- •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
15.5.3. Комплексы бортового радиоэлектронного оборудования
Таким образом, полет современного самолета обеспечивают иногда свыше десяти различных подсистем БРЭО. Многие из них дублируются целиком или по отдельным блокам, поэтому общее число радиоэлектронных блоков на борту доходит до нескольких десятков. Антенные устройства радиоэлектронных систем весьма разнообразны по форме и конструкции, число их на борту достаточно велико, выбор места и направления их размещения на самолете определит пространственные характеристики направленности их излучения, их электромагнитную совместимость - степень отрицательного взаимовлияния (т. е. попадания излучения антенны на антенны соседних приемопередающих устройств), качество и точность работы соответствующей подсистемы БРЭО. С целью уменьшения затухания и искажения сигнала приемники и передатчики стремятся размещать возможно ближе к антенне, поэтому размещение антенн на самолете определит в какой-то мере размещение других блоков БРЭО. Увеличение дальности действия работающих в сантиметровом диапазоне волн бортовых РЛС требует увеличения диаметра зеркала антенны, и это влияет на выбор формы, размеры и компоновку носовой части фюзеляжа маневренных боевых самолетов. Многие блоки аппаратуры, обеспечивающей навигацию, должны занимать определенное положение относительно центра масс ЛА. Повышение потребляемой мощности приводит к нагреву блоков БРЭО, что ухудшает их работу и требует размещения некоторых из них в вентилируемых герметичных отсеках, обеспечивающих термостатирование оборудования. Блоки радиоэлектронной аппаратуры очень чувствительны к воздействию вибрационных нагрузок, поэтому их устанавливают на специальных амортизаторах. Для обеспечения возможности подстройки, регулировки и контроля аппаратуры необходимо предусмотреть удобные подходы к ней. Эти и другие факторы оказывают существенное влияние на компоновку самолета. Размещение радиоэлектронного оборудования и антенн (указаны стрелками) различных приемопередающих радиостанций на самолете-истребителе показано на рис. 15.39.
Рис. 15.39. Размещение радиоэлектронного оборудования и антенн на самолете-истрибителе |
С развитием БРЭО и другого бортового оборудования возросли потоки информации, поступающей к экипажу от бортовых систем. Одновременно с этим при увеличении скорости полета время принятия решения постоянно сокращалось, и психофизиологические возможности летчика приблизились к пределу, когда летчик уже не успевал воспринимать и анализировать поступающую к нему информацию.
Стремление облегчить работу экипажа привело к постепенному объединению приборов и устройств во взаимосвязанные группы (комплексы), предназначенные для решения всего множества полетных задач. При этом значительно увеличилось количество взаимосвязей между отдельными устройствами и системами, перекрытие и дублирование задач, решаемых различными устройствами. Так, курсовая система современного самолета позволяет экипажу отсчитывать гироскопический курс, гиромагнитный курс, гироскопический курс с астрономической коррекцией, курс по пеленгам наземных радиостанций.
В связи с избыточностью информации появилась необходимость автоматизации процесса обработки информации и управления самолетом и его системами на всех этапах полета в любых метеоусловиях при отсутствии видимости земли.
Впервые системы автоматического управления использовались в виде одноканального автопилота, обеспечивающего стабилизацию самолета по тангажу во время маршрутного полета. Современные САУ позволяют автоматизировать полет самолета от взлета до посадки, решают множество других задач (см. разделы 7.6 и 8.6).
Такая автоматизация стала возможной в результате создания малогабаритных и надежных вычислительных устройств с высоким быстродействием и большим объемом памяти.
В связи с комплексированием оборудования возросло количество различных бортовых вычислителей, стали устанавливаться бортовые ЭВМ, появилось и непрерывно совершенствуется специальное программное обеспечение. Так, на тяжелых бомбардировщиках устанавливается до 4-6 универсальных бортовых ЭВМ и до 30 специализированных периферийных вычислителей, которые обеспечивают информационное и алгоритмическое взаимодействие систем высокоточной навигации, управления полетом и вооружением. На борту магистральных пассажирских самолетов имеется по 300-400 мини- и микроЭВМ, большинство из которых используется в режиме резервирования.
Сложность и чувствительность к дестабилизирующим факторам (температуре, вибрациям, магнитным и электрическим полям и т. п.) БРЭО и ЭВМ приводит к снижению их надежности по сравнению с другими видами оборудования, причем большинство неисправностей не может быть выявлено простейшей проверкой или осмотром, и для их обнаружения требуются специальные методы контроля и соответствующая аппаратура. На борту ЛА появились автоматизированные системы оперативного контроля, диагностики неисправностей, прогнозирования надежности радиоэлектронного и другого оборудования и автоматического управления оборудованием (выбор состава работающего в данный момент оборудования, переключение режимов его работы, включение резерва и т. д.).
Основные направления развития этого оборудования - замена дискретной информации, считываемой экипажем с различных приборов, автоматически обрабатываемой непрерывной информацией, микроминиатюризация и достижение минимальной массы, комплексирование, многократное резервирование, стандартизация и унификация.
Создание таких комплексов позволяет выполнить требования по эффективности и надежности ЛА, сократить число членов экипажа и облегчить его работу.
Интеграция пилотажно-навигационного комплекса и систем управления оружием обеспечивает современному боевому самолету многофункциональность (т. е. высокую эффективность при поражении воздушных, наземных, надводных и подводных целей) и способность вести многоканальную (т.е. по нескольким целям одновременно) стрельбу с использованиемпринципа "пустил-забыл" при применении всех видов управляемого оружия, позволяет совершать автоматизированный маловысотный полет с огибанием рельефа местности.
Средства радиопротиводействия своевременно предупреждают летчика об облучении радиолокационной станцией противника и создают эффективные помехи средствам противника, чтобы сорвать возможность атаки и поражения самолета.