Заключение

Итак, мы рассмотрели основные возможности вертикального взлета и посадки и каждая из них имеет явные недостатки: вертолет — малую скорость полета, винтокрыл — и скорость и взлетный вес меньше, чем у самолетов, преобразуемые летательные аппараты, представляющие собой одновременно и вертолет и самолет — пока не нашли наилучшего воплощения, так как в их взлетный вес входят паразитные агрегаты (крыло — на взлете и посадке, а несущий винт — в горизонтальном полете), которые делают их малорентабельными.

Средство спасения на ротошюте громоздкое и тяжелое; СНВ, у которого каждая лопасть сворачивается на отдельный барабан — имеет тяжелые редукторы, трансмиссию и даже двигатели для сворачивания лопастей после посадки, перед остановкой их вращения; использование для взлета и посадки ракетных двигателей,

видимо, может иметь место, как у D–клиппера, хотя имеет большой недостаток — на такую посадку необходимо много топлива, посадка невозможна при выходе двигателей из строя, невозможно возвращение ракеты прямо на стартовую площадку.

Наилучшим средством для вертикального взлета и посадки, а также средством спасения были бы несущие винты, так как они могут служить средством спасения при отказе двигателей, отсутствии топлива, способны осуществить посадку на аэродром или на неподготовленную площадку, а также на место будущего старта ракеты. Наилучшим средством, если бы были свободны от описанных выше недостатков. Такие системы вертикального взлета и посадки на винтах предложены в Казанском Государственном Техническом Университете им. А.Н.Туполева. Они компактны, легки, так как не имеют редукторов и трансмиссий, удачно объединяют винт с крылом и практически не имеют эффекта паразитных грузов. Построены демонстрационные модели.

В настоящее время на их базе проектируются летательные аппараты, значительно превосходящие мировой уровень:

1. Скоростной пассажирский самолет с вертикальным взлетом и посадкой грузоподъемностью до 300 тонн, имеющий средство спасения самолета в целом(самолет— спасатель, вахтовый самолет).

2. Супертяжелый вертолет грузоподъемностью до тысячи тонн.

3. Скоростные легкие деловые и сверхлегкие самолеты с вертикальным взлетом и посадкой, имеющие средство спасения аппарата в целом.

4. Средство спасения спускаемых аппаратов и многоразовых ступеней ракет.

Этими разработками уже интересовались представители фирмы McDonnell Douglas. Думаю, что, как обычно, реализация наших изобретений начнется не в России.

Литература

1. Проектные и экспериментальные исследования скоростных вертолетов и винтокрылых аппаратов (обзоры, переводы, рефераты). - М.: БНТИ ЦАГИ №296, 1969. -62с.

2. William A. Gaubatz Developing the Delta Clipper for low cost Future space transportation systems. International Aerospace Congress. August 15—19, 1994, Moscow, Russia, 9p.

Отзывы к лекциям. Отзыв

о лекции В.А.Павлова "КАТАСТРОФЫ АВИАКОНСТРУКЦИЙ И ТЕОРИЯ КАТАСТРОФ

(Мемуар об открытии катастрофического изменения формы крыла)

Резензируемая лекция является довольно разноплановой. В ней содержится как материал автобиографического характера, так и научная часть, посвященная задаче о потере устойчивости некоторых многозвенных элементов самолета. Материал мемуарной части, который по жанру можно отнести скорее к художественной литературе, рецензентом не обсуждается, тем более, что согласно положению о Соросовской лекции краткая справка о профессиональной деятельности автора прилагается отдельно от лекции.

При оценке научной части рецензент придерживается мнения, что хотя рассматривается, быть может, очень важная задача о руле самолета, в конструкции самолета можно указать многие десятки деталей и узлов, при конструировании которых допускались ошибки, приводившие к катастрофам: гировертикали, шасси, автопилоты, двигатели, радиолокаторы и т.п. Развитие авиации привело к открытию многих явлений таких как, например, флаттер или шимми, что в свою очередь стимулировало развитие новых областей механики и математики (неконсервативная теория устойчивости, неголономная механика, аэроупругость т.п.). С этой точки зрения приходится констатировать, что в лекции рассматривается довольно частная прикладная задача.

В лекции большое внимание уделяется критике линейных методов расчета элементов конструкции самолета, разработанных профессором Ветчинкиным в тридцатые годы. Указывается на консерватизм, царящий в отечественных конструкторских бюро, где не используются современные нелинейные методы расчета прочности самолета. Излагается история открытия автором явления катастрофического изменения формы крыла, т.е. потери устойчивости некоторой формы упругой конструкции. Здесь новизна, по-видимому, связана только с данным конкретным элементом конструкции самолета, так как явление потери устойчивости упругого стержня известно еще со времен Эйлера, а методы теории катастроф для анализа потери устойчивости в форме перескоков широко используются во многих областях техники (см., например, книгу Я.Г.Пановко и И.И.Губановой "Устойчивость и колебания упругих систем" М.: Наука, 1979, где указанный подход использовался для исследования фермы Мизеса).

При чтении лекции у читателя может возникнуть впечатление (у рецензента оно возникло), что основная цель лекции состоит в доказательстве приоритета автора в открытии нового явления и жалобе на то, что окружающие не хотят признавать этот факт.

Среди непринципиальных замечаний можно указать на то, что в тексте лекции используются узкоспециальные термины сопротивления материалов типа уравнений Кирхгофа-Клебша, не всегда поясняются обозначения математических символов, содержащихся в тексте и на рисунках, имеются погрешности стилистического характера типа "доказательство явления".

Учитывая вышеизложенное и главное замечание о том, что в представленном мемуаре не выполнено основное требование к Соросовским лекциям, которые должны информировать читателя о новейших достиженях науки, рецензент не может дать положительное заключение по рассмотренному материалу.

Ю.Мартыненко

ОТВЕТ

автора лекции "Катастрофы авиаконструкций и теория катастроф" на отзыв рецензента

Представленная на отзыв лекция посвящена вопросам аэроупру­гости самолета как некоторому разделу физики, более того механи­ки. Излагаются основы обнаруженного автором явления "катастрофи­ческого изменения формы крыла", которое признано в соответствую­щих научных кругах, на эту тему защищены две докторские диссер­тации, а выполненные работы позволили автору стать действитель­ным членом Академии нелинейных наук. Таким образом можно заклю­чить, что лекция знакомит читателя с новейшими достижениями нау­ки.

Выше изложен ответ на основные выводы рецензента о новизне материала, далее предлагаются ответы на отдельные замечания от­зыва:

• "художественная" часть лекции рассчитана на учителя или даже ученика старших классов, в ней автор показал на необходи­мость связи природы и человека, показал свой путь к открытию,

• представленное в лекции явление, не следует рассматривать как результат "ошибок при конструировании деталей", оно так же как и флаттер свойственно не отдельному рулю, а несущей поверх­ности в целом, но в отличии от флаттера обнаруживается лишь на основе нелинейной математической модели, для построения которой автором создана теория расчета крыла при больших перемещениях,

• в лекции не подвергаются сомнению исследования профессора Ветчинкина, а критикуется консервативный взгляд прочнистов на его выводы, сделанные для конструкций тридцатых годов,

• автор не ставит своей целью "доказывать в лекции приоритет открытия", это давно сделано, хотелось показать будущим исс­ледователям, что противостояние первооткрывателям довольно ес­тественный факт, но его не следует пугаться,

• выражение рецензента "новизна, по-видимому связана только с данным конкретным элементом конструкции самолета, так как яв­ление потери устойчивости упругого стержня известно еще со вре­мен Эйлера" позволяет автору усомниться в том, что написавший эту фразу хоть сколько-то близок к проблеме, изложенной в лек­ции.

Конкретные замечания рецензента учтены в обновленном вари­анте лекции и за эти замечания я ему благодарен.

Прошу кураторов программы "Соросовские профессора" напра­вить лекцию на дополнительный отзыв специалисту, знакомому с авиацией и проблемами аэроупругости.

С уважением и признательностью

Соросовский профессор В.А.Павлов

отзыв

на лекцию Соросовского профессора В.А.Павлова "Катастрофы авиаконструкций и теория катастроф"

Лекция В.А.Павлова посвящена новейшей области науки о лета­тельных аппаратах - нелинейной аэроупругости. Проблемы аэроупру­гости самолета, получившие разрешение в линейной постановке тру­дами Келдыша, Гроссмана и других отечественных и зарубежных уче­ных, основывались на математических моделях, учитывающих, что деформирование конструкции крыла изменяет аэродинамическую наг­рузку, которая, в свою очередь, влияет на деформации.

Появление современных летательных аппаратов с сильно дефор­мирующимся крылом вызвало к жизни исследования в области аэроуп­ругости в которых большие перемещения крыла влияют не только на изменение аэродинамической нагрузки, но и на расчетную схему крыла, которая становится геометрически нелинейной.

Автор лекции описывает, как на основе построенной им нели­нейной математической модели, ему удалось обнаружить новое явле­ние, имеющее место в составном крыле при определенном сочетании его параметров.

Считаю интересным подход к построению лекции для учителей: автор показывает все шаги своей деятельности, начиная с детства, которые привели его к пониманию явления, а проведенные аналогии с крылом птицы лишний раз возвращают нас к необходимости учиться у природы ее мудрости и взаимообусловленности.

Автор касается и взаимоотношений в научно-технической среде в период становления чего-то нового. Росткам нового трудно про­биться через устоявшиеся представления и это должны знать те, кто хочет идти в науку. П.Л.Капица об этом сказал так: "В науке существенный шаг вперед делает тот, кто обнаруживает явление, которое не может быть объяснено в рамках существующих представ­лений". Так и явление, обнаруженное В.А.Павловым, никак не опи­сывалось на основе старой, традиционной расчетной схемы расчета крыла с управляющей поверхностью.

Думаю, что определение места обнаруженного явления в клас­сификации теории катастроф усиливает интерес к лекции и к новой области знаний - теории катастроф, в фундаменте которой очень много сделано Российскими учеными.

Лекция написана простым языком, доступным учителям и школь­никам. Автору удалось совместить сложнейшие научные исследования с занимательностью и доходчивостью.

Считаю, что представленный материал вызовет интерес в школьной среде и его необходимо опубликовать.

Профессор кафедры Ф. Н. Шклярчук

строительной механики и прочности МАИ

1⁾ Имеется в виду оперение или крыло, снабженное неразрезной управляющей поверхностью с многошарнирной навеской.

2⁾ Считаем, что угол отклонения руля в сечении по качалке управления не изменяется при колебаниях.

1. 1Штрихом здесь обозначена производная по z, точками – производная по времени .

2. Следует понимать М_z как крутящий момент, так как ось жесткости совмещена с осью шарниров.

2

3 Работа над экспериментальными исследованиями колебаний прощелкивания начата автором в 1973 году, а в 1974 году были получены первые результаты на модели, выполненной студентом Ф.Ш. Хакимуллиным. Результаты публикуемого эксперимента получены в 1978 году.

186