Формула открытия
Теоретически и экспериментально установлено неизвестное ране явление - колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа (или жидкости), заключающееся в том, что тела удлиненной формы типа плоских стержней, имеющие большое (50-100) соотношение max и min изгибных жесткостей поперечных сечений, соединенные шарнирно по длинным сторонам плоскостей max жесткости и имеющие малые, зафиксированные жестко в одном из поперечных сечений, углы между этими плоскостями (30-150), при совместном изгибе нагрузкой движущегося потока катастрофически переходят к новой равновесной форме в область больших упругих перемещений изгиба и закручивания стержней, которая при малых (00-100) углах атаки поперечных сечений возвращается к исходной, образуя колебательный процесс.
Библиография
Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. – М.: Наука, 1971. - 807 с.
Павлов В.А. Расчет многошарнирного оперения с учетом отклонения рулей. – Изв. ВУЗов, “Авиационная техника”, 1974, № 1. С. 72-76.
Павлов В.А. Об устойчивости оперения. – Изв. ВУЗов, “Авиационная техника”, 1974, № 2, с. 62-66.
Павлов В.А. О колебаниях “прощелкивания” оперения. – Изв. ВУЗов, Авиационная техника, 1975, № 2, с. 99-105.
Павлов В.А. Механика авиаконструкций. – Казань, КГТУ им. А.Н. Туполева, 1999 г., 162 с.
Павлов В.А. Явление катастрофического изменения формы несущих поверхностей летательных аппаратов. – Изв. ВУЗов, “Авиационная техника”, 1995, № 1, с. 14-19.
Павлов В.А., Хакимуллин Ф.Ш., Гурьянов А.Я., Герштейн М.И. Экспериментальное исследование колебаний прощелкивания оперения – Изв. ВУЗов, “Авиационная техника”, 1980, № 4, с. 81-84.
Астахов М.Ф. и др. Справочная книга по расчету самолета на прочность. – М.: Оборонгиз, 1954. - 708 с.
Павлов В.А. Устройство для навески элерона. – авторское свидетельство № 557552, зарегистрировано 14 января 1977 г.
Павлов В.А. О принципе проектирования силовой схемы многоопор-ных рулей. – Изв. ВУЗов, “Авиационная техника”, 1988, № 1 ,с. 110-112.
Павлов В.А. Геометрически нелинейная теория расчета тонких стержней крыльевого профиля. – Изв. ВУЗов, “Авиационная техника”, 1981, № 2, с
Павлов В.А., Черников С.К. О критической скорости флаттера оперения с рулем. – Изв. вузов, Авиационная техника, 1982 г., №4, с. 61-64.
- Изв. ВУЗов. Авиационная техника, 1982, № 4, с. 61-64.
Павлов В.А., Гайнутдинов В.Г., Лебедев И.М. Влияние лобовой нагрузки на критическую скорость флаттера.
- Изв. ВУЗов. Авиационная техника, 1990, № 1, с. 10-13.
Вольмир А.С. Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи аэроупругости. – М.: Наука, 1976, 416 с.
Лурье А.И. Аналитическая механика. – М.: Физматгиз, 1961, 824 с.
Гроссман Е.П. Курс вибраций частей самолета. – Оборонгиз, 1940.
Утверждаю: Заключение по заявке на открытие под названием: «Колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа или жидкости»
Профессором Казанского Государственного технического университета им. А.Н. Туполева Павловым В.А. обнаружено новое явление в области аэроупругости летательных аппаратов.
Автором теоретически и экспериментально доказано существование колебаний в таких конструкциях авиационной техники, как крыло с элероном, оперение с рулем, (называемых им составными конструкциями), колебаний, которых нет среди ранее известных. Они названы автором колебаниями катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа или жидкости.
В.А. Павловым было обнаружено, что методы расчета составных стержней созданы для конструкций самолетов 30* годов и что отклоненные, многоопорные рули с металлической обшивкой, имеющие большие жесткости в плоскости хорд, не могут быть рассчитаны этими методами.
Новый метод расчета, построенный автором, показал, что в шарнирах навески рулей при их отклонении появляются новые реакции, лежащие в плоскости хорд оперения, - они названы лобовыми реакциями и существование их подтверждено экспериментами автора, выполненными на моделях и реальных конструкциях.
В действительности эти реакции настолько велики, что могут вызвать потерю устойчивости плоской формы рулей, которая, как оказалось,
происходит в виде катастрофы (прощелкивания) с переходом к новой равновесной форме. В.А.Павлов показал теоретически и экспериментом, что переходы к новой равновесной форме составной конструкции и возвращения к исходному нагруженному состоянию могут в потоке воздуха происходить последовательно и многократно, образуя колебательный процесс - это и явилось предметом открытия.
Для доказательства достоверности и выделения катастрофических колебаний от ранее известных, таких как флаттер крыла с элероном (оперения с рулем), была построена геометрически нелинейная теория расчета стержней при больших перемещениях. Правомерность применения этой теории к исследованиям статики и динамики составных стержневых конструкций была подтверждена автором на статических экспериментах и в аэродинамической трубе Казанского авиационного института.
Опубликована монография, в которой приводятся не только теория и методы расчета составных стержней, но и способы устранения самой возможности проявления катастроф и катастрофических колебаний, новые расчетные схемы проектирования рулей, закрылков и элементов их навески (кронштейнов и рельсов). Изобретен новый способ навески рулей. Описывается механика взаимодействия руля с несущей поверхностью при заклинениях рулей, ранее известных, но неправильно понимаемых. Объяснена механика неожиданных срывов кареток многорельсовых закрылков с рельсов в момент посадки самолета (летные происшествия при посадке самолета Ил-76). Выяснено, что катастрофические колебания не устраняются балансировкой рулей так, как это принято делать для устранения явлений флаттера рулевых поверхностей.
Указание на необходимость использования новой расчетной схемы, учитывающей отклонение рулей в расчетах составных конструкций и при статических испытаниях самолетов, появилось в «Нормах прочности» уже после опубликования работ автора.
Геометрически нелинейная теория статики и динамики стержней при больших перемещениях используется автором и его учениками при исследованиях движения лопастей несущего винта и особенно при решении задач, где необходимо точное определение прогибов - в задачах о схлестывании лопастей соосных несущих винтов.
Автором предлагаются рекомендации, которые необходимо учитывать при изготовлении и трубных экспериментах моделей оперения с рулем: обязательное отклонение рулей при эксперименте, моделирование лобовой жесткости руля и моделирование количества шарниров его навески (многоопорные рули в продувочных моделях всегда заменяют двухопорными).
Выводы экспертизы:
Установлено неизвестное ранее явление - колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа или жидкости, подтвержденное автором теоретически и экспериментально на моделях и реальных конструкциях, в статических испытаниях и в аэродинамической трубе. Предложенная теория расчета основана на апробированных гипотезах и классических методах. Справедливость математической модели хорошо подтверждается результатами эксперимента. Все это убеждает в достоверности заявляемого открытия.
Считаем, что приоритет автора заявлен уже в первых линейных решениях и экспериментах 70*-годов, которые в дальнейшем подтверждены и в более точной нелинейной постановке.
Можно согласиться с формулой открытия в редакции автора:
Формула открытия.
Теоретически и экспериментально установлено неизвестное ранее явление - колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа (или жидкости), заключающееся в том, что тела удлиненной формы типа плоских стержней, имеющие большое соотношение max и min изгибных
жесткостей поперечных сечений, соединенные шарнирно по длинным сторонам плоскостей max жесткости и имеющие малые, зафиксированные жестко в одном из поперечных сечений, углы между этими плоскостями, при совместном изгибе нагрузкой движущегося потока катастрофически переходят к новой равновесной форме в область больших перемещений изгиба и закручивания стержней, которая при малых углах атаки поперечных сечений возвращается к исходной, образуя колебательный процесс.
Открытие положило начало новому научному направлению, которое можно сформулировать как геометрически нелинейные математические модели статики и динамики стержней и составных стержневых конструкций и их приложение к прочности и проектированию несущих и управляющих поверхностей летательных аппаратов, к исследованиям динамики лопастей несущих винтов.
Результаты открытия предлагается использовать (а частично это уже делается) в практике работы НИИ и конструкторских бюро, занимающихся авиационной техникой, и в учебном процессе Вузов, при написании монографий и учебных пособий.
Эксперты:
Зав. кафедрой
Сопротивления
материалов КГТУ,
Член-корреспондент
АН
Татарстана, 
д.ф-м.н., профессор В.Н. Паймушин
Зав. кафедрой
В.Г. Гайнутдинов
Конструкции и проектирования летательных аппаратов КГТУ, д.т.н., профессор