Требования, предъявляемые к конструкции самолёта и вертолёта.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ 1.

 

(Конспект лекций)

 

Сост.: Петренко А.В.

 

 

Алматы 2014

Тема 1. Гражданская авиация как отрасль государственного хозяйства. Классификация самолетов и вертолетов.

Основные этапы развития гражданской авиации.

Направления НТП в ГА.

Полёт на аппарате легче воздуха называется воздухоплаванием, полёт на аппарате тяжелее воздуха есть авиация (от латинского слова аvis-птица).Современные летательные аппараты (ЛА) делятся на 3 группы:

1 Планеры, самолёты, самолёт-снаряд - подъёмная сила создаётся

неподвижным крылом при поступательном движении ЛА.

2 Винтонесущие аппараты - подъёмная сила создаётся вращениемнесущего винта.

3 Ракеты - полёт за счёт реактивной тяги по закону брошенного тела.

Начало создания безмоторных ЛА тяжелее воздуха с 50-х годов X I X столетия.

М.В. Ломоносов в 1754г на модели практически доказал возможность полёта на винтокрылых аппаратах.

В 1881г А.Ф. Можайский (русский морской офицер) построил первый самолёт,

который пролетел 200 метров и получил патент.

В 1891-96г.г. О. Лилиенталь (немецкий учёный) спроектировал и облетал свой самолёт.

17 декабря 1903г был произведён первый успешный полёт с двигателями внутреннего сгорания на самолёте братьев У. и О. Райт в США.

В России научную базу самолётостроения создали учёные:

Н.Е.Жуковский (1847- 1921 г).

С А. Чаплыгин (1869 - 1942 г).

К.0. Циолковский (1857 - 1935 г).

1908- 1909 годы - начало самолётостроения в России.

Группа И.И. Сикорского создаёт самолёты: "Русский витязь", "Илья Муромец",который не имел равных в мире (Gс-та⁼ 5000кг G_груза =1760кг,L_полёта = 760 км).

1910 г Б.Н. Юрьев впервые в мире разработал схему одновинтового вертолёта.

1902 г при Московском университете по инициативе Н.Е. Жуковского была

построена одна из первых в Европе аэродинамическая труба.

1904-1906г. создан аэродинамический институт под Москвой.

К концу первой мировой войны скорости полёта самолёта достигли 200-220 км \ч, высота полета - 7 км.

1918 г создан ЦАГИ (центральный аэрогидродинамический институт).

1922 г - создана Академия ВВС им Н.Е. Жуковского.

9.02.1923 г - в России образован Совет по ГА - этот день отмечают, как

день рождения ГА.

17.07.1923 г - первая авиалиния Москва - Нижний Новгород.

1923 г первый моноплан АНТ-1 Туполева.

1924 г-АНТ-2, П-1, ПС-9, ПС-40,П - 5, Сталь-2, ПО-2.

1925 1929 г-АНТ-9.

1931 г - АНТ-14.

1933 г. - АНТ-20 "Максим Горький", АНТ-25.

С 1933 г-18 августа отмечается как день Воздушного флота.

1934 г. - спасение экспедиции челюскинцев.

Пилоты Л.В. Ляпидевский, С.А. Леваневский, М.С. Молоков, Н.П. Каманин. М.Г. Слепнёв - за спасение экспедиции первымиполучили звание героев Советского Союза. 1937 г на самолёте АНТ-25 В.П.Чкалов и М.И.Громов совершили беспосадочный перелёт в Америку через северный полюс из Москвы.(L=8504 км, за t=63часа 25 мин.)

На АНТ-6 М.В. Водопьянов высадил полярную экспедицию СП -1.

До Великой Отечественной войны (ВОВ) нашими лётчикамиустановлено 62 мировых рекорда.

1941 – 1945 годы пилоты ГА участвуют вB0B.

1945-1950 годы - на воздушные линии выходят самолёты ИЛ-12, ИЛ-14, АН-2, ЯК-12.

1956 г. - первый реактивный пассажирский самолёт ТУ-104

(V = 800 - 900 км \ч, 50 -100 пассажиров).

1957-59 - АН-10, АН-12, ИЛ-18, ТУ-114 затем АН-24,1У-134, ТУ-154,

ИЛ-62, ЯК-40, ИЛ-76.

1980г - ИЛ-86, ЯК-42.

Если ИЛ-18 (G₀=64 т, G_Гр=13,5т, 100пасс., L= 4700км, V_kp=625km\4), тоИЛ-62 (G₀=160 т, G_гр=23т, 200пасс.,L=7700, V_kp=880-900km/ч).

Новые самолёты ИЛ-96-300, ТУ-204,ИЛ-114.

1970 г - вступление в ИКАО.

Направления научно-технического прогресса (НТП) в ГА.

Программа предусматривает внедрение в эксплуатацию нового поколения самолётов,Ту-204, Ил-96-300, Ил-114 с топливной эффективностью на уровне лучших мировых зарубежных аналогов.

В перспективе массовое внедрение ближних и средних магистральных самолётов с турбо - винто - вентиляторными двигателями. НТП в области эксплуатации предусматривает:

- разработку научно - теоретических основ технической эксплуатации (ТЭ);

- оптимизацию содержания и объёма работ по техническому обслуживанию и ремонту авиационной техники (ТО и Р);

- развитие производственной и материально-технической базы эксплуатационных и ремонтных предприятий, разработку и внедрение средств механизации технического облуживания (ТО), методов и средств диагностики и неразрушающего контроля;

- совершенствование форм организации и управления процессами ТО и Р.

Повышение уровня концентрации и специализации производства будет обеспечено за счёт каврдинального изменения существующей схемы базирования самолётов, путём широкого внедрения кооперированного метода ТО и Р.

Получит развитие интеграция ТО и Р летательных аппаратов (ЛA) за счёт создания крупных центров ТО и РAT, АСУ воздушным движением, оснащение аэропортов современными радионавигационными и электронными комплексами.

УВД - системы предупреждения столкновения самолётов, спутниковаясистема навигации, связи, наблюдения.

Автоматизированная система обмена информацией по каналам " земля - воздух - земля".

Капиталовложения осуществляются в создание и совершенствование аэродромной сети, аэровокзальных комплексов, топливообеспечения.

Требования, предъявляемые к конструкции самолёта и вертолёта.

Требования зависят от конкретного назначения самолёта. Основные требования сточки зрения обеспечения безопасностиполётов (БП), регулярности вылетов, экономичности эксплуатации, обеспечения комфорта:

Безопасность полётов обеспечивается:

- энерговооружённостью самолётов и вертолётов за счёт установки 2 -3 иболее двигателей;

- механизацией крыла, обеспечивающей хорошие взлётно-посадочные характеристики (ВПХ);

- правильным расчётом прочности и живучести конструкции с учётомвозможных эксплуатационных нагрузок;

- противопожарными конструктивными мероприятиями, наличием системсигнализации о пожаре (ССП) и противопожарного оборудования (ППО);

- дублирование важнейших функциональных систем, устройств;

- эффективными противооблединительными системами (ПОС);

- оснащение пилотажно-навигационным и связным оборудованием,обеспечивающим выполнение полёта в любое время года и суток;

- оборудование пассажирских кабин аварийно-спасательнымоборудованием для быстрого покидания самолёта в аварийных ситуациях.

Экономичность эксплуатации достигается:

- наибольшей весовой отдачей G_комм / G _с-та

- возможностью варьирования полезной нагрузкой (пассажиры <=> груз);

- увеличение налёта на списочный состав самолётов, вертолётов;

- улучшение топливной эффективности;

- увеличение V_кp (крейсерской скорости), т.е. оборачиваемости самолётов;

- применение передовой технологии и организации перевозочного

процесса для снижения его стоимости;

- сокращение числа членов экипажа;

- сокращение трудоёмкости, продолжительности, стоимости ТОиР.

Комфорт пассажиров обеспечивается:

- просторными салонами, оборудованными в соответствии с эстетическими и техническими требованиями;

- эффективной системой кондиционирования воздуха (СКВ), системой

автоматического регулирования давления (САРД) в гермокабине (ГК) во всём диапазоне высот полёта самолёта;

- удобными пассажирскими креслами, со съёмными столиками,индивидуальным освещением, вентиляцией, сигнализацией, радиофикацией;

- необходимой тепло- звукоизоляцией;

- полётами на больших высотах без "болтанки";

- оборудованиебуфетами, гардеробами, туалетами, другим бытовыми

помещениями.

К грузовым самолётам особые требования:

- максимальная грузоподъёмность полезного груза, увеличением размеров грузовых отсеков, грузовых дверей;

- надёжное крепление (швартовка) грузов;

- механизации погрузки, разгрузки.

Многие требования находятся в противоречии друг с другом, т. е. улучшение одних характеристик влечёт ухудшение других:

1. ↑ V _кр→ ↑ V _пос → приводик к ухудшению маневренных свойств.

2. ↑ увеличение прочности, жесткости, живучести→ ↑ G _с-та↓ G _комм

3. L _полета →↓ G _комм

Поэтому проводится оптимизация этих требований для достижения выполнения поставленных задач перед конкретным самолётом - вертолётом.