МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(Национальный исследовательский университет)
Нормирование летной годности
Конспект лекций
2012 г.
Оглавление
Масса, вес, сила тяжести, перегрузка и старая система единиц измерения 4
Нормы лётной годности 5
Авиационные правила 6
Структура Авиационных правил - норм лётной годности 6
Категории летательных аппаратов 7
Основы расчета на прочность 8
Метод сечений 8
Расчеты 9
Напряжения 9
Устойчивость стержня 10
Устойчивость пластин 10
Требования к самолету 11
Эксплуатационные и расчетные нагрузки 11
Расчетные воздушные скорости 12
Эксплуатационная маневренная перегрузка 13
Перегрузки при полете в неспокойном воздухе 14
Границы допустимых скоростей и перегрузок 16
Скорости и перегрузки с выпущенными закрылками 16
Скорость спутной струи воздушного винта 17
Несимметричные нагрузки на крыло 19
Без отклонения элеронов 19
С отклоненными элеронами 19
Угловая скорость при отклонении элеронов 20
Угловая скорость крена 21
Нагрузки на двигатель 22
Боковая нагрузка на двигатель 24
Несимметричные нагрузки 24
Гироскопические нагрузки 24
Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой 25
Нагрузки на горизонтальное оперение 27
Балансировочные нагрузки 27
Маневренные нагрузки на горизонтальное оперение 29
Нагрузки на горизонтальном оперении от воздушных порывов 30
Скос потока за крылом 30
Несимметричные нагрузки на горизонтальное оперение 33
Нагрузки на вертикальное оперение 33
Маневренные нагрузки 33
Нагрузка на вертикальное оперение 34
Нагрузки на вертикальное оперение от воздушных порывов 34
Нагрузки на разнесенное оперение 35
Совместное нагружение горизонтального и вертикального оперения 35
Усилия на рычагах управления 36
Нагрузки при двойном управлении 38
Одновременное действие рулями 38
Дополнительный коэффициент безопасности 38
Нагрузки от порывов ветра на земле 38
Условия аварийной посадки 39
Нагрузки на шасси 41
Энергия, поглощаемая амортизацией 41
Нагрузка на шасси 42
Раскрутка колес 44
Нагрузки при посадке 45
Обратный удар при посадке 46
Качение с торможением 46
Реверсивное торможение 46
Разворот 46
Дополнительные условия нагружения носовых колес 46
Хвостовая опора 46
Масса, вес, сила тяжести, перегрузка и старая система единиц измерения
Раньше для измерения количественных характеристик тела и его взаимодействия с другими телами использовалось понятие "вес". Это было интуитивно понятно и естественно.
Сейчас свойства объектов, которые раньше связывались с понятием "вес", описываются тремя физическими величинами, а определение понятия "вес" изменилось.
Масса - физическая величина, характеризующая инертные и гравитационные свойства тел, [а также их количественные характеристики].
Сила тяжести - сила, с которой тело притягивается к земле. Она является геометрической суммой силы гравитационного притяжения и центробежной силы инерции, вызванной вращением земли. Сила тяжести зависит от места на земле (в основном, от широты местности) и от высоты над поверхностью земли.
Вес - сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Раньше понятие "вес" означало то, что сейчас означает понятие "сила тяжести", а также оно использовалось для описания количественных характеристик тел, для которых сейчас используется понятие "масса".
И по старому определению, и по новому вес - это сила, и он измеряется в единицах силы. Раньше в качестве единицы силы использовался килограмм силы (кГ или кгс). В 1968 г. был принят ГОСТ на систему единиц СИ, в которой килограмм является единицей массы, а в качестве единицы силы используется Ньютон (Н).
Килограмм - это масса эталона килограмма.
Килограмм силы - это сила, с которой тело массой в один килограмм притягивается к земле в месте хранения эталона килограмма в Палате мер и весов в Париже.
Ньютон - это сила, которая сообщает телу массой в один килограмм ускорение в 1 м/с2.
1 кГ = 9,80665 Н.
Переход к новой системе единиц означал, что основной физической величиной, определяющей количественные характеристики тел, должна стать масса, а не вес.
Масса тела, выраженная в килограммах, численно равна весу (в старом понимании), выраженному в килограммах силы.
Исторически сложилось так, что в авиации до сих пор широко используется старая система единиц и старый подход, основанный на весе, а не на массе.
Нормы лётной годности
Нормы лётной годности содержат государственные требования к авиационной технике.
1967 г. - первое издание "Норм лётной годности гражданских самолётов СССР" (НЛГС). В их основе - требования ИКАО и обобщение опыта исследований, разработок и испытаний гражданской авиационной техники 60-х годов.
1972 г. - НЛГС-1 (после внесения в НЛГС пяти изменений).
1974 г. - "Нормы лётной годности гражданских самолётов СССР" (НЛГС-2). Обеспечено соответствие уровням норм США (FAR) и Великобритании (BCAR).
1975 г. - на базе НЛГС-2 разработаны "Временные нормы лётной годности гражданских сверхзвуковых самолётов СССР" (ВНЛГСС).
1984 г. - НЛГС-3.
1985 г. - НЛГС-3 приняты странами СЭВ как "Единые нормы лётной годности гражданских транспортных самолётов стран - членов СЭВ" (ЕНЛГ-С). НЛГС-3, FAR-25 и JAR-25 получились практически эквивалентными по требованиям. Наиболее существенным было отличие по структуре расположения требований и их нумерации.
1990 г. - начата работа по сближению Норм лётной годности СССР с Нормами США и Западной Европы по структуре расположения требований и их нумерации.
1994 г. - выпущены Авиационные правила, часть 25 (АП-25) "Нормы лётной годности самолётов транспортной категории". Практически это был перевод FAR-25 с введением дополнительных пунктов и разделов.
1993 г. - издание Авиационных правил, часть 23 (АП-23) "Нормы лётной годности лёгких самолётов".
2000 г. - новая версия АП-23.
1971 г. - первое издание "Норм лётной годности гражданских вертолётов
СССР" (НЛГВ).
1987 г. - НЛГВ-2.
1995 г. - выпущены Авиационные правила, часть 29 (АП-29) "Нормы лётной годности винтокрылых аппаратов транспортной категории". По структуре и содержанию АП-29 гармонизированы с Нормами лётной годности винтокрылых аппаратов США FAR-29.