ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Московский авиационный институт
(национальный исследовательский университет) «МАИ»
В.З. МАКСИМОВИЧ
Учебно-методическое пособие
к курсовой работе по дисциплине
«Проектирование и эффективность авиационных комплексов»
Москва
Издательство МАИ
2014
Максимович В.З. Учебно-методическое пособие к курсовой работе по дисциплине «Проектирование и эффективность авиационных комплексов». – М.: Изд-во МАИ, 2014. - ?? с.: ил.
Представлены материалы по содержанию курсовой работы, даны рекомендации по выполнению отдельных разделов курсовой работы, приведены примеры расчетов и оформления пояснительной записки и графических отчетных материалов.
В приложении даны справочные материалы, необходимые для выполнения курсовой работы.
Пособие предназначено для студентов очно-заочного обучения, выполняющих курсовую работу по кафедре «Проектирование самолетов».
Рецензенты:
ПРЕДИСЛОВИЕ
Каждый квалифицированный работник авиационного предприятия должен понимать и представлять, как и для чего создается самолет, выполняя свою конкретную работу на своем рабочем месте. Только в этом случае он будет работать с четким пониманием своего места и ответственности за достижение конечной цели в общем процессе создания самолета (авиационного комплекса).
Теоретическое понимание и представление того, как и для чего создается самолет, студенты получают из дисциплины «Проектирование и эффективность авиационных комплексов».
В процессе выполнения курсовой работы по этой дисциплине студенты на практике осваивают проектные процедуры (выбор самолетов-прототипов, выбор схемы самолета, определение его рациональных параметров и характеристик, предварительная компоновка, расчет центровки) начального этапа проектирования самолетов – этапа предварительного проектирования (этапа разработки технического предложения) и начинают понимать всю сложность процесса создания самолета и ответственность за принятые на этом этапе проектно-конструкторские, технологические и другие решения.
Студентам рекомендуется выполнять курсовую работу с применением современных информационных компьютерных технологий, используя знания и практические навыки, полученные из дисциплины «Автоматизация проектно-конструкторских работ в авиастроении». Эта дисциплина преподается параллельно в том же семестре, что и дисциплина «Проектирование и эффективность авиационных комплексов».
Данное учебное пособие написано по подобию пособия [6], но с учетом изменений, произошедших в действующем учебном плане. Более подробно расписано содержание курсовой работы по разделам, приведен новый пример расчета взлетной массы и выбора основных параметров самолета для другого типа самолета, добавлена информация в приложениях.
1. Цель и задачи курсовой работы
Основная цель курсовой работы – закрепление знаний, полученных в курсе лекций по дисциплине «Проектирование и эффективность авиационных комплексов».
Данная курсовая работа предшествует дипломному проекту и содержит некоторые разделы и подразделы, аналогичные разделам и подразделам дипломного проекта [9]. Студент при выполнении курсовой работы приобретает необходимые практические навыки самостоятельного решения целого ряда проектных задач:
выбор самолетов-прототипов и сбор их статистических данных;
выбор схемы и схемных признаков проектируемого самолета;
определение рациональных параметров самолета и его основных агрегатов и систем;
расчет начальных значений размерных величин: взлетной массы самолета в первом и втором приближениях, стартовых или взлетных значений удельной нагрузки на крыло и тяги (мощности) двигателей его силовой установки;
предварительные компоновка, весовая сводка и центровка самолета;
начальный расчет его будущих летно-технических характеристик (ЛТХ) в соответствии с техническим заданием (ТЗ).
Курсовая работа состоит из двух основных частей: расчетной и графической.
Расчетная часть включает следующие разделы:
Предварительные изыскания.
Выбор схемы самолета и типа двигателя.
Расчет взлетной массы и выбор основных параметров самолета.
Определение основных летно-технических характеристик самолета.
Компоновка и центровка самолета.
Расчетная часть должна быть представлена в виде пояснительной записки к курсовой работе и содержать:
оглавление с указанием страниц;
указанные выше разделы с обоснованием принятых решений, с расчетами и иллюстративным материалом (таблицы, графики, схемы и т.п.);
список использованных источников информации, на которые должны быть ссылки в тексте пояснительной записки;
приложение (с алгоритмами расчетов, распечатками программ, таблицами результатов счета, если при выполнении курсовой работы использовались современные компьютерные технологии).
Графическая часть курсовой работы состоит из чертежа общего вида самолета в трех проекциях с некоторыми основными сечениями или разрезами, иллюстрирующими компоновку самолета (формат чертежа не менее 594 х 841 мм). Если графическая часть курсовой работы выполнялась с применением современных компьютерных систем геометрического моделирования, то для защиты (сдачи) курсовой работы чертеж выводится на бумажный носитель, а к пояснительной записке должен быть прикреплен карман с магнитным носителем («флэшка», диск и т.п.) с чертежом самолета.
2. Разделы курсовой работы
2.1. Предварительные изыскания
В данном разделе студент должен теоретически обосновать целесообразность и актуальность создания нового проектируемого самолета на основе анализа современных рынков гражданской и военной авиации, современного состояния авиационной техники в стране и в мире, потребностей народного хозяйства и вооруженных сил, современных воздушных операций и т.п.
Анализируя исходные данные (требования технического задания на проектируемый самолет), студент выбирает самолеты-прототипы, наиболее близкие по своим летно-техническим и технико-экономическим характеристикам к проектируемому самолету. Основные летно-технические характеристики самолетов-прототипов не должны отличаться от аналогичных летно-технических характеристик проектируемого самолета более чем на 15…20%.
Заданные в техническом задании на проектируемый самолет исходные летно-технические характеристики должны быть лучше, хотя бы по одной позиции, чем у существующих самолетов аналогичного назначения (это должны учитывать руководители курсовой работы при выдаче заданий на курсовую работу).
По самолетам-прототипам собираются статистические данные - их основные характеристики и параметры, которые заносятся в соответствующую таблицу. Форма таблицы и минимальный перечень статистических данных приведен в таблице 1. Последний столбец таблицы 1 содержит исходные данные к проектируемому самолету для проверки соотношений основных летно-технических характеристик самолетов-прототипов и проектируемого самолета. Студент подбирает статистические материалы по отечественным и зарубежным самолетам соответствующего заданию назначения. Увлекаться количеством самолетов-прототипов не рекомендуется – достаточно двух наиболее современных и эффективных самолетов аналогичного назначения. В качестве источников информации по этому разделу можно использовать работы [1, 3, 5, 7, 8, 10], а также техническую информацию ЦАГИ, отечественные и зарубежные книги, авиационные журналы и справочники, технические описания самолетов, информационные сводки, сайты в Интернете [12, 13, 14, 15, 16, 17, 18]. В тексте этого раздела должны быть указаны источники информации, из которых были взяты статистические данные по самолетам-прототипам.
Статистические данные по самолетам-прототипам позволяют студентам в процессе выполнения курсовой работы самостоятельно проверять правильность расчетов (оценивать порядок рассчитанных величин с учетом их размерностей), исключая заведомо неправильные результаты, а также правильно задавать диапазоны варьирования основных проектных параметров, что уменьшит количество итераций в процессе расчетов и обеспечит поиск наиболее рациональных параметров с минимальными затратами времени.
Таблица 1.
Характеристики и параметры самолетов, их размерность
|
Самолет-прототип № 1 |
Самолет-прототип № 2 |
Данные технического задания на проектируемый самолет |
Весовые характеристики
Расчетная масса целевой нагрузки в соответствии с техническим заданием, кг Расчетная взлетная масса, кг Масса снаряжения, кг Масса пустого снаряженного самолета, кг Относительная масса конструкции Относительная масса силовой установки Относительная масса топлива Относительная масса оборудования и управления |
|
|
|
Продолжение таблицы 1.
Характеристики и параметры самолетов, их размерность |
Самолет-прототип № 1 |
Самолет-прототип № 2 |
Данные технического задания на проектируемый самолет |
Аэродинамические характеристики
Максимальное аэродинамическое качество самолета: - на взлете; - в крейсерском полете; - на посадке. Максимальные коэффициенты подъемной силы на основных режимах полета: - на взлете; - в крейсерском полете; - на посадке. |
|
|
|
Продолжение таблицы 1.
Характеристики и параметры самолетов, их размерность |
Самолет-прототип № 1 |
Самолет-прототип № 2 |
Данные технического задания на проектируемый самолет |
Летно-технические характеристики
Расчетная дальность полета, км Крейсерская (максимальная) скорость полета, км/ч Высота крейсерского полета, м
|
|
|
|
Взлетно-посадочные характеристики
Длина ВПП, м Длина разбега, м Длина пробега, м Взлетная дистанция, м Посадочная дистанция, м Скорость захода на посадку, км/ч Посадочная скорость, км/ч
|
|
|
|
Продолжение таблицы 1.
Характеристики и параметры самолетов, их размерность |
Самолет-прототип № 1 |
Самолет-прототип № 2 |
Данные технического задания на проектируемый самолет |
Характеристики силовой установки
Тип и количество двигателей Стартовая тяга (мощность), даН(л.с.) Степень двухконтурности двигателей Масса (или удельный вес), кг Стартовый удельный расход топлива, кг/(даН*ч) или кг/(л.с.*ч) Крейсерский удельный расход топлива, кг/(даН*ч) или кг/(л.с.*ч) Степень сжатия компрессора Температура газов перед турбиной,° К |
|
|
|
Продолжение таблицы 1.
Характеристики и параметры самолетов, их размерность |
Самолет-прототип № 1 |
Самолет-прототип № 2 |
Данные технического задания на проектируемый самолет |
Относительные параметры
Стартовая тяговооруженность (энерговооруженность), (л.с./даН) Стартовая удельная нагрузка на крыло, даН/м2 Диапазон перегрузок |
|
|
|
Геометрические параметры
Площадь крыла, м2 Удлинение крыла (размах крыла), (м) Углы стреловидности крыла (по ¼ хорд для дозвуковых самолетов или по передней кромке для сверхзвуковых самолетов), град. Сужение крыла
|
|
|
|
Продолжение таблицы 1.
Характеристики и параметры самолетов, их размерность |
Самолет-прототип № 1 |
Самолет-прототип № 2 |
Данные технического задания на проектируемый самолет |
Относительная толщина профиля крыла (одно или несколько значений в зависимости от закона изменения этого параметра по размаху крыла) Параметры оперения: Плечо (относительное плечо) горизонтального оперения (ГО), м Плечо (относительное плечо) вертикального оперения (ВО), м Относительная площадь ГО (отнесено к площади крыла) Относительная площадь ВО (отнесено к площади крыла) Коэффициент статического момента ГО Коэффициент статического момента ВО |
|
|
|
В этом же разделе студент должен дать общие виды в трех проекциях самолетов-прототипов и описание основных проектно-конструкторских решений, принятых при создании каждого самолета-прототипа, а также критически оценить преимущества и недостатки этих решений и предложить варианты улучшений, которые будут реализованы в проектируемом самолете.
При использовании статистических материалов в расчетах студент должен давать ссылки на источники информации, откуда эти данные были заимствованы.
В зависимости от назначения и типа проектируемого самолета указанный перечень может быть изменен по согласованию с руководителем работы.
При отсутствии в открытых источниках информации некоторых данных в таблице допустимо некоторое количество прочерков при согласии руководителя курсовой работы.