Техническая характеристика самолета ЯК-42

Пассажирский самолет Як-42 предназначен для эксплуатации на авиалиниях средней протяженности. На Як-42 установлены три экономичных малошумных двигателя. Автономный пуск двигателей, бортовой и хвостовой трапы для входа в салон дают возможность эксплуатировать самолет на малооборудованных аэродромах. В нижней части фюзеляжа, под полом, расположены два грузовых отсека для перевозки грузов, почты, и багажа в стандартных контейнерах, погрузка которых производится через наружные бортовые люки.

Разработка самолета Як-42 ОКБ Яковлева началась в конце 1972 года в связи с потребностью Аэрофлота в пассажирском самолете средней дальности, который мог бы заменить самолеты Ильюшина Ил-18 и Туполева Ту-134. В целях экономии времени в КБ решили разработать варианты самолета Як-40 с большей пассажировместимостью. Было изготовлено три опытных образца: первый со стреловидностью крыла 11 градусов, а два других со стреловидностью 23 градуса. Последний вариант и был выбран для серийных самолетов, получивших обозначение Як-42. Этот вариант также отличается от самолета Як-40 полностью стреловидным хвостовым оперением, спаренными колесами на каждой опоре шасси и, конечно, более мощными двигателями. Первый полет опытного самолета состоялся 7 марта 1975 г. Первые серийные экземпляры начали использоваться Аэрофлотом в конце 1980г. Они имели один пассажирский салон, вмещающий максимум 120 пассажиров. Существует альтернативный вариант, рассчитанный на 100 пассажиров.

Модификации самолета:

ЯК-42 - первая серийная модификация.
ЯК-42Д - модификация с увеличенным запасом топлива.
ЯК-42Е-ЛЛ - испытательный стенд для двигателей, демонстрировался в 1991г. на Парижском авиасалоне, оснащенный винтовентиляторным двигателем ЗМКБ Прогресс Д-236 по правому борту.
Як-42Ф - модификация для аэрофотосъемки, оснащен двумя большими подкрыльевыми контейнерами, в которых размещаются электрооптические датчики.
Як-42М - модернизированная версия ЯК-42Д.
Як-142 (Як-42А) - вариант самолета Як-42Д с более совершенным оборудованием, повышенным комфортом и меньшим уровнем шума.

Изготавливаются и предлагаются для реализации самолеты ЯК-42Д для обслуживания пассажиров по классу VIP. Пассажирская кабина варианта VIP имеет:

· Комнату отдыха пассажира, оборудованную поворотным креслом, двухместным диваном (трансформируется в спальное место), складным рабочим столом, гардеробом. Комната сообщается с индивидуальным туалетом.

· Салон заседаний, в котором размещены 4 поворотных (перемещаемых) кресла, стол для совещаний, 2 дивана на 7 мест. Салон оборудован спутниковой связью и видеосистемой.

· Салон 1-го класса, в котором установлены 4 двухместных блока кресел и 2 складных столика между ними.

· Салон сопровождающих лиц на 18 посадочных мест бизнес-класса.

На самолете устанавливается дополнительное буфетно-кухонное оборудование. Самолеты варианта VIP могут комплектоваться бортовым пилотажно-навигационным и радиотехническим оборудованием отечественного производства или оборудованием производства западных фирм.

Самолет ЯК-42 состоит из следующих основных частей

       1. Крыло - несущая поверхность, которая создает аэродинамическую подъемную силу, обеспечивающую полет самолета. Крыло принимает участие в обеспечении поперечной устойчивости и управляемости самолета. Крыло должно обладать высокой несущей способностью и минимальным аэродинамическим сопротивлением на основных режимах полета, иметь достаточную прочность и жесткость при наименьшей массе конструкции, а также хорошие технологические и эксплуатационные качества.

В полете, при взлете и посадке на крыло действуют следующие нагрузки:

· аэродинамические силы разряжения или избыточного давления, распределенные по поверхности крыла;

· массовые инерционные нагрузки от массы конструкции крыла, в том числе и его сила тяжести, распределенные по объему конструкции крыла;

· сосредоточенные нагрузки от инерционных сил и сил тяжести агрегатов и грузов, приложенных в узлах их крепления к крылу.

Все нагрузки, приложенные к крылу, уравновешиваются реакциями в узлах его крепления к фюзеляжу.
Основными элементами крыла являются: обшивка, лонжероны, продольные стенки, стрингеры, нервюры.

Конструкция крыла

1.1. Обшивка. Образует внешнюю поверхность крыла. На ЯК-42 используется металлическая обшивка из алюминиевых сплавов. Поверхность обшивки должна быть очень гладкой, допустимая шероховатость не более 5 мкм. С этой целью на обшивку наносится лакокрасочное покрытие с последующей полировкой.
Обшивка должна обеспечивать герметичность конструкции. Перетекание воздуха через щели в стыках обшивки увеличивает сопротивление крыла и ухудшает его аэродинамические качества.
Одна обшивка не может обеспечить необходимой прочности и жесткости крыла, поэтому ее изнутри приходится подкреплять каркасом, состоящим из продольного и поперечного набора. К продольному набору относятся лонжероны, продольные стенки и стрингеры. Поперечный набор состоит из нервюр.

1.2. Лонжероны представляют собой тонкостенные силовые балки, состоящие из поясов и связывающих их стенок. Силовые элементы лонжеронов изготавливаются из высокопрочных алюминиевых сплавов, сталей, титановых сплавов, КМ. При изгибе крыла пояса лонжерона работают на растяжение - сжатие, а стенка воспринимает касательные усилия. Для снижения массы конструкции материал поясов должен располагаться на наибольшем удалении от нейтральной оси сечения лонжерона.

1.3. Продольные стенки ставятся для увеличения жесткости крыла в вертикальном направлении. От лонжеронов стенки отличаются отсутствием силовых поясов. Слабые пояса в виде прессованных или гнутых уголков могут использоваться для удобства приклепывания к стенке обшивки.

1.4. Стрингеры используются для подкрепления обшивки. Конструктивно выполняются в виде гнутых или прессованных профилей различного сечения. Стрингеры крепятся к обшивке и к нервюрам.

1.5. Нервюры обеспечивают сохранение в полете заданной формы профиля и восприятие местной воздушной нагрузки крыла. Обычно нервюры разрезаются в местах пересечения с лонжеронами и продольными стенками и стыкуются с ними по всей высоте с помощью отбортовок или стоек.

На ЯК-42 используются нервюры, изготавливаемые штамповкой из листа. Края нервюр отгибаются для приклепывания к вертикальным стенкам и к обшивке. Избыточная прочность нервюры позволяет вырезать в ней отверстия облегчения. Для повышения устойчивости отверстия облегчения отбортовываются, а в стенке нервюры штампуются глухие канавки - зиги.
В местах приложения больших сосредоточенных нагрузок устанавливаются усиленные нервюры.

1.6. Органы управления на крыле. На концах крыла в хвостовой его части шарнирно подвешиваются элероны, которые обеспечивают управление и балансировку самолета по крену. Правый и левый элероны отклоняются в противоположные стороны и за счет разницы в подъемной силе крыльев создают момент крена.

1.7. Механизация крыла. Улучшение взлетно-посадочных характеристик самолета и, прежде всего, снижение его посадочной скорости и скорости отрыва на взлете обеспечивается применением средств механизации крыла. К этим средствам относятся устройства, позволяющие изменять несущую способность и сопротивление крыла. Они могут устанавливаться по передней кромке крыла - предкрылок, отклоняемый носок, по задней кромке - щитки, закрылки и на верхней поверхности крыла - тормозные интерцепторы (спойлеры).
Органы механизации перед посадкой отклоняются (и выдвигаются) на максимальные углы, обеспечивая прирост несущей способности крыла за счет увеличения кривизны профиля, некоторого увеличения площади крыла и за счет щелевого эффекта. Рост несущей способности крыла уменьшает посадочную скорость самолета. На взлете механизация отклоняется на меньшие углы, обеспечивая некоторое увеличение несущей способности при незначительном росте сопротивления, в результате чего сокращается длина разбега самолета. Тормозные спойлеры обычно отклоняются на пробеге, обеспечивая резкое падение подъемной силы крыла, что позволяет более интенсивно использовать тормоза колес и сокращать длину пробега. Спойлеры также используются в полете для уменьшения аэродинамического качества и увеличения угла планирования при снижении.

2. Фюзеляж самолета предназначен для размещения экипажа, оборудования и целевой нагрузки - пассажиров, грузов и т.п. Фюзеляж объединяет в единое целое все основные части самолета. На самолете ЯК-42 фюзеляж используется также для размещения двигателей, в фюзеляже размещается топливо, шасси.

Фюзеляж должен отвечать следующим основным требованиям:

· иметь минимальное лобовое сопротивление, включая сопротивление интерференции в сочленениях фюзеляжа с другими агрегатами самолета;

· обеспечить удобное размещение экипажа и требуемый обзор из кабины на всех режимах полета;

· обеспечить рациональную компоновку оборудования и грузов, а также полноценное использование внутренних объемов особенно в районе центра масс самолета;

· обеспечить удобство погрузки, швартовки, выгрузки грузов, входа и выхода экипажа, пассажиров, включая аварийное покидание самолета;

· иметь хороший доступ к агрегатам и проводкам оборудования с целью их осмотра и ремонта;

· иметь рациональную силовую схему, обеспечивающую уравновешивание всех нагрузок при минимальной массе конструкции;

· обеспечить необходимые жизненные условия экипажу и пассажирам на больших высотах полета.

Выполнение этих требований обеспечивается высокой плотностью компоновки грузов и оборудования, рациональной компоновкой кабин экипажа, грузовых и пассажирских кабин, удобным расположением входных, погрузочных дверей и люков, оптимизацией силовой схемы фюзеляжа, тепло - звукоизоляцией кабин и т.п.

В полете и при посадке на фюзеляж действуют следующие нагрузки:

· силы, передающиеся на фюзеляж от присоединенных к нему частей самолета - крыла, оперения, шасси, силовой установки и др.;

· массовые инерционные силы агрегатов, грузов, оборудования, расположенных в фюзеляже;

· инерционные силы от собственной массы конструкции фюзеляжа;

· аэродинамические силы, распределенные по поверхности фюзеляжа;

· силы избыточного давления в герметических кабинах, отсеках оборудования, каналах воздухозаборников.

Основные элементы фюзеляжа: лонжероны, стрингеры, шпангоуты, обшивка, стыковые узлы.

2.1. Стрингеры и лонжероны - продольные элементы каркаса, проходящие, как правило, по всей длине фюзеляжа. Совместно с обшивкой они воспринимают нормальные усилия при изгибе фюзеляжа. Простые стрингеры и лонжероны изготавливаются из прессованных или гнутых профилей различного сечения. Лонжероны отличаются от стрингеров более мощным сечением.
Для окантовки больших вырезов в фюзеляже используются лонжероны коробчатого сечения - бимсы, которые состоят из прессованных профилей, связанных между собой стенками и обшивкой.

2.2. Шпангоуты делятся на нормальные и усиленные. Нормальные обеспечивают сохранение формы поперечного сечения фюзеляжа. Усиленные шпангоуты устанавливаются в местах передачи на фюзеляж больших сосредоточенных нагрузок. На них располагаются стыковые узлы агрегатов, узлы крепления грузов, двигателей, крупного оборудования, перегородки гермоотсеков и т.п.

2.3. Обшивка изготавливается из металлических листов, которые формуются по форме поверхности фюзеляжа и затем приклепываются к каркасу. Стыки листов располагаются на продольных и поперечных элементах каркаса.