеспечить экстренную эвакуацию из самолета.

Если взлет был случайно выполнен с фонарем в положении «Зазор для охлаждения», запрещается закрывать фонарь в полете. Необходимо посадить самолет и закрыть фонарь на земле.

Пассажирская дверь включает в себя раму из углепластика и остекление из акрилового стекла.

Дверь крепится к двум узлам навески, расположенным в верхней части фюзеляжа, рядом с его осевой линией. К кронштейну с задней стороны двери и к фюзеляжу крепится газовый упор, удерживающий дверь в открытом положении.

В аварийной ситуации передний узел навески можно снять изнутри кабины. После снятия переднего узла навески пассажирскую дверь можно принудительно открыть.

На двери расположена ручка, приводящая в действие два стопорных болта. Стопорные болты расположены в нижнем переднем и нижнем заднем углах двери.

Для предотвращения случайного поворота ручки предусмотрен предохранительный замок. Перед поворотом ручки изнутри пассажирского салона необходимо поднять ручку предохранительного замка. Перед поворотом ручки снаружи самолета необходимо нажать расположенную рядом с этой ручкой кнопку, разблокирующую внутренний предохранительный замок.

При отводе ручки фонаря от каркаса фонаря происходит следующее:

– двойной рычаг поворачивается и тянет за собой обе тяги;

– длинная тяга тянет задний стопорный болт вперед;

– короткая тяга тянет передний стопорный болт назад.

При движении назад передний стопорный болт приводит в действие микровыключатель сигнализатора на экране индикатора комплексной пилотажно-навигационной системы.

После этого дверь можно открыть, сдвинув ее вверх и наружу.

При двери в полностью закрытом положении нажать на ручку в направлении рамы двери. При этом стопорные болты входят в отверстия ответной части в фюзеляже. Передний стопорный болт приводит в действие микровыключатель сигнализации DOORS открытого положения дверей. Когда ручка утоплена в раму двери, дверь заперта. Чтобы убедиться, что дверь заперта, следует нажать наружу на низ рамы двери.

Дверь может быть закрыта механизмом блокировки рядом с внешней ручкой открывания двери путем поворота ключа по часовой стрелке. Закрытая и заблокированная дверь может быть открыта изнутри ручкой открытия двери.

Перед запуском двигателя дверь должна быть закрыта и зафиксирована, но не на ключ.

Нельзя запирать дверь на ключ перед полетом, чтобы обеспечить экстренную эвакуацию из самолета.

Для кратковременной стоянки самолета необходимо развернуть самолет против ветра.

Крыло

Крыло самолета включает в себя центроплан и отъемные части, выполненные в виде полумонокока.

В корневой части задней кромки каждого крыла установлен закрылок. В консольной части крыльев на задней кромке установлен элерон.

В центроплане располагаются узлы крепления крыльев и основных опор шасси. Центроплан имеет передний и задний лонжероны.

Примечание: Лонжероны центроплана ошибочно названы шпангоутами. Согласно авиационной терминологии шпангоуты являются частью фюзеляжа, а не крыла. Поэтому если центроплан – это часть крыла, то в крыле установлены лонжероны, а не шпангоуты.

Лонжероны представляют собой жесткие формованные детали из стеклопластика коробчатого сечения. На верхней и нижней частях шпангоута дополнительно имеются слои углеткани для придания ему дополнительной прочности и жесткости.

Монтажный кронштейн качалки управления приклеен к задней поверхности заднего лонжерона, в его центре.

К внешним концам лонжеронов приклеены передняя, средняя и задняя части внешней нервюры. Нервюры представляют собой жесткие формованные элементы из стеклопластика и образуют внешнюю поверхность корневой части крыла.

Нервюры крепления основных опор шасси приклеены к лонжеронам. На нервюрах крепления основных опор шасси имеются внешние узлы крепления стоек основных опор шасси.

В середине бортовой нервюры имеются внутренние узлы крепления стоек основных опор шасси. К передним частям бортовых нервюр и переднему лонжерону приклеены задние каналы прямоугольного профиля. В задних каналах проходят топливопроводы.

Жесткая нижняя обшивка из стеклопластика приклеена к нижней поверхности центроплана и образует нижнюю поверхность корневых частей крыльев и фюзеляжа. Жесткие верхние обшивки из стеклопластика приклеены к верхней внешней поверхности центроплана и образуют верхнюю поверхность корневых частей крыльев.

Каждая отъёмная часть крыла имеет два лонжерона I-образного сечения. Пояса лонжеронов выполнены из многослойной углеткани с однонаправленным расположением волокон. В состав силового набора крыла также входят нервюры и стенки, изготовленные из стеклопластика.

Обшивка закрылков и элеронов выполнена из углеткани и стеклоткани и промежуточного слоя жесткого пеноматериала.

С задней стороны крыло замыкается задней стенкой. С внешней стороны крыло замыкается концевой нервюрой. К обшивкам и концевой нервюре винтами крепится съемная законцовка из стеклопластика.

Элементы крыла соединяются друг с другом при помощи клеящей пасты (смолы с наполнителем).

На некоторых участках количество слоев ткани увеличено для придания конструкции дополнительной прочности. Например, дополнительные слои углеткани включены в конструкцию вокруг всех люков.

В нижней обшивке каждой отъемной части крыла имеется семь люков, которые используются для доступа к качалкам закрылка и элерона, а также топливным бакам. В верхней обшивке имеется отверстие для пробки заливной горловины топливного бака.

Пояса лонжеронов выполнены из многослойного углепластика с однонаправленным расположением волокон. Число слоев в поясах лонжеронов уменьшается в направлении от корня крыла к законцовке.

Каждый лонжерон имеет стенку, работающую на сдвиг, которая состоит из обшивок из стеклопластика и промежуточного слоя жесткого пеноматериала. Пояса лонжерона крепятся к стенке при помощи соединительных элементов из стеклоткани.

Внутренний конец каждого лонжерона (удлиненная часть) выходит за стыковочную нервюру отъемной части. Удлиненная часть лонжерона имеет коробчатое сечение и выполнена из множества слоев стеклоткани, которые обернуты вокруг поясов лонжерона. В удлиненную часть лонжерона вклеены две большие втулки для установки главных болтов крепления крыла к центроплану. Эти втулки и главные болты обеспечивают передачу изгибающих нагрузок от отъёмной части крыла на центроплан.

В каждой отъёмной части крыла имеется разрезная стыковочная нервюра, состоящая из трех частей. Каждая часть нервюры представляет собой формованный элемент из стеклопластика, выполненный из множества слоев стеклоткани. Передняя часть стыковочной нервюры приклеена к верхней и нижней обшивкам и передней поверхности переднего лонжерона и имеет отверстие для болта А [2]. Болт А обеспечивает передачу на центроплан вертикальных нагрузок.

Средняя часть стыковочной нервюры приклеена к верхней и нижней обшивкам, задней поверхности переднего лонжерона и передней поверхности заднего лонжерона. В средней части имеется большой люк овальной формы для демонтажа камер топливного бака.

Задняя часть стыковочной нервюры приклеена к верхней и нижней обшивкам, задней поверхности заднего лонжерона и задней стенке и имеет отверстие для болта В. Болт В обеспечивает передачу на центроплан вертикальных нагрузок. В задней части нервюры установлены направляющие ролики тяг управления закрылком и элероном.

Внутри отъёмных частей крыла имеется четыре нервюры для крепления топливного бака. Каждая нервюра представляет собой формованный элемент из стеклопластика и имеет большое овальное отверстие, по внутреннему контуру которого имеется полка для крепления бака. Эти нервюры приклеены к верхней и нижней обшивкам, задней поверхности переднего лонжерона и передней поверхности заднего лонжерона.

В отъёмных частях крыла имеется по одной нервюре крепления качалок закрылка и по одной нервюре крепления качалок элерона. Нервюры представляют собой формованные детали из стеклопластика. Каждая нервюра имеет изгиб с жесткой вставкой, придающей нервюре дополнительную прочность в месте крепления качалки управления. Нервюры приклеены к верхней и нижней обшивкам, задней поверхности заднего лонжерона и задней стенке.

Каждая отъёмная часть крыла имеет заднюю стенку, которая замыкает контур задней кромки крыла. Стенка приклеена к верхней и нижней обшивкам, задним поверхностям задней части корневой нервюры, нервюры крепления качалки закрылка и нервюры крепления качалки элерона. В местах крепления узлов навески закрылка и элерона число слоев материала задней стенки увеличено. К передней поверхности задней стенки в местах крепления узлов навески заклепками крепятся анкерные пластинчатые гайки.

Каждая отъёмная часть крыла имеет концевую нервюру. Консольная нервюра представляет собой формованную деталь, изготовленную из стеклопластика. На консольной нервюре расположены восемь анкерных гаек крепления законцовки крыла, а также резьбовой узел крепления швартовочного кольца.

Законцовки крыла представляют собой формованный элемент из стеклопластика и состоит из верхней и нижней обшивок. На законцовке установлены внешние огни.

Каждый закрылок состоит из следующих элементов: обшивки, нервюр, кабанчиков (рычагов) управления закрылками, узлов навески закрылков.

Нижняя обшивка состоит из внутренней и внешней слоев, выполненных из стеклоткани. Во внешней части имеется также один слой углеткани. Части обшивки приклеены к промежуточному слою жесткого пеноматериала. Передняя кромка обшивки изгибается, образуя стенку, затем изгибается вперед, образуя обтекатель, закрывающий зазор между закрылком и крылом при выпущенном положении закрылка.

По передней кромке, торцам и на месте крепления кабанчика число слоев углеткани увеличено для придания конструкции дополнительной прочности и жесткости.

Верхняя обшивка состоит из внутренней и внешней слоев, выполненных из стеклоткани. Во внешней части имеется также один слой углеткани. Части обшивки приклеены к промежуточному слою жесткого пеноматериала. Верхняя обшивка приклеена к нижней обшивке и внутренней концевой нервюре.

Внутренняя нервюра представляет собой формованную деталь, изготовленную из углепластика. В нервюре имеются два отверстия с фланцевыми втулками. Во втулки устанавливаются передаточные штифты промежуточных рычагов системы управления закрылками.

Консольная нервюра закрылка приклеена к верхней и нижней обшивкам.

Кабанчик управления закрылка изготовлен из алюминиевого сплава и крепится к нижней поверхности закрылка тремя болтами. Кабанчик также выполняет функцию одного из узлов навески закрылка. Узел навески образуется двумя фланцевыми втулками, установленными в передней части кабанчика.

Каждый закрылок имеет пять узлов навески. Каждый узел навески крепится к передней кромке закрылка двумя болтами.

Каждый элерон состоит из следующих элементов: обшивки, кабанчиков управления элеронами, узлов навески элеронов, балансировочных грузов элеронов.

Нижняя обшивка состоит из внутренней и внешней слоев, выполненных из стеклоткани. Во внешней части обшивки дополнительно имеется слой углеткани, закрывающий большую часть обшивки с ее внутренней стороны. Части обшивки приклеены к промежуточному слою жесткого пеноматериала. Передняя кромка обшивки изгибается, образуя стенку, затем изгибается вперед, образуя обтекатель, закрывающий зазор между элероном и крылом при движении элерона вниз.

По передней кромке, торцам и на месте крепления кабанчика число слоев углеткани увеличено для придания конструкции дополнительной прочности и жесткости.

Верхняя обшивка состоит из внутренней и внешней слоев, выполненных из стеклоткани. Во внешней части обшивки дополнительно имеется слой углеткани, закрывающий большую часть обшивки с ее внутренней стороны. Части обшивки приклеены к промежуточному слою жесткого пеноматериала. Верхняя обшивка приклеена к нижней обшивке.

Кабанчик управления элерона изготовлен из алюминиевого сплава. Кабанчик крепится к нижней поверхности элерона тремя болтами. В передней кромке элерона предусмотрено небольшое отверстие для доступа к гайкам и шайбам крепления, расположенным с передней стороны. Кабанчик также выполняет функцию одного из узлов навески элерона.

Каждый элерон имеет три узла навески и кабанчик. Каждый узел навески крепится к передней кромке элерона двумя болтами. В каждом узле навески с его внутренней стороны установлена фланцевая втулка. Внешний конец узла навески закрыт пластмассовой заглушкой.

На внешнем конце каждого элерона имеется весовой компенсатор, выходящий за ось навески элерона и обеспечивающий уравновешивание элерона. Передняя кромка весового компенсатора изготовлена из тяжелого металла.

Примечание: Весовой компенсатор ошибочно называют роговым компенсатором. Хотя основное его назначение указано верно – это весовая балансировка элеронов для улучшения противофлаттерных характеристик крыла.