- •Посвящается 75-летию Московского авиационного института системный подход к проектированию ла.
- •1.1. Техническое задание на проектирование
- •1.2. Сложные (большие) системы, их свойства .
- •1.3. Летательный аппарат – главный элемент авиационного и ракетно-космического комплекса
- •1.4. Системы и компоновка летательного аппарата
- •Инженерное обеспечение проектирования летательного аппарата.
- •2.1. Основные этапы проектирования авиационного комплекса
- •2.2. Иерархия систем летательного аппарата. Специализация инженеров, создающих системы.
- •Глава 3 среда в которой существует и функционирует летательный аппарат
- •3.1. Факторы, влияющие на функциональные возможности и облик летательного аппарата
- •3.2. Естественная внешняя среда - атмосфера Земли и околоземное пространство
- •3.2.1. Основные параметры и свойства воздуха в атмосфере
- •3.2.3. Решение проектно-конструкторских задач и неопределенность по параметрам естественной внешней среды
- •3.3. Искусственная внешняя среда
- •3.3.1. Аэропорт. Взлетно-посадочная полоса
- •3.3.2. Наземные системы обслуживания и подготовки самолета к полету
- •3.3.3. Обеспечение регулярности и безопасности полетов пассажирских самолетов
- •3.3.4. Стартовый ракетный комплекс
- •3.3.5. Решение проектно-конструкторских задач и неопределенность по параметрам искусственной внешней среды
- •Часть вторая теоретические основы авиационной техники
- •Глава 4 принципы полета и классификация летательных аппаратов
- •4.1. Классификация принципов полета
- •4.2. Реализация ракетодинамического и баллистического принципов полета
- •4.3. Реализация аэростатического принципа полета
- •4.4. Реализация аэродинамического принципа полета
- •4.5. Летательные аппараты, реализующие несколько принципов полета
- •4.6. Крылатый летательный аппарат в космическом пространстве
- •Глава 5 основы аэродинамики
- •5.1. Взаимодействие среды и движущегося тела. Классификация скоростей полета
- •5.2. Аэродинамический эксперимент
- •5.3. Аэродинамические силы
- •5.4. Основные законы аэродинамики
- •5.5. Элементы аэродинамики больших скоростей
- •5.6. Системы осей координат
- •5.7. Аэродинамические характеристики самолета
- •Глава 6 основы динамики полета самолета 6.1. Траектории движения
- •6.2. Силы, действующие на самолет в полете
- •6.3. Пространственное движение самолета
- •6.4. Понятие об аэродинамическом расчете
- •Глава 7 аэродинамическая компоновка летательных аппаратов
- •7.1. Геометрические параметры обтекаемых тел
- •7.1.1. Геометрические параметры несущей поверхности (крыла)
- •7.1.2 Геометрические параметры несущих частей самолета (фюзеляжа)
- •7.2.1. Аэродинамические схемы. Продольная балансировка, устойчивость и управляемость самолета
- •ΔδΔYг.О.ΔMz ΔωzΔαΔYсам δ¯ny.
- •7.2.2. Боковая балансировка, устойчивость и управляемость самолета
- •7.2.3. Состав системы управления самолетом
- •7.2.4. Показатели управляемости самолета
- •7.3. Влияние на аэродинамическую компоновку условий базирования и эксплуатации
- •7.4. Летательные аппараты короткого и вертикального взлета и посадки
- •7.4.1. Вертолеты
- •7.4.2. Самолеты вертикального (укороченного) взлета и посадки
- •7.5. Гидроавиация
- •7.6. Самолет изменяемой геометрии
- •7.7. Средства обнаружения и аэродинамическая компоновка
- •7.8. Аэродинамическая компоновка и активные системы управления
- •Глава 8 основы прочности и жесткости летательных аппаратов
- •8.1. Нагружение агрегатов самолета и их деформация под нагрузкой
- •8.2. Статическое и динамическое нагружение частей летательных аппаратов
- •8.3. Нормы прочности - закон при создании конструкции самолета
- •8.4. Предварительная динамическая компоновка летательных аппаратов
- •8.5. Прочностной эксперимент
- •8.6. Активные системы управления и нагружение частей самолета
- •8.7. Понятие надежности и живучести летательного аппарата
- •Инженерные основы авиационной техники
- •Глава 9 взлетная масса самолета
- •9.1. Взлетная масса как критерий выбора проектного решения
- •9.2. Уравнение существования самолета
- •Глава 10 основные элементы конструкции летательных аппаратов
- •10.1. Основные конструкционные материалы
- •10.2. Внешние нагрузки и реакции опор
- •10.3. Простейшие виды нагружения и простейшие конструктивные элементы
- •10.3.1. Растяжение
- •10.3.2. Сжатие
- •10.3.3. Сдвиг
- •10.3.4. Кручение
- •10.3.5. Изгиб
- •10.4. Подкрепленные тонкостенные оболочки - основа конструкции планера летательных аппаратов
- •Глава 11 элементы конструкции планера самолета
- •11.1. Примеры конструктивно-технологических решений
- •11.2. Конструктивно-силовые схемы агрегатов планера самолета
- •11.3. Реализация требований тз в процессе разработки конструкции
- •Глава 12 элементы конструкции систем управления
- •12.1. Системы прямого управления самолетом
- •12.2. Усилия на рычагах управления
- •12.3. Система непрямого (бустерного) управления
- •Глава 13 элементы конструкции шасси
- •13.1. Движение самолета по аэродрому
- •13.2. Амортизационная система самолета
- •13.3. Конструктивные схемы амортизационных стоек шасси
- •Глава 14 основы устройства силовых установок летательных аппаратов
- •14.1. Двигатели, применяемые на летательных аппаратах
- •14.2. Воздухозаборники и сопла двигателей самолета
- •14.3. Топливная система самолета
- •Глава 15 бортовые системы и оборудование самолета
- •15.1. Пассажирское бортовое и специальное оборудование
- •15.2. Системы кондиционирования и индивидуального жизнеобеспечения
- •15.2.1. Влияние условий полета на организм человека
- •15.2.2. Системы кондиционирования воздуха в гермокабинах
- •15.2.3. Системы индивидуального жизнеобеспечения
- •5.3. Системы защиты в особых условиях
- •15.3.1. Противообледенительные системы
- •15.3.2. Противопожарные системы
- •15.4. Системы спасения и десантирования
- •15.4.1. Средства спасения на пассажирских самолетах
- •15.4.2. Средства спасения на военных самолетах
- •15.4.3. Системы десантирования
- •15.5. Пилотажно-навигационное и радиотехническое оборудование
- •15.5.1. Пилотажно-навигационное оборудование
- •15.5.2. Радиотехническое оборудование
- •15.5.3. Комплексы бортового радиоэлектронного оборудования
- •15.5.4. Бортовое оборудование и кабина экипажа
- •15.6. Бортовые энергетические системы летательных аппаратов
- •Глава 16 основы производства летательных аппаратов
- •16.1. Основные этапы изготовления летательных аппаратов
- •16.2. Производство авиационного предприятия и субподрядчики
- •16.3. Стандартизация и унификация в авиационном производстве
- •16.4. Некоторые технологические аспекты проектирования летательных аппаратов
- •Глава 17 основы эксплуатации летательных аппаратов
- •17.1. Основные фазы существования летательных аппаратов в эксплуатации
- •17.2. Некоторые аспекты технической эксплуатации агрегатов и систем самолета
- •17.3. Некоторые эксплуатационные аспекты проектирования
- •Глава 18 основы проектирования летательных аппаратов
- •18.1. Содержание процесса и основные этапы проектирования летательных аппаратов
- •18.2. Некоторые экономические аспекты проектирования
- •18.3. Некоторые эргономические и экологические аспекты проектирования
- •18.4. Формальные и неформальные аспекты проектирования
- •18.5. Проектирование самолета и эвм
- •18.6. Сертификация самолетов гражданской авиации
- •Часть четвертая краткий обзор развития отечественной авиационной техники
- •Глава 19 самолетостроение в довоенный период и в годы великой отечественной войны
- •19.1. Начало пути
- •19.2. Самолеты 30-х годов
- •19.3. Самолеты предвоенных лет и в годы Великой Отечественной войны Советского Союза
- •Глава 20 отечественная авиация в послевоенный период
- •20.1. Освоение больших дозвуковых скоростей полета
- •20.2. Сверхзвуковая боевая авиация
- •20.3. Развитие гражданской авиации
- •20.4. Гражданские и боевые вертолеты
- •20.5. Авиация России в 90-е годы
- •Глава 21 возможные пути развития гражданской авиации и задачи, стоящие перед самолетостроением
- •21.1. Общие закономерности развития гражданского самолетостроения
- •21.2. Увеличение коммерческой нагрузки
- •21.3. Увеличение рейсовой скорости
- •21.4. Уменьшение расходов на эксплуатацию
- •21.5. Уменьшение массы самолета
- •21.6. Увеличение аэродинамического качества самолета
- •21.7. Уменьшение расхода топлива
- •Заключение
3.3. Искусственная внешняя среда
Высокая эффективность АК или РКК, надежность и безопасность полетов ЛА во многом определяются уровнем технического совершенства, характеристиками созданной руками человека искусственной(технической) внешней среды– вспомогательных и подготовительных средств обеспечения полета, что предопределяет комплексный характер практически одновременного проектирования и собственно ЛА, и наземных средств обеспечения его полета. Тем не менее не исключается такой подход к проектированию комплекса, при котором проектирование ЛА ведется при «замороженных» характеристиках и параметрах искусственной внешней среды, например проектирование самолета или нескольких типов самолетов под имеющуюся службу управления воздушным движением и сеть аэропортов.
3.3.1. Аэропорт. Взлетно-посадочная полоса
Аэропорт как элемент авиатранспортной системы страны – предприятие, осуществляющее регулярный прием и отправление пассажиров, грузов, почты и обеспечивающее организацию полетов и обслуживание самолетов. Аэродром – главный элемент аэропорта, это специально подготовленный земельный участок, имеющий комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий полеты, хранение и обслуживание самолетов.
Рис. 3.8. Аэродром |
По нормам Международной организации гражданской авиации (ИКАО, ICAO – International Civil Aviation Organization), членом которой является наша страна,класс аэродрома определяется длиной Lвпп, шириной Bвпп и прочностью искусственного (бетон) или естественного (уплотненный грунт) покрытия взлетно - посадочной полосы (ВПП) 1. ВПП, следовательно, является основной частью ЛП.
Боковая полоса безопасности (БПБ) 2 (обычно грунтовая) служит для экстренной уборки с ВПП снега или потерпевшего аварию самолета, а также для аварийной посадки самолета с невыпущенными взлетно-посадочными устройствами (шасси).
Концевая полоса безопасности (КПБ) – часть ЛП, расположенная непосредственно за кромкой ВПП, – обеспечивает завершение пробега самолета при прерванном взлете (прекращении взлета в случае аварийной ситуации на взлете), а также при посадке с отказавшим двигателем или тормозной системой.
Рулежные дорожки (РД) 3 служат для движения самолета по территории аэродрома.
Объяснение поз. 4 – 6 рис. 3.8 содержится в разделе 3.3.3.
При проектировании самолета заданный класс аэродрома существенным образом влияет на выбор схемы шасси, размеров колес, взлетно-посадочной механизации крыла, на решение вопроса о необходимостиреверса (англ. reverse, от лат. revertor – поворачиваю назад), т. е. изменения обычного направления тяги винтов или реактивного двигателя на противоположное.
3.3.2. Наземные системы обслуживания и подготовки самолета к полету
Самолет считается подготовленным к полету, если: - он имеет достаточный для выполнения полета ресурс, т. е. такую наработку (налет в часах или количество произведенных взлетов-посадок) конструкции и всех систем, которая гарантирует завершение предстоящего полета без катастрофических последствий; - устранены выявленные в предыдущем полете отказы и дефекты, обнаруженные в процессе послеполетного технического обслуживания (ТО) самолета на земле; - самолет укомплектован всеми расходуемыми в полете материалами (топливом, рабочими жидкостями и газами, продуктами питания и предметами обслуживания пассажиров). Общая трудоемкость работ различных специалистов по подготовке самолета к полету составляет несколько десятков человеко-часов. Существенно уменьшить время подготовки самолета к повторному вылету позволяет применение высокопроизводительных средств механизации работ по ТО. Стационарные аэродромные или передвижные (смонтированные на специальных машинах) средства, обеспечивающие ТО, включают в себя: - средства буксировки самолета к месту стоянки и крепления самолета на стоянке; - моечные и уборочные машины для удаления пыли, снега, льда с поверхности самолета, для уборки кабин и промывки санитарных узлов самолета; - средства защиты и хранения самолета на стоянке (чехлы и заглушки для изоляции от внешней среды), установки для промывки и консервации (от лат. conservatio – сохранение) систем, т. е. заполнения их специальными составами, предотвращающими коррозию при длительном хранении; - средства, обеспечивающие доступ к различным зонам и агрегатам самолета в процессе обслуживания (подъемники, трапы, стремянки и т. д.);
Рис. 3.9. Наземные средства подготовки самолета к полету |
- ремонтные средства для оперативного устранения неисправностей в процессе ТО;
- монтажные и подъемно-транспортные средства (подъемники, домкраты и другое оборудование) для демонтажа и монтажа отдельных агрегатов и оборудования;
- средства заправки систем рабочими жидкостями, газами игорючесмазочными материалами (ГСМ);
- теплотехнические средства, обеспечивающие подогрев авиадвигателей и кондиционирование кабин самолетов;
- источники энергии, обеспечивающие в процессе контроля и испытаний работу систем самолета и запуск двигателя.
Набор средств, задействованных при ТО, определяется объемом работ, которые необходимо в данный момент провести на самолете и его системах для поддержания надежности самолета и обеспечения очередного полета.
Заправка самолета расходуемыми материалами производится чаще всего с помощью различных специализированных машин аэродромного обслуживания. Поэтому необходимо предусмотреть такое расположение эксплуатационных люков, точек заправки и подключения наземных средств технического обслуживания на самолете, чтобы обеспечить одновременное обслуживание самолета при подготовке его к повторному вылету (рис. 3.9) топливозаправщиком 1; машиной 2 для слива отходов сливного бака санузла, промывки его и заправки химжидкостью; электроагрегатом 3 питания бортовых электросетей постоянного и переменного тока; агрегатом 4 запуска двигателей; машиной 5 заправки маслом маслобаков двигателей; машиной 6, обеспечивающей проверку и заправку гидросистемы; воздушным подогревателем двигателей 7; машиной 8, обеспечивающей мойку самолета, заправку водой и кондиционирование кабины. Машины должны располагаться вне опасной для обслуживающего персонала зоны 9 высокочастотного облучения при наземном опробованиирадиолокационной станции (РЛС) самолета.