УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЙ САМОЛЕТ ЯК-152

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования при организации обучения летчиков и закрепления навыков пилотажа.
Известен учебно-тренировочный самолет Як-52, содержащий фюзеляж с передней кабиной обучаемого и задней кабиной инструктора, воздушный винт, установленный в носовой части фюзеляжа с расположением оси винта и строительной горизонтали фюзеляжа в одной плоскости, силовую установку для привода винта, трапециевидное крыло, состоящее из полукрыльев с элеронами и тормозными щитками, горизонтальное и вертикальное оперение, убирающееся шасси, комплекс бортового оборудования с системой индикации пилотажно-навигационной и технологической информации (Jane's. All the word's Aircraft. 1994-95, p.281).
Указанный самолет имеет следующие недостатки:
ограничения при выполнении обратных фигур высшего пилотажа;
недостаточная дальность полета;
кабина обучаемого не оборудована средствами для обучения полетам по приборам;
приборное оборудование не обеспечивает полеты ночью в простых метеоусловиях;
не обеспечивается возможность безопасного тангажного сваливания;
отсутствует система спасения для безопасного покидания самолета в полете.
Наиболее близким к предложенному является учебно-тренировочный пилотажный самолет Як-54, содержащий фюзеляж, воздушный винт, расположенный в носовой части фюзеляжа, силовую установку для привода винта, трапециевидное крыло, состоящее из полукрыльев с элеронами, систему
управления элеронами, двухместную кабину летчиков, горизонтальное и вертикальное оперение, убирающееся трехопорное шасси и комплекс бортового пилотажно-навигационного оборудования.
Недостатки указанного самолета также связаны с ограниченными функциональными возможностями, не обеспечивающими, в частности, обучение курсантов применению средств поражения и приобретение навыков для ближнего боя.
Задачей изобретения является расширение области применения подобного самолета с обеспечением высоких пилотажных и маневренных характеристик.
Поставленная задача решается тем, что предложен учебно-тренировочный самолет первоначальной подготовки, представляющий собой одномоторный моноплан и содержащий фюзеляж выполненный в виде цельнометаллического полумонокока, образованного поперечным набором из шпангоутов и продольным набором из лонжеронов и стрингеров, воздушный винт, расположенный в носовой части фюзеляжа, силовую установку для привода винта, низко расположенное цельнометаллическое крыло асимметричного профиля, выполненное по двухлонжеронной схеме с работающей обшивкой и снабженное элеронами и выдвижными закрылками, негерметичную двухместную кабину летчиков, подразделенную на первую и вторую кабины, выполненную с фонарем обтекаемой формы и снабженную системой спасения, топливные отсеки, расположенные в консолях крыла, цельнометаллическое хвостовое оперение, имеющее трапецевидную форму в плане с плавными законцовками и состоящее из горизонтального и вертикального оперений, убирающееся трехопорное шасси с носовым колесом, оснащенное гидравлической системой торможения колес, и комплекс бортового пилотажно-навигационного оборудования.
Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.
Шпангоуты, воспринимающие сосредоточенные нагрузки от двигателя, шасси, крыла и хвостового оперения, выполнены усиленными.
Неразъемное крыло крепится к нижней части фюзеляжа стыковыми узлами по переднему и заднему лонжеронам крыла.
На рулевых поверхностях хвостового оперения установлены триммеры.
Силовая установка выполнена с турбовинтовым двигателем.
Носовая опора шасси закреплена в нижней части нулевого шпангоута, а основные опоры - на крыле, при этом носовая опора выполнена самоориентирующейся на угол ±55° с не тормозным колесом 150×400 мм, а на основных опорах установлено по одному тормозному колесу 150×500 мм.
В каждой кабине установлены центральная ручка управления рулем высоты, элеронами и педали управления рулем направления, при этом в системе управления применена смешанная проводка из жестких тяг и тросов с секторами, обеспечивающая синхронное движение командных рычагов первой и второй кабин.
В самолете установлена бортовая кислорододобывающая установка, предназначенная для обеспечения кислородом экипажа при полете на высотах свыше 3000 м.
В самолете установлена система обогрева и вентиляции кабины, состоящая из заборников холодного и горячего воздуха, теплообменника, трубопроводов и заслонок.
На консолях крыла установлена пневматическая противообледенительная система.
Комплекс бортового пилотажно-навигационного оборудования выполнен с возможностью отображения информации о работоспособности составных узлов, параметрах полета самолетных систем и силовой установки на приборных досках первой и второй кабин, регистрации информации и записи переговоров экипажа на защищенный бортовой накопитель, обеспечения захода на посадку с использованием оптических и радиотехнических средств посадки, создания двусторонней телефонной радиосвязи с наземными
радиостанциями, расположенными на удалении до 200 км на рабочих частотах в диапазоне 118-137 МГц, внутрисамолетной телефонной связи между членами экипажа, формирования ответа на запрос диспетчерских радиолокаторов.
В комплексе бортового оборудования использована нашлемная система целеуказания для обучения курсантов применению современных средств поражения и получения ими первоначальных навыков ведения ближнего воздушного боя.
Одни узлы бортового пилотажно-навигационного оборудования расположены в верхней части фюзеляжа между нулевым шпангоутом и приборной доской с выводом информации на приборную доску, а другие узлы размещены в хвостовой части фюзеляжа и имеют подход через люк.
На фиг.1 представлены виды сбоку и сверху предложенного самолета, на фиг.2 показаны два варианта исполнения приборной панели в кабине курсанта, на фиг.3 - пульт управления и индикации для обучения боевому применению, а на фиг.4 - структурная схема используемого комплекса бортового пилотажно-навигационного оборудования.
На фиг.1-4 приняты следующие обозначения: фюзеляж 1, воздушный винт 2, силовая установка 3, крыло 4, элерон 5, закрылок 6, кабина 7, передняя кабина 8, задняя кабина 9, фонарь 10, система спасения 11, топливные отсеки 12, хвостовое оперение 13, горизонтальное оперение 14, вертикальное оперение 15, шасси 16, носовое колесо 17, бортовое оборудование 18, вычислительная система 19, приборная доска передней кабины 20, приборная доска задней кабины 21, бортовое устройство регистрации 22, система посадки 23, радиостанция 24, самолетный ответчик 25.
Самолет ЯК-152 характеризуется достаточной скоростью, энергичным набором высоты, сложным пилотажем, комфортным размещением экипажа из одного - двух человек, простотой обучения и безопасностью полета. Самолет Як-152 является основой учебно-тренировочного комплекса первоначальной подготовки.
Учебно-тренировочный комплекс первоначальной подготовки (УТК ПНП) обеспечивает решение следующих основных задач днем и ночью в ПМУ и СМУ:
обучение основам техники пилотирования (полетом по кругу, в зону на простой, сложный пилотаж);
обучение выполнению штопора и выводу из него;
обучение технике пилотирования по приборам (под шторкой) при заходе на посадку с использованием посадочных мест (ОСП и РСП);
обучение технике пилотирования строем днем в ПМУ и за облаками;
обучение действиям в особых случаях;
обучение элементам боевого применения.
В УТК ПНП входят:
учебно-тренировочный самолет первоначальной подготовки;
наземные технические средства обучения (учебные классы, процедурный тренажер);
система средств объективного контроля уровня подготовки летчика с базой данных.
Для наилучшего изначального адаптирования курсанта к самолету последующего обучения типа Як-130 и выработки у него правильных моторных и психологических навыков выбрано:
тандемное расположение летчиков с расположением курсанта в передней кабине;
трехопорное убирающееся шасси с передней опорой;
расположение приборов на приборной доске, максимально приближено к самолету ЯК-130;
установка шторки «слепого» полета.
Эти условия позволяют наиболее легко перейти к продолжению обучения на учебно-боевом самолете основной и повышенной подготовки Як-130, тем более что в наземные средства обучения УТК ПНП входит процедурный тренажер «идеологически связанный» с базой Як-130.
Эффективность обучения летчиков предполагается повысить за счет активного использования учебных компьютерных классов для одновременного обучения на самолетах Як-152 и Як-130. Это позволит закрепить теоретические
знания курсантов и отработать последовательность технического обслуживания и эксплуатации авиационной техники различными специалистами в соответствии с руководящими документами, а также почти в 2 раза можно сократить сроки и стоимость разработки самих учебных классов.
Важной особенностью освоения современных боевых самолетов является процесс изучения задач боевого применения. При этом особую сложность для летного состава представляет освоение действий по подготовке и применению оружия. Поэтому, главной целью обучения летчика уже на первом этапе (легкомоторный самолет) должно быть формирование у летчиков летных навыков и умений, необходимых для пилотирования и проведения боевых действий.
Для отработки учебно-боевых действий предполагается (как вариант) разместить на крыле четыре точки подвески под учебные ракеты и бомбы. Боевое применение может отрабатываться по элементам первоначального обучения в течение 20-30 часов.
Самолет Як-152 представляет собой одномоторный моноплан классической аэродинамической схемы с низко расположенным крылом и убирающимся трехопорным шасси с носовым колесом.
Фюзеляж самолета представляет собой цельнометаллический полумонокок, образованный поперечным набором из шпангоутов и продольным набором из четырех лонжеронов и стрингеров. Шпангоуты, воспринимающие сосредоточенные нагрузки от двигателя, шасси, крыла и хвостового оперения, выполняются усиленными.
Крыло самолета цельнометаллическое, асимметричного профиля, выполнено по двухлонжеронной схеме с работающей обшивкой. Крыло -неразъемное, имеет технологический стык с фюзеляжем, крепится к фюзеляжу стыковыми узлами по переднему и заднему лонжеронам крыла, расположено в нижней части фюзеляжа.
Топливные отсеки суммарной емкостью 560 л расположены в консолях крыла. Крыло снабжено элеронами и выдвижными закрылками.
Хвостовое оперение - цельнометаллическое, имеет трапецевидную форму в плане с плавными законцовками и состоит из горизонтального и вертикального оперения. На рулевых поверхностях установлены триммеры.
В верхней части фюзеляжа, между шпангоутом №0 и приборной доской, расположена часть оборудования с выводом информации на приборную доску. Остальные блоки оборудования и систем расположены в хвостовой части фюзеляжа, подход к которым обеспечивается через люк.
Двухместная кабина летчиков негерметичная. Геометрические размеры кабины, конструкция фонаря, катапультных кресел, привязных ремней, возможность регулирования педалей и кресел под рост летчиков, компоновка приборных досок, вентиляция и обогрев кабин обеспечивают летчикам удобство при пилотировании и наблюдении за показаниями приборов, хорошую досягаемость в зоны расположения органов управления, необходимый обзор внешнего пространства на всех этапах полета и при рулении на земле, надежную фиксацию в кресле и возможность аварийного покидания самолета.
Система спасения СКС-94М2 при весе 54 кг обеспечивает спасение обоих летчиков (при этом кресла остаются в самолете) во всем заявленном диапазоне скоростей 60-500 км/час, с высоты 7-5000 м. Кресла имеют регулировку по высоте ±90 мм.
Фонарь кабины имеет обтекаемую форму и обеспечивает хороший обзор при пилотировании и передвижении самолета по земле.
Носовая опора шасси закреплена в нижней части шпангоута №0, а основные опоры - на крыле. Передняя опора самоориентирующаяся на угол ±55° с не тормозным колесом 150×400 мм. На основных опорах установлено по одному тормозному колесу 150×500 мм.
Уборка и выпуск опор шасси осуществляется при помощи электроприводов. Торможение колес осуществляется гашетками, установленными на ручках управления самолета. Растормаживание одного из
колес при развороте самолета на рулении осуществляется приводами на педалях. Система торможения колес - гидравлическая.
В каждой кабине установлены центральная ручка управления рулем высоты, элеронами и педали управления рулем направления. В системе управления применяется смешанная проводка, состоящая из жестких тяг и тросов с секторами. Движение командных рычагов первой и второй кабин синхронно. Самолет может быть оборудован автопилотом.
Бортовая кислорододобывающая установка предназначена для обеспечения кислородом экипажа при полете на высотах свыше 3000 м. Состоит из кислороддобывающей установки типа БКДУ - 130, легочного автомата, высотного регулятора, кислородной маски. Время работы БКДУ - 130 в полете не ограничено, при весе 15,8 кг.
Система обогрева и вентиляции кабины предназначена для обеспечения вентиляции кабины при закрытом фонаре и для обогрева кабины.
Система состоит из заборников холодного и горячего воздуха, теплообменника, трубопроводов и заслонок.
На самолете установлена пневматическая противообледенительная система. Система установлена на консолях крыла.
Бортовое оборудование самолета Як-152 предназначено для обеспечения задач первоначального обучения летчиков, для проведения профессионального отбора и позволяет заложить основы летной подготовки, необходимой для перехода к полетам на учебно-боевом самолете типа Як-130.
Бортовое оборудование, устанавливаемое на самолете, обеспечивает выполнение групповых полетов в простых и сложных метеоусловиях, днем и ночью экипажем из двух или одного летчиков.
Комплекс бортового пилотажно-навигационного оборудования обеспечивает:
отображение основной пилотажно-навигационной информации о состоянии бортового оборудования, самолетных систем и силовой установки на приборных досках первой и второй кабин;
заход на посадку с использованием оптических и радиотехнических средств посадки;
регистрацию информации о параметрах полета и работоспособности бортового оборудования, самолетных систем, силовой установки и запись переговоров экипажа на защищенный бортовой накопитель;
двустороннюю телефонную радиосвязь с наземными радиостанциями, расположенными на удалении до 200км (Н=3600м) на рабочих частотах в диапазоне 118-137 МГц;
внутрисамолетную телефонную связь между членами экипажа;
ответ на запрос диспетчерских радиолокаторов систем УВД.
Бортовое оборудование, устанавливаемое на самолете, выбрано в соответствии с требованиями АП-23.
Реализация бортового оборудования возможна в двух вариантах:
вариант стандартного пилотажно-навигационного и радиосвязного оборудования, который обеспечивает первоначальное обучение летчиков, групповые и одиночные полеты в зоне аэродрома и по маршруту, отработку подхода к аэродрому, захода на посадку и посадку, полеты под шторкой, обучение основам навигации;
вариант с МФЦИ, который обеспечивает решение всех задач что и стандартный вариант бортового оборудования, но кроме этого использование нашлемной системы целеуказания добавляет обучение курсантов применению современных средств поражения и получение первоначальных навыков ведения ближнего воздушного боя.
Работа с оборудованием самолета Як-152 позволит осуществить плавный переход к работе со сложным пилотажно-навигационным и специальным оборудованием самолета Як-130. Размещение органов управления самолетом и основных приборов бортового оборудования выполнено по принципу максимально возможного приближения к самолету Як-130.