
- •Проектирование самолетов Кафедра «Проектирование самолетов» маи
- •Курс лекций.
- •- Является комплексным, связывает эффективность авиационной техники с методологией ее проектирования.
- •- Сплав науки, искусства, интуиции и технического риска
- •Структура курса:
- •Дополнительная:
- •Краткий обзор развития авиации и методов проектирования самолетов
- •1903Г. Демонстрационный полет братьев Райт
- •Анализ развития авиации
- •Реализация законов диалектики в процессе развития авиации.
- •Закон отрицания отрицания
- •Закон единства и борьбы противоположностей.
- •Краткая характеристика методов проектирования самолетов.
- •Достижение различной степени оптимальности проекта при использовании рассмотренных методов проектирования.
- •Элементы теории больших систем
- •Комплексный учет характеристик при формировании критерия.
- •Структура авиационного комплекса.
- •Основные требования к критериям оценки
- •Основные положения метода Парето
- •Этапы проектирования самолета
- •Дальнейшие этапы создания самолета:
- •1. Определение потребности общества в авиаперевозках
- •Анализ возможности реализации ттт и его корректировка.
- •Эволюция тз
- •Примеры нормирования перегрузок
- •Рекомендуемые формы рукояток в кабине пилота
- •Разработка концепции и выбор схемы самолета.
- •Выбор балансировочной схемы самолета
- •4._._. Выбор типа воздухозаборника и сопла
- •Воздухозаборник
- •Сопло и хвостовая часть мотогондолы
- •Реверсивные сопла
- •Плоские сопла
- •Функциональный подход к выбору схемы самолета
- •Выбор типа и числа двигателей Основные характеристики двигателей.
- •Выбор числа двигателей
- •Расчет массы самолета
- •Коэффициенты роста массы самолета
- •Определение основных проектных параметров самолета
- •Оптимизация параметров самолета.
- •Компоновка самолета.
- •1.3. Использование благоприятной интерференции агрегатов
- •Использование средств улучшения местной аэродинамики
- •1.5. Использования несущей способности выступающих в поток агрегатов (например мотогондол, подвесных топливных баков и т.П.)
- •Нормируемые запасы устойчивости и управляемости самолета на всех режимах полета обеспечиваются:
- •4.0 Эффективная работа силовой установки самолета достигается:
- •Максимальное значение Су на взлете и посадке достигается:
- •Объёмно-весовая компоновка (овк) самолёта.
- •Определение смещения центровки:
- •Конструктивно силовая компоновка (кск) самолёта.
- •Особенности проектирования отдельных типов самолетов. Особенности проектирования пассажирских самолетов. Состояние и перспективы развития гражданской авиации.
- •Компоновка служебной кабины экипажа.
- •Экономика авиатранспортной отрасли
- •Определение параметров сечения фюзеляжа.
- •Аварийное покидание и средства спасения.
- •Перспективы развития военной авиации.
- •Обеспечение малой заметности в рл диапазоне
- •Проектирование агрегатов самолета Проектирование крыла
- •Влияние геометрических параметров крыла на его аэродинамические и весовые характеристики.
- •Механизация крыла.
- •Энергетические методы обеспечения короткого взлета и посадки.
- •Рациональная компоновка приводов.
- •Компоновка элементов системы управления с учетом требований снижения веса.
- •Фюзеляж.
- •Оптимизация параметров фюзеляжа
- •Компоновка технических отсеков на самолетах.
- •Правила проектирования вырезов в фюзеляже и крыле:
- •Проектирование шасси самолета.
- •Схемы шасси.
- •О сновные геометрические параметры шасси и их влияние на эксплуатационные характеристики самолета.
- •Определение высоты шасси.
- •Определение основных геометрических параметров шасси.
- •Силовые установки
- •Основные элементы силовой установки
- •Силовая установка самолета Ту-154
- •Оптимизация параметров силовой установки дозвукового пассажирского самолета.
- •Влияние типа компоновки силовой установки на эффективность самолета
Примеры нормирования перегрузок
Выбор максимального (расчетного) скоростного напора.
Правильный выбор расчетных условий облегчает конструкцию, но и накладывает дополнительные ограничения.
Кроме основных требований по обеспечению безопасности взлета и посадки в НЛГС-3, ОТТ ВВС и др. документах, регламентируются и другие, такие как:
Аэродинамические требования – аэродинамические характеристики должны обеспечивать высокие ЛТХ при заданных значениях параметров силовой установки.
Обеспечиваются выбором размерности агрегатов, типов профилей, минимизация «миделя», минимизация выступающих частей, отделкой поверхности и т.п.
Требования надежности. Надежность – степень безотказности действия ЛА и его систем в течение всего периода эксплуатации. Надежность характеризуется вероятностью безотказной работы. Надежность зависит от прочности и жесткости конструкции.
Прочность – способность конструкции воспринимать, действующие в расчетных случаях внешние нагрузки, не разрушаясь.
Излишняя прочность – вредна, т.к. значительно увеличивается вес конструкции, нет амортизирующего эффекта в аварийных случаях (например – приводнение).
Жесткость. Определяется деформацией конструкции при действии расчетных нагрузок.
Деформации конструкции ЛА в полете неизбежны и они должны учитываться в теоретических чертежах для сохранения аэродинамических форм.
Деформации конструкции не должны превышать некоторых заданных значений.
Примеры физических ограничений, учитываемых при проектировании:
Международная стандартная атмосфера (МСА) – дает зависимость основных параметров воздуха от высоты:
P |
Давление |
мм.рт.ст. |
|
Массовая плотность |
кг/м3 |
a |
Скорость звука |
м/сек |
T |
Температура |
оС |
и т.д.
МСА – обеспечивает единообразие расчетов ЛТХ и приведение результатов испытаний к нормируемым условиям.
Атмосферные расчетные условия позволяют учесть при проектировании возможные отклонения параметров атмосферы в неблагоприятную сторону.
Атмосферные условия |
Нормальные |
Расчетные |
Высотные |
H [км] |
0 м |
300м |
≥ 11 |
P [мм.рт.ст.] |
160 |
130 |
- |
[кг/м3] |
1,225 |
1,12 |
- |
A [м/сек] |
340 |
338 |
295 |
T [оС] |
15 |
30 |
-56 |
Нормируемые порывы ветра позволяют рассчитать самолет на прочность при полете в болтанку, определить его характеристики устойчивости и управляемости.
Климатические условия – регламентируют температуру, влажность и другие эксплуатационные условия (наличие термитов, насекомых, грызунов и т.п.).
Различают следующие типы климата:
Тип климата |
Температура воздуха |
Относительная влажность воздуха |
Вредные факторы |
|
max |
min |
|||
Пустынный |
+ 60 |
- 10 |
5 % |
Песчаная пыль Солнечная радиация |
Тропический |
+ 40 |
+ 25 |
100 % |
Плесень Насекомые |
Морской |
+ 50 |
- 40 |
100 % |
Соленая влажность пыль, коррозия |
Арктический |
- 25 |
- 70 |
|
Ледяная пыль |
Большие высоты |
|
- 90 |
|
Низкое давление концентрация паров |