Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Прогресс большинства отраслей техники идет настолько быстрыми темпами и оказывает такое огромное влияние на окружающую человека среду, что затруднительно прогнозировать эти тенденции более чем на несколько лет вперед. Еще сложнее себе представить, как будут жить люди в мире следующего столетия, однако с большой долей достоверности можно предполагать, что это столетие будет характеризоваться все возрастающим использованием разнообразных летательных аппаратов в различных транспортных операциях. Это определяет потребность общества в непрерывном интенсивном развитии теории и практики проектирования летательных аппаратов, появившихся, по существу, только в начале нашего века.
Однако первые инженерные разработки в области авиации (чертежи, расчеты, эксперименты) были проведены еще в XV веке итальянцем Леонардо да Винчи. Этот пионер авиационного проектирования был великим живописцем, скульптором, архитектором, выдающимся ученым и инженером своего времени.
И наше время, время стремительного развития науки и техники, время громадных технических возможностей, требует от специалистов, работающих в авиакосмической промышленности, не только досконального знания своего дела, но и широкой инженерной и общей эрудиции.
К настоящему времени во многих передовых отраслях техники, а в авиации особенно, сложилась парадоксальная ситуация. Самолеты, разрабатываемые в разных странах, зачастую без малейшего обмена информацией, оказываются очень похожими друг на друга по своему облику и техническим характеристикам. Эта ситуация тем не менее легко объяснима. В авиации достаточно хорошо разработаны методики формализации процесса поиска оптимального решения. Кроме того, функциональность в авиации проявляется чрезвычайно явно.
"Смотришь иногда на эскиз будущей машины и чувствуешь: что-то режет глаз. И, как правило, это несоответствие, казалось бы чисто эстетическое, отражает существо дела, ошибку или неточность в проекте" (Генеральный конструктор О.К. Антонов, цит. по кн.: След в небе. - М.: Политиздат, 1971, с. 217).
"К авиации, вообще ко всяким летучим устройствам и их создателям люди относятся почему-то с особенным интересом. Почему? Потому, прежде всего, что летательный аппарат красив наивысшей в технике красотой - целесообразностью. Не один лишь архиталантливый Туполев, а и любой опытный авиатор почти безошибочно судит о самолете по совершенно вроде бы не техническому критерию: "смотрится" машина или "не смотрится"" (Главный конструктор Р.Л. Бартини, цит. по кн.: Чутко И. Красные самолеты.: - М.: Политиздат, 1978, с. 82).
В замечательной книге "Планета людей" Антуан де Сент-Экзюпери дает удивительно емкую оценку конструкции как эстетического предмета: "Кажется, будто все труды человека - создателя машин, все его расчеты, все бессонные ночи над чертежами только и проявляются во внешней простоте; словно нужен был опыт многих поколений, чтобы все стройней и чеканней становилась колонна, киль корабля или фюзеляж самолета, пока не приобрели наконец первозданную чистоту и плавность линии груди или плеча. Кажется, будто работа инженеров, чертежников, конструкторов к тому и сводится, чтобы шлифовать и сглаживать, чтобы облегчить и упростить механизм крепления, уравновесить крыло, сделать его незаметным - уже не крыло, прикрепленное к фюзеляжу, но некое совершенство форм, естественно развившееся из почки, таинственно слитное и гармоничное единство, которое сродни прекрасному стихотворению" (цит. по кн.: Антуан де Сент-Экзюпери. Военный летчик. - М.: Художественная литература, 1977, с. 44).
Для проектировщика понимание красоты тем более важно, что, несмотря на большие успехи в формализации процесса проектирования, проектирование сейчас - это в равной мере и наука и искусство.
Одну из задач настоящего учебника авторы видят в том, чтобы ознакомить Вас в самом первом приближении с таким сложным инженерным объектом, как летательный аппарат, показать его целесообразность и красоту, помочь Вам в освоении во многом интернационального профессионального языка (слэнга, англ. slang) проектировщиков.
И если это знакомство поможет Вам в работе с литературой, вначале с популярной и достаточно простой (небольшой список ее приведен в конце учебника), а затем и со специальной, побудит Вас к самостоятельной и упорной учебе, авторы будут считать свою задачу выполненной.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Сергей Михайлович Егер…………………………………………………………….1 Предисловие…………………………………………………………………………..3 Предисловие авторов………………………………………………………………....5 Принятые сокращения………………………………………………………………..7 Греческий алфавит…………………………………………………………………..11 Часть первая. Современный летательный аппарат-сложная техническая система..12 | ||
Глава 1 | Системный подход к проектированию ЛА …………………………………. | .12 |
1.1. Техническое задание на проектирование …………………………………. | .13 | |
1.2. Сложные (большие) системы, их свойства ……………………………….. | .13 | |
1.3. Летательный аппарат - главный элемент авиационного и ракето-космического комплекса....................................................................... | .16 | |
1.4. Системы и компоновка летательного аппарата …………………………... | .17 | |
Глава 2 | Инженерное обеспечение проектирования ЛА …………………………….. | .20 |
2.1. Основные этапы проектирования авиационного комплекса…………….. | .20 | |
2.2. Иерархия систем ЛА. Специализация инженеров, создающих системы.. | .22 | |
Глава 3 | Среда, в которой существует и функционирует ЛА ………………………. | .25 |
3.1. Факторы, влияющие на функциональные возможности и облик ЛА…… | .25 | |
3.2. Естественная внешняя седа - атмосфера Земли и околоземное пространство…………………………………………………………………………. | .26 | |
3.2.1. Основные параметры и свойства воздуха в атмосфере………………… | .27 | |
3.2.2. Международная стандартная атмосфера (МСА)……………………….. | .30 | |
3.2.3. Решение проектно-конструкторских задач и неопределенность по параметрам естественной внешней среды ………………………………… | .31 | |
3.3. Искусственная внешняя среда……………………………………………... | .35 | |
3.3.1. Аэропорт. Взлетно-посадочная полоса…………………………………. | .35 | |
3.3.2. Наземные системы обслуживания и подготовки самолета к полету …. | .36 | |
3.3.3. Обеспечение регулярности и безопасности полетов пассажирских самолетов………………………………………………………………………… | .37 | |
3.3.4. Стартовый ракетный комплекс………………………………………….. | .38 | |
3.3.5. Решение проектно-конструкторских задач и неопределенность по параметрам искусственной внешней среды………………………………... | .40 | |
Часть вторая. Теоретические основы авиационной техники………………………. | .42 | |
Глава 4 | Принципы полета и классификация ЛА……………………………………. | .42 |
4.1. Классификация принципов полета………………………………………… | .42 | |
4.2. Реализация ракетодинамического и баллистического принципов полета | .43 | |
4.3. Реализация аэростатического принципа полета …………………………. | .44 | |
4.4. Реализация аэродинамического принципа полета ……………………….. | .45 | |
4.5. Летательные аппараты, реализующие несколько принципов полета …... | .47 | |
4.6. Крылатый летательный аппарат в космическом пространстве …………. | .48 | |
Глава 5 | Основы аэродинамики………………………………………………………… | .53 |
5.1. Взаимодействие среды и движущегося тела. Классификация скоростей полета ……………………………………………………………………………. | .53 | |
5.2. Аэродинамический эксперимент………………………………………….. | .54 | |
5.3. Аэродинамические силы…………………………………………………… | .58 | |
5.4. Основные законы аэродинамики………………………………………….. | .60 | |
5.5. Элементы аэродинамики больших скоростей…………………………….. | .64 | |
5.6. Системы осей координат…………………………………………………… | .67 | |
5.7. Аэродинамические характеристики самолета……………………………. | .69 | |
Глава 6 | Основы динамики полета самолета…………………………………………. | .73 |
6.1. Траектории движения………………………………………………………. | .73 | |
6.2. Силы, действующие на самолет в полете…………………………………. | .75 | |
6.3. Пространственное движение самолета……………………………………. | .77 | |
6.4. Понятие об аэродинамическом расчете…………………………………… | .80 | |
Глава 7 | Аэродинамическая компоновка ЛА…………………………………………. | .83 |
7.1. Геометрические параметры обтекаемых тел……………………………… | .83 | |
7.1.1. Геометрические параметры несущей поверхности (крыла)…………… | .83 | |
7.1.2 Геометрические параметры несущих частей самолета (фюзеляжа)…… | .87 | |
7.2. Полетная конфигурация самолета…………………………………………. | .88 | |
7.2.1. Аэродинамические схемы. Продольная балансировка устойчивость и управляемость самолета………………………………………. | .89 | |
7.2.2. Боковая балансировка, устойчивость и управляемость самолета……... | .94 | |
7.2.3. Состав системы управления самолетом………………………………… | .97 | |
7.2.4. Показатели управляемости самолета……………………………………. | .98 | |
7.2.5. Некоторые мероприятия по увеличению эффективности аэродинамической компоновки………………………………………………… | ||
7.3. Влияние на аэродинамическую компоновку условий базирования и эксплуатации…………………………………………………………………….. | ||
7.4. Летательные аппараты короткого и вертикального взлета и посадки….. | ||
7.4.1. Вертолеты…………………………………………………………………. | ||
7.4.2. Самолеты вертикального (укороченного) взлета и посадки…………... | ||
7.5. Гидроавиация……………………………………………………………….. | ||
7.6. Самолет изменяемой геометрии…………………………………………… | ||
7.7. Средства обнаружения и аэродинамическая компоновка……………….. | ||
7.8. Аэродинамическая компоновка и активные системы управления……… | ||
Глава 8 | Основы прочности и жескости ЛА…………………………………………... | |
8.1. Нагружение агрегатов самолета и их деформация под нагрузкой………. | ||
8.2. Статическое и динамическое нагружение частей летательных аппаратов………………………………………………………………………………… | ||
8.3. Нормы прочности - закон при создании конструкции самолета………… | ||
8.4. Предварительная динамическая компоновка летательных аппаратов….. | ||
8.5. Прочностной эксперимент…………………………………………………. | ||
8.6. Активные системы управления и нагружение частей самолета………… | ||
8.7. Понятие надежности и живучести летательного аппарата……………… | ||
Часть третья. Инженерные основы авиационной техники ……………………….. | ||
Глава 9 | Взлетная масса самолета……………………………………………………… | |
9.1. Взлетная масса как критерий выбора проектного решения……………... | ||
9.2. Уравнение существования самолета………………………………………. | ||
Глава 10 | Основные элементы конструкции ЛА………………………………………. | |
10.1. Основные конструкционные материалы ………………………………... | ||
10.2. Внешние нагрузки и реакции опор ……………………………………… | ||
10.3. Простейшие виды нагружения и простейшие конструктивные элементы ………………………………………………………………………………… | ||
10.3.1. Растяжение………………………………………………………………. | ||
10.3.2. Сжатие……………………………………………………………………. | ||
10.3.3. Сдвиг……………………………………………………………………... | ||
10.3.4. Кручение…………………………………………………………………. | ||
10.3.5. Изгиб……………………………………………………………………... | ||
10.4. Подкрепленные тонкостенные оболочки - основа конструкции планера летательных аппаратов………………………………………………... | ||
Глава 11 | Элементы конструкции планера самолета…………………………………. | |
11.1. Примеры конструктивно-технологических решений…………………… | ||
11.2. Конструктивно-силовые схемы агрегатов планера самолета…………... | ||
11.3. Реализация требований ТЗ в процессе разработки конструкции………. | ||
Глава 12 | Элементы конструкции систем управления……………………………….. | |
12.1. Системы прямого управления самолетом……………………………….. | ||
12.2. Усилия на рычагах управления…………………………………………... | ||
12.3. Система непрямого (бустерного) управления…………………………… | ||
Глава 13 | Элементы конструкции шасси……………………………………………….. | |
13.1. Движение самолета по аэродрому………………………………………... | ||
13.2. Амортизационная система самолета……………………………………... | ||
13.3. Конструктивные схемы амортизационных стоек шасси………………... | ||
Глава 14 | Основные устройства силовых установок ЛА……………………………... | |
14.1. Двигатели, применяемые на летательных аппаратах…………………… | ||
14.2. Воздухозаборники и сопла двигателей самолета……………………….. | ||
14.3. Топливная система самолета……………………………………………... | ||
Глава 15 | Бортовые системы и оборудование самолета………………………………. | |
15.1. Пассажирское бортовое и специальное оборудование…………………. | ||
15.2. Системы кондиционирования и индивидуального жизнеобеспечения... | ||
15.2.1. Влияние условий полета на организм человека……………………….. | ||
15.2.2. Системы кондиционирования воздуха в гермокабинах………………. | ||
15.2.3. Системы индивидуального жизнеобеспечения……………………….. | ||
15.3. Системы защиты в особых условиях…………………………………….. | ||
15.3.1. Противообледенительные системы…………………………………….. | ||
15.3.2. Противопожарные системы…………………………………………….. | ||
15.4. Системы спасения и десантирования…………………………………….. | ||
15.4.1. Средства спасения на пассажирских самолетах………………………. | ||
15.4.2. Средства спасения на военных самолетах……………………………... | ||
15.4.3. Системы десантирования……………………………………………….. | ||
15.5. Пилотажно-навигационное и радиотехническое оборудование……….. | ||
15.5.1. Пилотажно-навигационное оборудование…………………………….. | ||
15.5.2. Радиотехническое оборудование……………………………………….. | ||
15.5.3. Комплексы бортового радиоэлектронного оборудования……………. | ||
15.5.4. Бортовое оборудование и кабина экипажа…………………………….. | ||
15.6. Бортовые энергетические системы летательных аппаратов……………. | ||
Глава 16 | Основы производства ЛА……………………………………………………... | |
16.1. Основные этапы изготовления летательных аппаратов………………… | ||
16.2. Производство авиационного предприятия и субподрядчики………….. | ||
16.3. Стандартизация и унификация в авиационном производстве………….. | ||
16.4. Некоторые технологические аспекты проектирования летательных аппаратов ……………………………………………………………………….. | ||
Глава 17 | Основы эксплуатации ЛА……………………………………………………. | |
17.1. Основные фазы существования летательных аппаратов в эксплуатации ………………………………………………………………………………. | ||
17.2. Некоторые аспекты технической эксплуатации агрегатов и систем самолета …………………………………………………………………………… | ||
17.3. Некоторые эксплуатационные аспекты проектирования …………….. | ||
Глава 18 | Основы проектирования ЛА………………………………………………… | |
18.1. Содержание процесса и основные этапы проектирования летательных аппаратов ………………………………………………………………………. | ||
18.2. Некоторые экономические аспекты проектирования …………………. | ||
18.3. Некоторые эргономические и экологические аспекты проектирования | ||
18.4. Формальные и неформальные аспекты проектирования ……………. | ||
18.5. Проектирование самолета и ЭВМ ………………………………………. | ||
18.6. Сертификация самолетов гражданской авиации ……………………… | ||
Часть четвертая Краткий обзор развития отечественной авиационной техники.. 297 | ||
Глава 19 | Самолетостроение в довоенный период и в годы Великой Отечественной войны.……………………………………………………………............... | |
19.1. Начало пути ……………………………………………………………… | ||
19.2. Самолеты 30-х годов …………………………………………………….. | ||
19.3. Самолеты предвоенных лет и в годы Великой Отечественной войны Советского Союза ……………………………………………………………… | ||
Глава 20 | Отечественная авиация в послевоенный период ………………………… | |
20.1. Освоение больших дозвуковых скоростей полета……………………… | ||
20.2. Сверхзвуковая боевая авиация…………………………………………… | ||
20.3. Развитие гражданской виации…………………………………………… | ||
20.4. Гражданские и боевые вертолеты……………………………………….. | ||
20.5. Авиация России в 90-е годы …………………………………………….. | ||
Глава 21 | Возможные пути развития гражданской авиации и задачи, стоящие перед самолетостроением…………………………………………………….. | |
21.1. Общие закономерности развития гражданского самолетостроения….. | ||
21.2. Увеличение коммерческой нагрузки ……………………………………. | ||
21.3. Увеличение рейсовой скорости………………………………………….. | ||
21.4. Уменьшение расходов на эксплуатацию………………………………… | ||
21.5. Уменьшение массы самолета…………………………………………….. | ||
21.6. Увеличение аэродинамического качества самолета……………………. | ||
21.7. Уменьшение расхода топлива…………………………………………….. | ||
Заключение……………………………………………………………………. |
Дата публикования: 2015-09-18; Прочитано: 611 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!