Реферат: КАИ-20 Ангара

Разработчик: КАИ , Корчагин Страна: СССР Первый полет: Тип: Многоцелевой самолет-амфибия Самолет КАИ-20 «Ангара» представлял собой одно-лодочный цельнометаллический высокоплан-амфибию без двигательной схемы с толкающим винтом. Самолет специально создавался для эксплуатации в районах Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока. Кроме того, «Ангара» вполне могла бы эффективно использоваться в течение всего года во всех остальных районах страны. Высокое расположение крыла, отсутствие мотогондол, неискаженность набегающего на крыло потока работающих винтов позволяли наиболее полно использовать свойства профиля крыла, получать наименьшее вредное влияние лодки на крыло самолета. Плавные обводы носовой части лодки с брызгоотражателями выполняли роль аэродинамических гребней, а заборники ТВД располагались непосредственно за максимальной толщиной профиля. Все это тоже в значительной степени уменьшало вредное влияние лодки на крыло. Еще одной особенностью «Ангары» являлась схема шасси с рычажной подвеской, при которой амортизаторы и подъемники объединены в один агрегат внутри лодки. Размещение двух малогабаритных двигателей в специальном отсеке лодки делало действительно возможным доступ ко всем жизненно важным системам самолета в полете, значительно упрощало обслуживание, особенно в холодное время года, как в условиях оборудованной стоянки, так и в полевых условиях и даже на плаву. Подобная компоновка значительно улучшала работу двигателей на воде, совершенно исключала опасность поражения пассажиров и экипажа при разрушении турбин, компрессоров и винта, уменьшала шум и вибрацию в пассажирской кабине. При помощи «Ангары» можно было бы перевозить грузы и пассажиров на местных воздушных линиях и подъездных путях к главным воздушным магистралям. Кроме того, самолет мог также применяться как лесопатрульный, рыборазведчик, в санитарном, геологическом варианте и для многих других целей. В вооруженных силах его предполагалось использовать для связи, патрулирования прибрежных вод, перевозки раненых, а также спецподразделений типа «коммандос» численностью до стрелкового подразделения с полным комплектом боевого снаряжения. ЛОДКА САМОЛЕТА Лодка самолета двухреданная с заостренным в плане вторым реданом, что обеспечивает устойчивый бег при глиссировании на двух реданах и снижает аэродинамическое сопротивление самолета в полете. Все основные размеры лодки и гидродинамические обводы выполнены по рекомендации ЦАГИ с использованием материалов по испытаниям моделей и натурных самолетов ОКБ Г.М.Бериева. По длине лодка разбита на пять водонепроницаемых отсеков, разделенных между собой герметичными переборками. В первом отсеке размещаются пилотская кабина и радиооборудование самолета. Во втором - пассажирская кабина на 10 мест в варианте «люкс» или на 16 мест в грузопассажирском варианте. Входная дверь с правой стороны. По левому борту кабины расположены четыре двойных кресла, по правому - два одиночных. Длина кабины 3322 мм, высота по проходу 1720 мм, ширина 1800 мм. Нижний обрез двери поднят над водой на 600 мм. На месте второго иллюминатора по левому борту расположен аварийный люк. В третьем отсеке лодки расположены второй багажник, туалет и двигательный отсек. Вход в него из пассажирской кабины осуществляется через герметичную дверь в переборке, в которой на случай затопления отсека на полволны выше ватерлинии затопления сделан аварийный люк. Пусковая панель и пульт запуска, коммутационная аппаратура и преобразователи размещены на этажерке по правому борту лодки. Все остальные агрегаты - по левому борту. Зарядные штуцеры и штепсельные разъемы наземных агрегатов расположены по левому борту лодки. Доступ к ним осуществляется через люк с иллюминатором. В четвертом отсеке лодки размещается третий багажник для грузов и почты. Загрузка производится через грузовой люк на левом борту лодки. В пятом отсеке размещается ниша хвостового колеса. Якорь с лебедкой находится в передней части первого отсека. Плавучие якоря с тросами, легость с кошкой, сигнальные буи, багры расположены в контейнере в пилотской кабине за местом второго пилота. Для удобства швартовки и других работ на воде фонарь пилотской кабины сделан откидывающимся назад. Откидывание фонаря производится двумя гидравлическими подъемниками. КРЫЛО Для крыла самолета КАИ-20 «Ангара» выбран профиль серии NACA-66-2-215 с толщиной у корня и на конце 15%. Крыло самолета цельнометаллическое, типа полумонокок. Продольный набор состоит из двух слабых лонжеронов и сильного набора стрингеров двутаврового сечения, расположенных на участке между лонжеронами. Поперечный набор составляют балочные нервюры, имеющие технологический разъем по хорде. На участке между 1-й и 6-й нервюрами, ограниченном носком крыла и вторым лонжероном, расположен заливной топливный отсек крыла. Задняя часть крыла съемная. По ней проходят проводки управления элеронами и закрылками. Там же находится электропроводка и топливная труба от поплавка к топливному отсеку крыла. На правом крыле между 14-й и 15-й нервюрами размещается датчик гироиндукционного компаса. В съемной законцовке крыла расположены БАНО. Механизацию крыла составляют закрылки типа ЦАГИ. Размах закрылков 12 м, относительная хорда закрылков 30%. Отклонение на посадке 60°, на взлете 45°. Двухщелевые закрылки не имеют аэродинамических вырезов по размаху. На 21-й нервюре крепится стойка поплавка. Принятая механизация обеспечивает посадочную скорость самолета с выгоревшим горючим 100 км/ч. Благодаря отсутствию силовых установок на крыле конструкция его чистая и технологичная. ПОДКРЫЛЬНЫЕ ПОПЛАВКИ Органами поперечной остойчивости самолета являются подкрыльные неубирающиеся поплавки, расположенные на 75% полуразмаха крыла. Водоизмещение каждого поплавка составляет 0,37 тонны. Подкрыльные поплавки самолета одновременно служат дополнительными емкостями топлива, в которых можно разместить примерно 600 кг керосина. С основными крыльевыми топливными баками поплавки соединены жесткими трубопроводами. В поплавках и заливных отсеках крыла установлены подкачивающие насосы. В целях повышения технологичности поплавок самолета клепается из двух половин с разъемом по плоскости симметрии. ХВОСТОВОЕ ОПЕРЕНИЕ Компоновка хвостового оперения самолета подчинена требованию наиболее рационального размещения трансмиссии и хвостового редуктора силовой установки. Стабилизатор с рулями высоты крепится к килю на середине его высоты, в месте установки хвостового редуктора и винта. Брызгоотражатели, являющиеся одновременно аэродинамическими гребнями, располагаются на фюзеляже, сразу под рулем поворота и служат для предотвращения попадания брызг в двигатель и на винт при взлете и на посадке. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА Силовая установка «Ангары» оригинальной схемы. Она состоит из двух спаренных двигателей ТВД-10 мощностью 750 л.с. каждый, трехлопастного толкающего винта и трансмиссии с хвостовым угловым редуктором. Двигатели были заимствованы В. А. Корчагиным с вертолета Ми-2, серийный выпуск которого начинался в те годы. Они вполне могли быть применены на самолете после незначительных доработок, упрощавших вторую ступень главного редуктора, снятия агрегата охлаждения подкапотного пространства и перекомпоновки коробки приводов самолетных двигательных агрегатов. Спаренная двигательная установка с главным редуктором размещается в верхней части лодки за вторым лонжероном центроплана. Оси двигателей располагаются под углом в 5° к оси фюзеляжа. Двигатели закрываются съемными капотами, которые выступают за контур лодки. Длина входной части заборника составляет 570 мм с искривлением оси канала на 5° у входа в двигатель. Охлаждение двигателей и главного редуктора осуществляется встречным воздухом в сочетании с использованием эффекта эжекции выхлопной струи. Охлаждение хвостового редуктора производится набегающим потоком воздуха, для чего картер редуктора имеет ребра, а капоты редуктора образуют канал для протока воздуха. Трансмиссия силовой установки состоит из двух валов, соединенных между собой карданом, и хвостового редуктора, установленного в кресте оперения. Двигательный отсек отделен от бытовых помещений звуконепроницаемой переборкой с дверью. В отсеке расположены: 1. Коробка приводов двигательных и самолетных агрегатов, спускающаяся в отсек сверху через герметичный люк в потолке отсека. На двигателях остаются только стартеры-генераторы и пусковые форсунки. 2. Пусковая панель и пульт с необходимыми приборами для запуска двигателя и опробования его на земле или на воде. 3. Коммутационная аппаратура электросети. 4. Преобразователи и умформеры системы радиооборудования самолета. 5. Все основные агрегаты гидро- и пневмосистем самолета. 6. Основные агрегаты и механизмы системы управления самолетом. Сюда входят: электромеханизмы и синхронизирующее устройство механизма выпуска закрылков, а также регулировочные звенья проводки управления рулями. 7. Спиртовой бачок и насос антифриза. ШАССИ Шасси самолета - убирающееся, нормальной двухколесной схемы. Основные опоры снабжены двухколесными тележками - тандем. Размер колес 650х200 мм. Основные опоры убираются по полету вдоль бортов в специальные обтекатели. Хвостовое колесо размером 400х150 мм убирается частично в специальную нишу в пятом отсеке лодки. Компоновка шасси выполнена таким образом, что наиболее уязвимые агрегаты - амортизаторы и подъемники размещаются внутри лодки и совершенно не подвергаются непосредственному воздействию морской воды, льда и песка. Амортизаторы и подъемники выполнены в одном агрегате. Такое расположение их внутри лодки обеспечивает проведение осмотра и большей части регламентных работ по шасси в любых метеоусловиях и на плаву. Двухколесные качающиеся тележки-тандемы обеспечивают самолету хорошую проходимость по сырому грунту: наличие двух колес уменьшает давление на грунт, а их расположение в тандем обеспечивает меньшее сопротивление при передвижении по земле. ОБОРУДОВАНИЕ САМОЛЕТА Оборудование самолета состоит из аэронавигационного, морского и бытового. Помимо нормального аэронавигационного оборудования самолет КАИ-20 «Ангара» имеет оборудование слепой посадки системы ОСП-48, в которую входят радиовысотомер малых высот РВ-2, радиокомпас АРК-5 или АРК-9 и маркерный приемопередатчик МРП-48П. Самолет имеет командную радиостанцию типа РСИУ-3М или Р-860Г и гироиндукционный компас ГИК-1. На самолете предусмотрена установка астрокомпаса АК-53П. В специальных вариантах самолет может быть оборудован радиостанцией двухсторонней связи. Морское оборудование самолета составляет: донный якорь с лебедкой, два плавучих якоря, легость с кошкой, багор нетонущий, бросательный конец, три связки разноцветных сигнальных буев (по три в каждой), переносная помпа для откачки воды. Для самолетов, совершающих специальные рейсы, кроме того, предусмотрено место для размещения шести спасательных поясов и двух спасательных надувных резиновых лодок типа ЛАС-3. СПЕЦИАЛИСТ ШИРОКОГО ПРОФИЛЯ Еще на стадии разработки эскизного проекта Корчагин предусмотрел несколько вариантов компоновок «Ангары», что позволило бы использовать летающую лодку в самых различных областях народного хозяйства. Самолет легко можно было трансформировать из одного варианта в другой. Были проработаны следующие варианты: пассажирский, грузопассажирский, военно-транспортный, санитарный, патрульный, причем все они были приспособлены для работы в полярных условиях. ПАССАЖИРСКИЙ ВАРИАНТ Салон пассажирского варианта разряда «люкс» рассчитан на десять человек. Как упоминалось выше, по левому борту устанавливались четыре двойных кресла, по правому - два одиночных. Салон имел систему принудительной вентиляции и отопления, а также звукоизоляцию. По желанию заказчика самолет легко переоборудуется в «деловой вариант» на четыре - шесть мест с повышенным уровнем комфорта. Удобства, предусмотренные для пассажиров в салоне «Ангары», были ничуть не хуже (а кое в чем даже лучше), чем в салонах реактивных лайнеров. ГРУЗОПАССАЖИРСКИЙ ВАРИАНТ В этом варианте все пассажирские кресла демонтируются и на их место в салоне устанавливаются откидывающиеся скамейки на восемь мест по каждому борту. В районе двери часть скамьи выполнена откидывающейся в виде подножки. Пол в грузопассажирском варианте не отличается от пола основного варианта. Алюминиевые панели пола предохраняются от повреждения грузами фанерными листами. Для швартовки грузов в кабине используются узлы крепления пассажирских кресел. Размер двери такой же, как и в пассажирском варианте. ВОЕННО-ТРАНСПОРТНЫЙ ВАРИАНТ В военно-транспортном варианте самолет «Ангара» отличался от грузопассажирского только наличием специального оборудования. САНИТАРНЫЙ ВАРИАНТ В санитарном варианте в задней части кабины, непосредственно за входной дверью, по обоим бортам кабины размещаются два яруса стандартных санитарных носилок. Верхняя пара носилок ставится в специальные ложементы. По левому борту впереди нижних носилок расположены два кресла для сидячих больных. По правому борту перед дверью оборудовано место сопровождающего врача и аптечка. Во втором багажнике размещены кислородные баллоны и необходимый инвентарь для ухода за больными в полете. ПАТРУЛЬНЫЙ ВАРИАНТ Этот вариант разрабатывался как противолодочный и патрульный самолет для обеспечения охраны морских границ. Патрульный вариант несколько отличался от основного формами вертикального оперения и брызгоотражателей. «Ангара» имела на вооружении гидробуи, на внешней подвеске под крыло могли крепиться две торпеды или бомбы различного калибра. Другие варианты на стадии данного эскизного проекта не прорабатывались. Кроме того, был создан проект многоцелевого самолета-амфибии «Ямал» и «Ямал-2» в 1988-1993 гг. на основе концепции проекта самолета «Ангара». Летно-технические характеристики Модификация КАИ-20 Размах крыла, м 20 .0 0 Длина самолета,м 15 . 30 Высота самолета,м 5 .5 5 Площадь крыла,м2 42 . 50 Масса, кг пустого самолета 3226 нормальная взлетная 6275 Тип двигателя 2 ГТ Д ТВД-10 Мощность, л.с. 2 х 750 Максимальная скорость, км/ч 570 Крейсерская скорость, км/ч 500 Практическая дальность, км 2100 Практический потолок, м 12000 Экипаж, чел 2 Полезная нагрузка : до 16 человек или 1414 кг груза