
- •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
3.3.5. Решение проектно-конструкторских задач и неопределенность по параметрам искусственной внешней среды
Проектируя ЛА на длительный период эксплуатации, необходимо, как уже отмечалось, прогнозировать изменения внешней среды. Однако попытки прогнозирования даже на десятилетие вперед сталкиваются с многочисленными неопределенностями, порождаемыми непрерывным изменением политической, военной, экономической обстановки, резкими скачками развития авиационной техники, что, естественно, отражается на эффективности разрабатываемого ЛА. Неопределенность при проектированиипроявляется как незнание некоторыхколичественных параметровискусственной внешней среды, однако неопределенность такого рода может быть раскрыта в процессе проектирования. Так, оценивая эффективность пассажирского самолета, можно увязать предполагаемую регулярность рейсов с долгосрочными планами строительства новых аэродромов и оснащения существующих аэродромов системами всепогодной посадки. Это обстоятельство ориентирует проектировщиков на создание устойчиво эффективных ЛА, т. е. таких, которые в значительной мереинвариантны(от лат. invariantos – неизменяющийся) по отношению к изменяющимся в определенном диапазоне параметрам искусственной среды. Неопределенность другого рода проявляется как незнание важнейшихкачественных характеристиквнешней среды, в которой приходится выполнять задачу. Смысл такой задачи может быть сформулирован в самых общих чертах, например «завоевание превосходства в воздухе». Особенно ярко неопределенность такого рода проявляется при проектировании военных самолетов, когда можно только предполагать, какому, например, уровню развития боевой техники, стратегии или какой тактике предполагаемого противника придется противостоять в будущем. Это обстоятельство ориентирует проектировщиков на принятие концепций и конструктивно-компоновочных решений, позволяющих при необходимости расширить целевую направленность ЛА, обеспечить гибкое реагирование на изменение внешней искусственной среды в целях поддержания высокой эффективности ЛА в течение длительного периода эксплуатации. Успешному решению проектно-конструкторских задач в условиях неопределенности по параметрам искусственной внешней среды способствуют следующие мероприятия. При разработке ТЗ необходимо, насколько это возможно, учитывать изменения обстановки в будущем и возможность расширения роли ЛА в процессе эксплуатации, например предусмотреть использование пассажирского самолета в транспортном, санитарном вариантах и т. д. ТЗ должно давать проектировщикам «свободу выбора», в противном случае будет создан ЛА, оптимизированный для слишком узкой роли. При создании ЛА должны быть по возможности использованы новейшие достижения науки и техники, благодаря чему несколько отдаляется моральное старение ЛА. В процессе проектирования необходимо обеспечить запас возможностей основной конструкции и «податливость» ее по отношению к модернизации путем изменения конструкции планера, увеличения мощности двигателей или их замены, применения нового оборудования. Опыт развития авиации показывает, что этот запас обязательно расходуется в процессе эксплуатации, что позволяет отслеживать изменения внешней среды. Система проектирования, ориентированная на совместную (параллельную) разработку планера, двигателя, систем ЛА, приводит к созданию авиационного комплекса, оптимального для выполнения какого-либо конкретного задания, которое может измениться еще в процессе производства или в начальный период эксплуатации ЛА. Поскольку циклы проектирования ЛА, двигателя, различных систем не совпадают, разработку всех перспективных компонентов ЛА можно вести в виде относительно автономных конструктивно законченных блоков (модулей) по собственным программам, а не в качестве элементов конкретного проекта. Создание широкого спектра таких компонентов (двигателей, элементов оборудования и систем), которые могут быть использованы в ЛА различного назначения, позволит проектировщикам, ведущим разработку ЛА, внедрить в практику проектирования модульный принцип построения такой сложной технической системы, какой является ЛА. Смена модулей ЛА, замена устаревших более совершенными позволит четко реагировать на непредвиденные изменения внешней среды и длительное время поддерживать в соответствии с текущими требованиями высокую эффективность авиационного комплекса. Естественно, что в такой ситуации все возрастающее значение имеет взаимодействие различных специалистов, участвующих в разработке ЛА.