Самолёт А320

Общая характеристика самолета

Самолет А320 представляет собой двухдвигательный узкофюзеляжный самолет, разработанных европейским консорциумом «Airbus», предназначен для эксплуатации как на местных, так и на линиях средний протяженности.

Самолет имеют увеличенную площадь поперечного сечения, что обеспечивает высокий коммерческий потенциал путём:

— повышения комфорта пассажиров, обусловленного применением более широких кресел и увеличением ширины прохода между креслами;

— использования стандартных багажных контейнеров;

— сокращения времени обслуживания, загрузки и разгрузки.

Применение новейших достижений в области проектирования воздушных судов, аэродинамики, прочностных характеристик, функциональных систем и двигателей самолёта снизило эксплуатационные расходы за счет:

— высокой топливной эффективности;

— более точного выдерживания траектории полета;

— сокращения эксплуатационных затрат не техническое обслуживание;

— повышения надежности воздушного судна;

— уменьшения времени на диагностику и устранение отказов и неисправностей.

Самолёт А320, эксплуатируемый с марта 1988 г., представляет собой значительное достижение в области технологии создания воздушных судов для гражданской авиации со времени появления первых реактивных пассажирских самолетов.

В конструкцию лайнера было заложено множество технических новинок.

В конструкции самолета широко применяются композитные материалы (около 20%). В основном используется Glass-fiberre inforced plastic (пластик со стеклянными армирующими волокнами), Carbon-fiberre inforced plastic (пластик с углеродными армирующими волокнами), honey combcore (сотовый заполнитель). Практически вся механизация крыла выполнена из композитных материалов (предкрылки, закрылки, панели спойлеров, лючки, носовой обтекатель), а киль полностью изготовлен из композита. Передняя кромка горизонтального стабилизатора также композитная.

По сравнению с другими авиалайнерами сходных размеров, серия А320 отличается просторным пассажирским салоном с большими полками для ручной клади, большой грузовместимостью нижней (грузовой) палубы и широкими люками для загрузки багажа (после выпуска А318, на остальных самолётах семейства А320, в основном выпущенных после 2000 года, были применены новшества, такие как: замена облицовочных панелей салона; более вместительные полки для ручной клади, новая пассажирская с сенсорным дисплеем; индивидуальное освещение над каждым пассажиром на основе светодиодов; возможность регулировки яркости основного освещения в салоне от 0 до 100%; LCD дисплеи в кабине экипажа вместо электронно-лучевых; По этим и другим причинам (включая сравнительно низкую стоимость обслуживания) А320 пользуется большой популярностью во всем мире.

Уровень шума взлетающего Аэробуса А320 — 82 децибела.

На законцовках крыла установлены шарклеты — это новые увеличенные законцовки крыла, улучшающие аэродинамические характеристики Основным преимуществом шарклетов является снижение расхода топлива до 4%, увеличение дальности полета и улучшенные взлетные характеристики. Шарклеты сделаны из композитных материалов, а по форме они напоминают акульи плавники.

Кабина экипажа, разработанная для A320 очень эргономична и до сих пор остаётся стандартом для лайнеров этой компании с минимальными изменениями.

Другой особенностью Аэробуса А320 является передовая по технической оснащённости (по меркам 1980-х годов) кабина пилотов. Вместо механических стрелочных приборов, информация о положении самолёта и состоянии его двигателей и вспомогательных систем выводится на шесть электронно-лучевых экранов, занимающих большую часть приборной доски.

Расположение ручек управления разгружает зону панели основных приборов.

В единую систему включены шесть взаимозаменяемых переключаемых дисплеев (DU).

Ниже перечислены особенности, внедрённые в семействе самолётов А320:

— эргономическая компоновка панелей, схема расположения которых соответствует частоте использования (для нормальных, сложных и аварийных условий), обеспечивай доступность и обзор с кресел обоих пилотов;

— философия панелей (например, философия «тёмной панели» для верхней панели, т. е. загорания табло только в случае отказа);

— принципы представления информации (концепция «необходимость знать»);

— контроль систем посредством электронного централизованного бортового монитора ЕСАМ;

— логически последовательная система цветового кодирования для EFIS, ЕСАМ и световых индикаторов панелей.

Применение дисплеев позволяет уменьшить количество информации, представляемой пилотам в каждый определенный момент времени (на каждом этапе полета предъявляется только необходимая для данного этапа информация). Однако применение дисплеев не позволяет категорически утверждать, что количество информации уменьшается. Действительно, индикаторов стало значительно меньше, но информации на каждом из них значительно больше, чем на традиционных индикаторах, при этом необходимо учесть, что каждый экран имеет, как правило, большое число страниц, которые экипаж имеет возможность «листать», как книгу.

Применение ЭДСУ на А320 имеет ряд преимуществ. Исключается механическая проводка управления, что делает проще техническое обслуживание, и улучшает массогабаритные показатели.

Примечание: Вообще то, на этом самолёте имеется только три троса для аварийного ручного управления: аварийный выпуск шасси, управление рулём направления и управление стабилизатором. Всё остальное управляется только электродистанционно, хотя приводы, как правило, гидравлические.

При выполнении сложных маневров (уход на второй круг, уход от столкновения с воздушными и наземными препятствиями, сложные метеорологические условия) пилот может полностью сконцентрироваться на выполнение маневра без риска выхода на опасные режимы полета.

Планер самолета

Фюзеляж

Самолет А320 имеет фюзеляж типа полумонокок, разделенный технологическими стыками на носовой, передний, центральный, задний и хвостовой отсеки. Носовой, центральный и хвостовой отсеки фюзеляжа самолета выполнены идентичными для всех самолетов семейства, а передний и задний отсеки выполнены с длиной, обеспечивающей возможность размещения на борту самолета числа пассажиров, соответствующего группе самолета по пассажировместимости. За счет этого меняется длина самолетов и осуществляется переход от одной группы по пассажировместимости к другой: так, длина самолетов первой группы — 33,84 м, второй — 37,57 м, третьей — 44,51 м.

Для экономии веса конструкции планера самолета «работающая» обшивка имеет переменную толщину в зависимости от испытываемых нагрузок. Изменение толщины обшивки производится путем химической или механической обработки. Стрингеры и шпангоуты фюзеляжа крепятся заклепками.

A320 — это самолёт с центральным проходом в пассажирских салонах, 2 пассажирскими входами (2 служебными входами) и 4 запасными выходами. В аэробусе могут максимально разместиться 180 пассажиров. В типичном 2-классном исполнении (2+2 кресла в бизнес-классе и 3+3 кресла в эконом-классе) в салоне размещаются 150 пассажиров. В грузовом отсеке могут поместиться 7 контейнеров — 3 в передней части, 4 в задней.

На самолёте А320 применена система электронных приборов, то вместо обычных стрелочных приборов размещены дисплеи. Слева расположен основной пилотажный дисплей, а справа — навигационный дисплей. Картинки на них могут меняться местами при нажатии круглой кнопки на панели подсветки.

Применение дисплеев позволяет гораздо гибче размещать информацию и повысить насыщенность ею основных приборов.

На навигационном дисплее отображается маршрут полёта, картинка с погодного локатора и символы близлетящих самолётов от системы предупреждения столкновений ТСAS.

На основном полётном дисплее, кроме символического изображения авиагоризонта, слева отображается полоска воздушной скорости, справа — вертикальной скорости, выставленное давление аэродрома и данные радиовысотомера.

В случае подхода какого-либо параметра к опасной границе это будет показано изменением цвета полоски.

На центральной приборной доске расположены два системных дисплея, взаимозаменяемых с дисплеями командира корабля и второго пилота.

В левой части центральной приборной доски находятся четыре настоящих механических прибора, которые есть у этого самолёта.

Все они — только запасные, на случай отказа работы цифровых приборных панелей.

Вверху центральной части — дисплей параметров двигателей, предупреждающих и информационных сообщений. Как правило, цвет информации на дисплее показывает состояние системы, к которой относится информация:

— зелёный или белый — всё в порядке;

— жёлтый — ненормально;

— крестики — нет данных;

— красный — опасность.

Под этим дисплеем находится системный дисплей. Он отображает состояние систем самолёта.

Прямо под дисплеем, на центральном пульте, находится панель управления этим дисплеем и переключением других дисплеев.

В правой части центральной приборной доски:

— индикаторы положения шасси, кнопки включения различной интенсивности автоматического торможения (тормозами);

— выключатель систем антиюза и управления разворотом передних колёс;

— часы и опять же включатель режима отображения поверхности на навигационном дисплее (теперь уже для второго пилота).

Ниже — рукоятка выпуска-уборки шасси (система управления чисто электрическая, никаких кранов в кабине), индикаторы давления гидроаккумулятора тормозов и давлений в тормозах.

Посредине центрального пульта расположен блок рычагов управления двигателями (РУД) с рукоятками управления реверсом (РУР) на них. По бокам от них — колёса ручного управления перекладкой стабилизатора с индикацией их положения.

Далее, слева:

— рукоятка управления спойлерами;

— управление замком двери кабины экипажа.

В середине, сверху:

— триммер руля направления,

— стояночный тормоз,

— рукоятка механического аварийного выпуска шасси.

На этом самолёте используется всего три троса (для аварийного ручного управления) — аварийный выпуск шасси, управление рулём направления и управление стабилизатором. Всё остальное управляется только электродистанционно, хотя приводы, как правило, гидравлические.

Справа, сверху находится рукоятка выпуска закрылков.

Верхний пульт начнем ее рассматривать снизу вверх.

Внизу справа — подсвет самой потолочной панели, освещение кабины пилотов, подсвет кнопок, магнитного компаса, выключатели аварийного освещения и сигнальных табло «Застегнуть ремни».

Между ними — основной выключатель ВСУ и кнопка её запуска.

Выше размещаются:

— слева — управление противообледенительной системой,

— справа — давлением воздуха внутри самолёта.

Панель управления системой кондиционирования воздуха.

Ещё выше:

— управление пожарными кранами и пожаротушением двигателей (по бокам) и ВСУ (посредине);

— гидросистемами (под колпачком — ручной выпуск ветряка);

— топливной системой (насосы, клапаны).

Боковые потолочные панели:

Левая сверху вниз (управление):

— компьютеры поверхностей управления,

— сигнал эвакуации,

— аварийное электропитание,

— система предупреждения близости поверхности,

— включение пассажирской кислородной системы (точнее, только выброс масок),

— вызовы проводников и наземного персонала,

— стеклоочиститель левого пилота.

Правая сверху вниз:

— компьютеры поверхностей управления (кнопка светится при неисправности компьютера, и ей же можно отключить его);

— обогрев заднего багажника;

— система задымления багажников;

— вентиляторы отсека электронного оборудования и рециркуляции воздуха в кабине и салоне;

— запуск двигателей вручную;

— стеклоочиститель второго пилота.

На боковых пультах слева и справа от каждого пилота установлены ручки управления самолетом «сайдстик» (Sidestick), с помощью которых пилоты могут управлять креном и углом атаки.

С цепью обеспечения свободного перемещения запястья, каждое кресло оборудовано регулируемым подлокотником.

При перемещении ручка управления преодолевает усилие, создаваемое пружиной, которое пропорционально угловому перемещению.

Рядом с сайдстиками установлены ручки управление разворотом колёс передней ноги для руления самолета на земле. На A320 рулить может любой из пилотов.

На caмой ручке управления самолетом есть красная кнопка для включения приоритета управления. В обычном режиме сигналы с обоих сайдстиков алгебраически суммируются. Если один из пилотов захочет управлять самолётом, он должен известить об этом другого пилота словами «I have controls» («Я управляю») и может нажимать на эту кнопу (или наоборот, сначала нажать, если нет времени на предупреждение). После нажатия кнопки будет работать только его сайдстик, а речевая информация «человеческим голосом» объявит об этом и индикация на козырьке приборной доски покажет это обоим пилотам.

Спереди сайдстиков есть клавиша включения микрофона гарнитуры в разговор (или на передачу). Клавиша нажимается, когда надо сказать что-то в эфир.

Перемещение ручки управления приводит к «установлению траектории полёта самолёта» с определенным уровнем перегрузки для выполнения заданного маневра в зависимости от величины перемещения.

При управлении сайдстиками следует учитывать, что:

— точность управляющих сигналов зависит от регулировки подлокотников;

— усилия на ручке управления не соответствуют аэродинамическим силам, действующим на руль высоты и элероны;

— ручки управления пилотов не связаны между собой;

— переключение с одного сайдстика на другой может сопровождаться изменением траектории полета;

— возможно случайное одновременное управление самолетом обоими пилотами.

Примечание: Часть вышеперечисленных недостатков вызвана тем, что сайдстик одного пилота не синхронизирован с ручкой управления другого пилота. При движении джойстика одним и другим пилотом, электронный блок управления не расставляет приоритеты в управлении, а определяет математически среднее отклонение из передвижения ручек управления обоими пилотами.

Кресла пилотов имеют электропривод и могут регулироваться как вперёд-назад, так и по высоте и по отклонению спинки.

Здесь мы видим аккуратную продуманную конструкцию с минимумом острых выступающих углов. Подлокотник убирается в свою нишу, на спинке есть отсек для спасательных жилетов.

Подлокотник кресла располагают так, чтобы удобнее лежала рука при управлении самолётом. В подлокотнике есть окошечко, где видны стрелки, указывающие относительное положение подлокотника. Таким образом, не нужно подбирать каждый раз для себя удобное положение, а достаточно подобрать его один раз и записать эти значения. Потом на любом самолёте при их выставлении подлокотник окажется именно в том же положении, как и в первый раз. Между педалями есть площадки для ног, куда можно их ставить в полёте.

Регулировки пилотского кресла выполняются в следующем порядке:

— правильно устанавливается спинка кресла;

— регулируется продольное положение кресла;

— регулируется высота кресла;

— регулируется подлокотник;

— пристегиваются ремни.

Сбоку от пилотского кресла, у стены, есть места для кислородных масок экипажа. Снизу — огнетушитель, а сзади — бардачок для документов.

Крыло

Все модели самолетов этого семейства снабжаются идентичным для всех самолетов семейства скоростным стреловидным крылом одной геометрии и одного конструктивного исполнения. При этом крыло выполнено с углом стреловидности 25°, удлинением λ=9,42 с положительным углом поперечного V крыла, близким значению 5°. При переходе от бортового к концевому сечению относительная толщина профиля уменьшается от 15,3% до 10,8%.

Скоростное стреловидное крыло самолетов семейства состоит из центроплана и консолей крыла. Оно включает продольный и поперечный силовой набор. При этом в продольный силовой набор включены передний и задний лонжероны, стрингеры и обшивка, а в поперечный силовой набор — нервюры.

В каждой из консолей крыла размещено по сухому отсеку, при этом одна из стенок сухих отсеков совмещена с передним лонжероном. В рассматриваемом техническом решении две другие стенки сухого отсека совмещены с нервюрами крыла, а четвертая стенка отделяет сухой отсек от внутреннего объема консоли крыла.

Крыло самолета типа полумонокок проходит через фюзеляж между шпангоутами 36 и 42. Оно состоит из трех частей:

— центроплана;

— двух отъемных частей крыла.

Центроплан включает в себя:

— передний и задний лонжерон;

— верхнюю и нижнюю панели;

— набор стрингеров;

— стыковочные нервюры.

Центроплан имеет крепления для левой и правой отъемных частей крыла. Межлонжеронное пространство представляет из себя герметизированный топливный кессон-бак.

Каждая отъемная часть крыла включает в себя:

— лонжероны;

— стрингеры;

— нервюры;

— кессон-бак в межлонжеронной части;

— законцовку крыла;

— переднюю кромку с пятью секциями предкрылков;

— заднюю кромку с внутренними и концевыми закрылками, элеронами;

— пять секций спойлеров сверху крыла.

Кроме этого на отъемных частях крыла имеются узлы крепления пилонов подвески двигателей и узлы крепления основных стоек шасси.

Большая часть конструктивных элементов крыла изготовлена из высококачественных алюминиевых сплавов.

Элероны, закрылки и спойлеры изготовлены из углеродного волокна армированного пластиком.

Титановые сплавы и сталь используются там, где необходимо.

Хвостовое оперение

Хвостовое оперение самолета стандартной (классической) схемы включает в себя киль и переставной стабилизатор.

Примечание: Недостатком классической схемы является неизбежное затенение стабилизатора впереди находящимся крылом на определенных углах атаки, что может привести к бафтингу и потере эффективности руля высоты [1]. С точки зрения безопасности полетов нельзя называть такую схему хвостового оперения «нормальной».

Стабилизатор состоит из двух лонжеронов, стрингеров, нервюр и обшивки. Диапазон перекладки стабилизатора — от +4° до -13.5°. На стабилизаторе установлен руль высоты с сервокомпенсатором.

Винтовой механизм, вращаемый двумя гидроприводами, переставляет стабилизатор. Двумя гидравлическими приводами управляют:

— один из трех сервоприводов при работе в основном электродистанционном режиме;

— одно из механических колес перестановки стабилизатора, установленных на центральном пульте.

Киль состоит из переднего и заднего лонжеронов, нервюр и обшивки. Перед ним установлен форкиль, изготовленный из стекловолокна. Узлы крепления киля к фюзеляжу расположены на шпангоутах 70, 72 и 74. На киле установлен руль направления с максимальными углами отклонения 30° в каждую стороны.

Примечание: Использование терминов «горизонтальный стабилизатор» и «вертикальный стабилизатор» для киля — просто некорректно. Русский язык достаточно «богат», чтобы не использовать подобного рода терминологию.

Источники давления гидросистемы

Общие сведения

Гидросистема состоит из трёх независимых систем: «зелёной», «жёлтой» и «синей». Каждая система имеет свой собственный запас гидравлической жидкости. Среднее — системное рабочее давление равно 3000 psi (фунт на квадратный дюйм). Гидравлическая жидкость не может быть перемещена из одной гидросистемы в другую.

Примечание: Один psi (фунт/квадратный дюйм) равен примерно 14,5 кг/см².

Основными источниками давления «зеленой» и «желтой» гидросистем являются два механических гидронасоса переменной производительности, установленных на двигателях.

Примечание: Насос переменной производительность имеет режим максимальной производительности при работающих потребителях и режим минимальной производительности при не работающих потребителях. Производительность насоса изменяется автоматически в зависимости от давления в гидросистеме. Минимальная производительность насоса необходима для охлаждения и смазки самого насоса.

Один насос вращается от двигателя 1 и обеспечивает давление в «зелёной» гидросистеме, а другой установлен на двигателе 2 и обеспечивает давление в «желтой» гидросистеме.

В «синей» гидросистеме основным источником давления является электрическая насосная станция.

Резервным источником давления для «зеленой» гидросистемы является электрический насос. Для «синей» гидросистемы резервным источником давления является ветряк (RAT), вращающийся набегающим потоком воздуха. От этого давления также запитывается аварийный электрический генератор.

К резервным источникам давления относится также реверсивное устройство передачи мощности (PTU), которое позволяет «желтой» гидросистеме создавать давление в «зеленой» гидросистеме и наоборот.

К основным потребителям гидросистемы относятся:

— управление рулями и элеронами;

— управление закрылками, предкрылками и спойлерами;

— управление стабилизатором

— уборка и выпуск шасси;

— торможение колес шасси;

— управление поворотом колес передней опоры шасси;

— реверс двигателей;

— демпфер рыскания;

— грузовые люки.

Для обеспечения надежности гидропитания потребители гидросистем, влияющие на безопасность полетов, имеют дублированное гидропитание, т. е. работают от двух и даже трех гидросистем.

Принцип работы гидросистемы

Каждая гидравлическая система имеет свой собственный гидробак ёмкостью 18 литров. Нормальный уровень жидкости — 12 литров.

Система наддува гидробаков поддерживает необходимое избыточное давление воздуха 3,43 bar, чтобы предотвратить явления кавитации на входе в гидронасосы. Воздух на наддув гидробаков отбирается от системы кондиционирования.

Примечание: Один bar равен примерно 1 кг/см2.

В «зеленой» и «желтой» гидросистемах в трубопроводах отбора жидкости из гидробаков расположены пожарные запорные клапаны для изолирования гидросистем при пожаре на двигателе. Выключатели пожарных кранов размещены на панели противопожарной системы верхнего пульта.

В нормальном режиме работы «зеленой» и «желтой» гидравлической системы в них создается давление механическими насосами переменной производительности, работающими от двигателей. Кнопки управления этими насосами «ENG 1 PUMP» и «ENG 2 PUMP» находятся на панели гидросистемы верхнего пульта [2].

Примечание: Механические насосы, работающие от двигателей, практически не выключаются этими кнопками, а переводятся на режим минимальной производительности. Насосы же всегда крутятся, пока работает двигатель.

Давление в «синей» гидросистеме создается электрическим насосом, включаемым автоматически после взлета самолета, если нажата кнопка «ELEC PUMP» на панели гидросистемы верхнего пульта. На земле электрический насос «синей» гидросистемы можно включить, нажав кнопку «BLUE PUMP OVRD» на панели технологического обслуживания.

При неработающем двигателе 2 или отказе механического насоса давление в «желтой» гидросистеме может быть создано электрическим насосом, включаемым вручную на панели верхнем пульте.

Примечание: Электрический насос «желтой» гидросистемы может включиться автоматически, после открытия замков грузового люка и нажатия на переключатель открытия или закрытия грузолюка.

Давление «зеленой» или «желтой» гидросистеме может быть создано также устройством передачи мощности, которое приводится в действие автоматически, когда разница в давлении между «желтой» и «зеленой» гидросистемой больше чем 500 psi.

Примечание: Устройство передачи мощности — это своего рода гидротрансформатор представляющий собой агрегат, состоящий из двух нерегулируемых моторов-насосов, соединенных общим валом. Каждый из моторов-насосов гидротрансформатора подключен к своей системе, и их жидкостные полости между собой не сообщаются. При работе гидротрансформатора один из моторов-насосов (в исправной гидросистеме) работает в режиме гидромотора и вращает второй мотор-насос, который работает как насос и создает давление жидкости в отказавшей гидросистеме без переноса жидкости. Поэтому можно использовать устройство передачи мощности для двухсторонней работы.

При отказе основного электрического насоса в «синей» гидросистеме давление создается ветряком с приводом от набегающего потока воздуха. Ветряк выпускается автоматически при отказе основных генераторов (двигателей и ВСУ) в полете. Он может также выпускаться вручную с помощью кнопки «RAT MAN ON» на верхнем пульте. Убрать ветряк можно только на земле после посадки. Давление создаваемое ветряком составляет 2500 psi.

На обесточенном самолете открытие люков багажных отсеков обеспечивается при помощи ручного насоса «жёлтой» системы, установленного на панели наземного обслуживания этой гидросистемы.

Цилиндрические гидроаккумуляторы объёмом по 1 литру, имеющиеся в каждой гидросистеме, позволяют гасить пульсации давления уменьшая гидроудары и подпитывая потребители.

Подпорные (приоритетные) клапаны, установленные в каждой гидросистеме, перекрывают подачу жидкости на менее важные потребители при падении давления в гидросистеме до 1885 psi, чтобы обеспечить гарантированную работу наиболее важных потребителей (таких, например, как основное управление самолетом).

В каждой гидросистеме имеет перекрывной кран. Эти краны могут быть закрыты посредством кнопок на технологической панели гидросистемы верхнего пульта при утечках жидкости из гидросистем.

Предохранительный клапан, установленный в каждой из гидросистем, соединяет линию высокого давления в обратной линией в случае избыточного давления 3436 psi.

Особенности эксплуатации гидросистемы

На панели гидросистемы верхнего пульта расположены:

— кнопки выключения основных механических насосов, «зеленой» и «желтой» гидросистем «ENG 1 PUMP» и «ENG 2 PUMP», работающих от двигателей;

— кнопка включения резервного электрического насоса «желтой» гидросистемы;