Конвенциональное шасси

Конвенциональное шасси (от лат. conventio — соглашение, обычай; также трёхопорное шасси с хвостовым колесом, классическое шасси) — это тип взлётно-посадочного устройства летательного аппарата, при котором основные опоры (стойки с колёсами) расположены вблизи центра тяжести самолёта, а третья, вспомогательная опора, находится в хвостовой части фюзеляжа и оснащена небольшим колесом или лыжей. Данная схема исторически была первой и доминировала в авиации до середины XX века, после чего в большинстве типов самолётов была вытеснена носовой опорой (трёхопорное шасси с передним колесом). Конвенциональное шасси обеспечивает определённые преимущества на грунтовых и заснеженных аэродромах, но требует от пилота более высокого уровня квалификации, особенно при взлёте и посадке с боковым ветром.

История

Ранний период авиации

Первые летательные аппараты, построенные в начале XX века, использовали простейшие шасси, часто состоявшие из двух колёс и хвостового костыля. В 1903 году самолёт братьев Райт «Флайер-1» имел шасси с полозьями, но уже в 1908 году на их модели «Флайер-А» появилось колёсное шасси, близкое к конвенциональному. К 1910-м годам данная схема стала стандартной для большинства бипланов и монопланов. Она была простой, лёгкой и позволяла размещать основную массу самолёта (двигатель, пилота, груз) вблизи центра тяжести, что упрощало балансировку.

Эра «золотого века» авиации (1920–1940-е годы)

В межвоенный период и во время Второй мировой войны конвенциональное шасси использовалось на подавляющем большинстве самолётов — от лёгких учебных (например, По-2, У-2) до тяжёлых бомбардировщиков (B-17 «Летающая крепость», Пе-8). Особенностью конструкции было то, что на земле самолёт стоял с поднятым носом, что создавало ряд проблем: плохой обзор вперёд при рулении, сложность управления на пробеге и склонность к капотированию (опрокидыванию на нос при резком торможении). Тем не менее, до появления реактивных двигателей и высоких взлётных скоростей эта схема оставалась основной.

Переход к носовой опоре

После Второй мировой войны, с началом реактивной эры, конструкторы стали отказываться от хвостового колеса. Причинами стали:

• Улучшение обзора: на самолётах с носовой опорой кабина пилота располагается более горизонтально, что облегчает руление и взлёт.
• Безопасность посадки: при посадке с хвостовым колесом существует риск «козления» (подпрыгивания) и касания хвостовой частью полосы.
• Устойчивость на пробеге: носовая опора обеспечивает лучшую курсовую устойчивость, особенно при торможении.

Первым серийным реактивным истребителем с носовым шасси стал Messerschmitt Me 262 (1944 год), а в СССР — МиГ-9 (1946 год). Однако конвенциональное шасси осталось в лёгкой, спортивной и сельскохозяйственной авиации, а также на некоторых типах вертолётов.

Конструкция и принцип работы

Основные элементы

Конвенциональное шасси состоит из трёх основных частей:

1. Основные опоры — две стойки (реже одна центральная), расположенные симметрично относительно продольной оси самолёта, обычно под крыльями или фюзеляжем. Они несут основную массу летательного аппарата.
2. Хвостовая опора — небольшая стойка с колесом или лыжей, установленная в хвостовой части фюзеляжа. Она предотвращает опрокидывание самолёта назад и облегчает манёвры на земле.
3. Система амортизации — гидравлические или пневматические амортизаторы, гасящие удары при посадке и рулении.

Особенности управления

При взлёте самолёт с конвенциональным шасси сначала поднимает хвостовое колесо, переходя в горизонтальное положение, что требует точного управления рулём высоты. При посадке пилот должен удерживать самолёт в трёхточечном положении (оба основных колеса и хвостовое колесо касаются земли одновременно) для предотвращения «козления». При боковом ветре возникает риск разворота (ground loop) — неконтролируемого вращения вокруг вертикальной оси, что является одной из главных опасностей данной схемы.

Классификация

По типу хвостовой опоры

• С хвостовым колесом — наиболее распространённый тип, используемый на большинстве лёгких самолётов (например, Cessna 185, Ан-2).
• С хвостовой лыжей — применяется на самолётах, эксплуатирующихся с заснеженных аэродромов (например, некоторые модификации Ан-2).
• С хвостовым костылём — исторический вариант, часто встречавшийся на ранних самолётах (например, «Илья Муромец»).

По расположению основных опор

• С опорами под крыльями — классическая схема для одномоторных самолётов (например, Як-18).
• С опорами под фюзеляжем — характерна для некоторых многомоторных самолётов (например, B-17).
• С одной центральной опорой — редкая схема, использовавшаяся на экспериментальных аппаратах (например, на планерах).

Применение

В лёгкой и спортивной авиации

Конвенциональное шасси до сих пор широко применяется на самолётах малой авиации, особенно тех, что предназначены для эксплуатации с грунтовых, травянистых или заснеженных взлётно-посадочных полос. Примеры:

• Ан-2 (СССР/Россия) — многоцелевой биплан, известный своей способностью взлетать и садиться на неподготовленные площадки. Его конвенциональное шасси с хвостовым колесом обеспечивает высокую проходимость.
• Як-18 и Як-52 — учебные и спортивные самолёты, используемые в авиационных клубах России.
• Cessna 185 (США) — лёгкий одномоторный самолёт, популярный в авиации общего назначения.

В сельскохозяйственной авиации

Самолёты-опрыскиватели, такие как Air Tractor AT-402 (США) или Ан-2СХ (Россия), часто оснащаются конвенциональным шасси для работы с полевых аэродромов.

В вертолётах

Некоторые вертолёты, например Ми-8 (СССР/Россия), имеют шасси с хвостовым колесом, что упрощает их посадку на наклонные поверхности.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Простота и лёгкость конструкции — меньше деталей, чем у носового шасси.
• Лучшая проходимость — меньшее давление на грунт, особенно при использовании хвостовой лыжи.
• Меньший лобовое сопротивление — в полёте хвостовое колесо убирается в фюзеляж, что снижает аэродинамическое сопротивление.
• Безопасность при посадке на мягкий грунт — отсутствие носовой опоры снижает риск её поломки.

Недостатки

• Плохой обзор вперёд при рулении — пилот вынужден маневрировать «змейкой», чтобы видеть полосу.
• Склонность к капотированию — при резком торможении или наезде на препятствие самолёт может опрокинуться на нос.
• Сложность посадки с боковым ветром — высокий риск ground loop.
• Ограничения по скорости — на высоких скоростях (свыше 300 км/ч) хвостовое колесо может создавать вибрации.

Современное состояние

В XXI веке конвенциональное шасси остаётся нишевым решением. В России оно используется на самолётах Ан-2 (выпускается до сих пор на заводе в Улан-Удэ), Як-18Т, Су-31 (спортивный пилотажный самолёт), а также на многих экспериментальных и ретро-самолётах. В мире данная схема популярна среди любителей авиации общего назначения (GA) и на самолётах, предназначенных для работы в условиях Крайнего Севера или в горной местности. В 2020-х годах наблюдается рост интереса к конвенциональному шасси в связи с развитием лёгких беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), где простота и лёгкость конструкции играют ключевую роль.

Интересные факты

• Самый массовый самолёт в истории — Ан-2 (выпущено более 18 000 экземпляров) — оснащён конвенциональным шасси.
• В 1950-х годах в СССР существовал проект сверхзвукового истребителя МиГ-21 с конвенциональным шасси, но от него отказались в пользу носовой опоры.
• Некоторые современные спортивные самолёты, например Extra 300 (Германия), имеют конвенциональное шасси для улучшения манёвренности на земле.

Источники

• Авиация: Энциклопедия / Под ред. Г. П. Свищёва. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.
• Шасси самолётов: конструкция и эксплуатация / В. А. Комаров. — М.: Машиностроение, 1985.
• История развития авиации / А. Н. Пономарёв. — М.: Воениздат, 1960.
• Jane’s All the World’s Aircraft (ежегодные справочники).