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 Gгруза =1760кг,Lполёта = 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, GГр=13,5т, 100пасс., L= 4700км, Vkp=625km\4) , тоИЛ-62 (G0=160 т, Gгр=23т, 200пасс.,L=7700, Vkp=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 отдачейGкомм / Gс-та
- возможностью варьирования полезной нагрузкой (пассажиры <=> груз);
- увеличение налёта на списочный состав самолётов, вертолётов;
- улучшение топливной эффективности;
- увеличение Vкp (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. ↑Vкр→ ↑Vпос → приводик к ухудшению маневренных свойств.
2. ↑ увеличение прочности, жесткости, живучести→ ↑Gс-та↓Gкомм
3. Lполета →↓Gкомм
Поэтому проводится оптимизация этих требований для достижения выполнения поставленных задач перед конкретным самолётом - вертолётом.