книги из ГПНТБ / Конструкция летательных аппаратов учебник

Чк- и м д

Настоящая книга является учебником по курсу «Конструкция летатель­ ных аппаратов» для слушателей ВВИА им. профессора Н. Е. Жуковского

иинженерных ВВУЗов ВВС.

Вней излагаются основные положения по устройству щ анализу конст­

рукций, необходимые для грамотной эксплуатации летательных аппаратов. Рассматриваются как отдельные части конструкции летательного аппара­ та: планер, взлетно-посадочные устройства, средства аварийного спасения экипажа, топливные и противопожарные системы, так и общие вопросы кон­ струкции: оценка условий работы с различных аэродромов, ресурса, а также боевой живучести летательного аппарата; взаимосвязь свойств и подход к выбору рациональных параметров военного летательного аппарата, типо­ вые варианты конструкций разных видов. Книга в значительней части бази­

комендации заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, профессора, док­

тора технических наук В. Ф. Болховитинова редактора предыдущего

учебника кафедры «Конструкция и боевая эффективность летательных аппа­ ратов» издания 1962 года.

Иллюстраций — 408, таблиц — 2, библиография — 103.

ВВЕДЕНИЕ

Современный военный летательный аппарат является синте­ зом достижений науки и техники. Без понимания устройства и функционирования элементов конструкции и всего аппарата в целом немыслимы успешная эксплуатация и участие инженера ВВС в совершенствовании боевой авиационной техники.

Как известно,* в развитии авиационной и ракетной техники, в разработке эффективных способов ее боевого применения выда­ ющаяся роль принадлежит русским и советским ученым, конст­ рукторам, инженерам и летчикам.

Творцом первого в мире самолета был русский ученый и изоб­ ретатель А. Ф. Можайский. Построенный им аппарат, который имел основные части современного самолета: крыло, фюзеляж, оперение, рули, шасси, а также двигатель с винтом, при испыта­ ниях поднялся в воздух в 1882 г. Профессор Н. Е. Жуковский своими работами заложил основы науки, объясняющей законы полета, и внес всемирно известный вклад в развитие авиации. Он со своими талантливыми учениками гармонично сочетал фунда­ ментальные теоретические исследования с серьезными экспери­ ментами, что в весьма большой мере способствовало ускоренно­ му развитию авиации в России.

На Русско-Балтийском заводе в 1913 году был построен пер­ вый в мире четырехмоторный самолет «Русский Витязь», кото­ рым было положено начало тяжелого самолетостроения.

Замечательный военный летчик П. Н. Нестеров, исследуя ма­ невренные свойства самолета, совершил в 1913 г. впервые в мире «мертвую петлю», открывшую новые боевые возможности авиа­ ции.

В годы Советской власти в нашей стране благодаря постоян­ ной заботе Коммунистической партии и Советского правитель­ ства авиационная наука и техника стали развиваться высокими темпами. Уже в первые годы после революции были организова­ ны такие всемирно известные центры авиационной науки, как ЦАГИ имени проф. Н. Е. Жуковского, ВВИА имени проф. Н. Е. Жуковского, НИИ ВВС и др.

При проведении в жизнь курса партии на индустриализацию страны в годы первых пятилеток советским народом создается

* Авторы рекомендуют прочитать книгу В. Ф. Болховитинова «Очерки развития летательных аппаратов». Воениздат, 1962.

3

своя авиационная промышленность и выпускается много замеча­ тельных самолетов под руководством талантливых конструкто­ ров: Н. Н. Поликарпова, А. Н. Туполева, С. В. Ильюшина, В. М. Петлякова, С. А. Лавочкина, А. И. Микояна, А. С. Яковлева, П. О. Сухого и др. В числе испытателей этих самолетов были зна­ менитые летчики В. П. Чкалов, М. М. Громов, А. Т. Юмашев и др. На советских летательных аппаратах было установлено мно­ го мировых рекордов. Для наших конструкторов характерны оригинальность решений и новаторство в авиастроении. Это под­ тверждается созданием многих выдающихся рекордных тяжелых самолетов, таких как «Максим Горький», АНТ-44 и других, пре­ восходных истребителей «И-16», «ЯК», «ЛА». В мае 1942 года был построен и облетан первый в мире ракетный истребитель конструкции В. Ф. Болховитинова «БИ-1».

В годы Великой Отечественной войны советская военная авиация продемонстрировала свое превосходство над противни­ ком, особенно во второй период войны, когда наши ВВС превос­ ходили противника не только по качеству и по мастерству летно­ го и командного состава, но и по количеству самолетов.

В годы послевоенных пятилеток советский народ под руковод­ ством партии и правительства продолжает укреплять свои Во­ оруженные Силы, создавать новую авиационную и ракетную технику. Высокий уровень развития авиационной и ракетной техники достигается благодаря успешной деятельности ши­ рокой сети научно-исследовательских институтов, конст­ рукторских бюро, учебных авиационных институтов, а также на­ личию первоклассной авиапромышленности в нашей стране. Со­ вершается качественный скачок перехода от поршневой авиации к реактивной. Создаются и поступают на вооружение наших ВВС совершенные реактивные истребители, бомбардировщики, военно-транспортные самолеты и вертолеты. Появились реактив­ ные пассажирские самолеты и вертолеты гражданской авиации.

Впервые в мире гражданин Советского Союза коммунист майор Ю. А. Гагарин на советском космическом корабле выходит в космос. Вслед за этим следуют одно за другим знаменательные события по овладению космосом советскими людьми, которые определяют ведущую роль нашей страны как авиационной и космической державы. Сбываются мечты и научные предвидения замечательного деятеля науки, нашего соотечественника К. Э. Циолковского.

При создании летательных аппаратов к их конструкции предъявляются общие технические требования, которые должны неуклонно выполняться.

Летательный аппарат должен успешно выполнять боевые за­ дачи в составе боевого авиационного комплекса. Это обеспечива­ ется, в частности, соответствующими аэродинамическими ха­ рактеристиками аппарата и свойствами двигательной установки, достаточной прочностью и жесткостью конструкции при возмож­

4

но меньшем весе, необходимой проходимостью по грунту (для самолетов), постановкой на аппарат эффективного вооружения и оборудования, совершенством летательного аппарата в эксплуа­ тации и при ремонте.

Экипажу должны быть обеспечены нормальные условия рабо­ ты при полете и выполнении боевого задания, а также надеж­ ное спасение в случае необходимости. Эти требования выполня­ ются за счет специального оборудования кабин экипажа.

Должна обеспечиваться достаточно высокая боевая жи­ вучесть летательного аппарата, под которой понимается его спо­ собность выполнять полет в соответствии с боевым заданием при наличии повреждений от огня противника. Обеспечивает­ ся она применением более живучих конструкций, противопожар­ ными мерами, бронированием и экранированием жизненно важ­ ных агрегатов, многократным резервированием систем и агрега­ тов и т. д.

Аппарат должен обладать высокой надежностью и безопас­ ностью полетов (для пилотируемых аппаратов), под которыми понимается его способность соответственно безотказно работать в течение заданного срока службы и не выходить на недопусти­ мые режимы полета из-за отказов техники или ошибок летчика.

Надежность обеспечивается главным образом многократным резервированием и применением проверенных на практике эле­ ментов системы, а также достаточной величиной запаса прочно­ сти частей конструкции.

Безопасность полетов, кроме того, обеспечивается благоприят­ ными аэродинамическими характеристиками, а также сигнализа­ цией о приближении к опасным режимам и специальной авто­ матикой.

Конструкция должна отвечать требованиям эксплуатационной и ремонтной технологичности, под которыми понимают ее прис­ пособленность к выполнению всех предусмотренных видов тех­ нического обслуживания и ремонта с минимальными затратами рабочего времени. Сюда относятся удобство подхода к агрега­ там, применение унифицированных, стандартных взаимозаменяе­ мых узлов и агрегатов, а также использование модульных конст­ рукций, повышающих мобильность переоборудования летатель­ ного аппарата для выполнения различных боевых заданий. Кро­ ме того, должно обеспечиваться одновременно выполнение раз­ ных работ по подготовке аппарата к боевому вылету, повышение контролепригодности авиатехники, в частности, автоматизиро­ ванный контроль и др.

средств на производство летательного аппарата и выполняются они применением прогрессивных технологических методов, вы­ бором рациональных материалов, использованием унифициро­ ванных и стандартных узлов и агрегатов и др.

5

Должное внимание уделяется физической стороне работы кон­ струкции, важной для понимания условий ее нормального функ­ ционирования и причин появления отказов и неисправностей. Это необходимо для выработки мер по предупреждению и устране­ нию неисправностей и отказов, а также повышению надежности конструкции и безопасности полетов. Элементы планера, взлет­ но-посадочных и других устройств и систем рассматриваются в реальных условиях эксплуатации на земле и в воздухе. Анали­ зируются конструкции и работа крыла, оперения, фюзеляжа, шасси и других элементов под воздействием эксплуатационных нагрузок разных видов: повторных статических, динамических, тепловых и др. Разбираются типовые силовые схемы частей пла­ нера, на основе которых на практических занятиях анализируют­ ся конструкция и силовые схемы конкретных летательных ап­ паратов.

Принцип изучения конструкции частей планера и взлетно-по­ садочных устройств на базе работы их под нагрузкой зародился в 1937 году в академии, когда была образована кафедра конструк­ ции и прочности самолетов под руководством проф. С. Г. Козло­ ва. В дальнейшем этот принцип развивался и совершенствовался при активном участии коллектива кафедры и в настоящее время принят во всех инженерных и технических учебных заведениях, ВВС и все шире используется в гражданских средних и высших авиационных учебных заведениях, готовящих специалистов по эксплуатации авиационной техники.

На основе такого подхода военный инженер овладевает мето­ дами, необходимыми для решения насущных проблем эксплуата­ ции летательных аппаратов — грамотного, целенаправленного анализа состояния конструкции; ремонта боевых повреждений; оценки боевой живучести планера и безопасности полетов; прод­ ления ресурса аппарата; обеспечения проходимости самолета по грунту и др. Указанные вопросы отражаются при рассмотрении отдельных частей и агрегатов наряду с другими сторонами и свойствами конструкции.

Общие вопросы конструкции даются как при рассмотрении отдельных частей и систем летательного аппарата, так и в виде самостоятельных тем.

Взаимосвязь летных, тактических и технических свойств кон­ струкции летательного аппарата определяется уравнением суще­ ствования, объемными и стоимостными соотношениями. Показы­ вается применение этих соотношений при выборе рациональных технических решений и модифицировании авиационной техники. Дается понятие о методике определения тактико-технических требований (ТТТ) к военным летательным аппаратам путем оп­ тимизации свойств и параметров аппарата. Летательный аппа­ рат рассматривается при этом как составная часть боевого авиа­ ционного комплекса.

7