вопросы конструкция ла. Краткие сведения по истории развития самолетостроения Конструктивные схемы самолетов и примеры их реализации
 Скачать 126.38 Kb.
|
|
Краткие сведения по истории развития самолетостроения Конструктивные схемы самолетов и примеры их реализации Общие требования, предъявляемые к конструкции самолета: аэродинамические, компоновочные, прочностные, технологические, эксплуатационные, экономические Нагружение самолета в полете: массовые и поверхостные силы, действующие на самолет Назначение крыла и требования, предъявляемы к нему Нагрузки, действующие на крыло в полете: определение их расчетной величины, закон распределения, направление, масса приложения Понятие о линии центров давления, центров тяжести, оси жесткости Понятия о деформациях крыла и физической сущности поперечной силы, изгибающего и крутящего моментов Обшивка крыла: назначение, работа, конструкция, применяемые материалы Лонжероны: назначение, классификация, сравнительная характеристика ферменных, балочных, ферменно-балочных лонжеронов Стрингеры: назначение, формы поперечного сечения, применяемый материал Нервюры: назначение, классификация, конструкция, преимущества и недостатки ферменных, балочных, ферменно-балочных нервюр, область их применения Компоновка сечения, особенности работы, преимущества и недостатки лонжеронных и кессонных крыльев Особенность конструкции стреловидных крыльев Конструктивные формы стыковых соединений частей крыла Определение напряжений в элементах сечения лонжеронного и кессонного крыльев Горизонтальное оперение: назначение, расположение, параметры Конструкция горизонтального оперения Вертикальное оперение: назначение, расположение, внешние формы, параметры Конструкция вертикального оперения Средства балансировки самолета: назначение, принцип действия, конструкция триммера Назначение фюзеляжа и требования Внешние формы и основные параметры фюзеляжа Нагрузки, действующие на фюзеляж в полете Сравнение ферменных и балочных фюзеляжей Требования, предъявляемы к основным системам управления Устройство, принцип действия, обеспечение независимости управления элеронами и рулем высоты, преимущества и недостатки, область применения ручки управления и штурвальной колонки Устройство, принцип действия, преимущества и недостатки , область применения рычажных и качающихся педалей Гибкая проводка управления: элементы, преимущества и недостатки, область применения Жесткая проводка управления: элементы, преимущества и недостатки, область применения Назначение, принцип действия, схема включения гидроусилителя Назначение, принцип действия, загрузочных механизмов и механизма триммерного эффекта Определение усилий на командных рычагах, в тягах и тросах проводки управления Назначение систем вспомогательного управления и требования, предъявляемые к ним Классификация вспомогательных систем управления по виду используемой энергии Дать понятие о гидросистеме, требованиях, предъявляемые к ней, преимущества и недостатки Принцип работы гидроситемы с различными способами разгрузки гидронасосов Назначение, разновидности, устройство, принцип действия гидронасосов, гидроаккумуляторов, предохранительных клапанов, кранов Назначение шасси, требования, предъявляемы к ней Схемы расположения опор самолета, их преимущества и недостатки Основные геометрические параметры шасси Конструктивно-силовые схемы шасси, их преимущества и недостатки, область применения Способа крепления колес, их преимущества и недостатки Размещение амортизаторов в конструкции шасси Преимущества и недостатки телескопической амортстойки с рычажным подвесом колес Схема уборки шасси самолета Назначение, конструкция, основные параметры авиационных нетормозных колес Устройство, принцип действия, преимущества и недостатки колодочного, камерного и дисковых тормозов Средства увеличения эффективности торможения и срока службы авиашин Назначение амортизации шасси и требования, предъявляемые к ней Устройство, принцип действия и диаграмма работы жидкостно-газового амортизатора Последствия неправильной зарядки амортизатора Назначение силовых установок самолета и требования, предъявляемые к ним Составные части самолетных силовых установок Назначение топливных систем и требования, предъявляемые к ним. Составные части топливных систем, их значение Способы выработки топлива из баков Способы соединения топливных баков Средства повышения надежности питания двигателей топливом Средства увеличения высотности топливной системы Средства повышения живучести топливной системы Назначение, устройство, принцип действия, разновидности, преимущества и недостатки топливных баков, подкачивающих насосов, топливных фильтров, кранов, клапанов, трубопроводов Возможные неисправности топливной системы, их последствия и меры предупреждения Внешние нагрузки и работа силовых элементов воздушного винта Конструкция и работа ВИШ Схема работы ВВ Назначение системы пожарной безопасности и требования Средства предупреждения и локализации пожара на самолете Огнегасящие вещества и требования к ним Принципиальная схема системы обнаружения и тушения пожара Назначение, разновидности, устройства, принцип действия противопожарных баллонов, электромагнитных кранов, сигнализаторов пожаров, трубопроводов и коллекторов Физическая сущность обледенения. Формы и виды льда Последствия обледенения Способы защиты самолета от обледенения Принцип действия, преимущества, недостатки, область применения воздушно-теплового, электро-теплового, механического, химического противообледенительного устройств Сигнализаторы обледенения Влияние высоты на организм Основные функции высотного оборудования Закон изменения кабинного давления Принцип действия автомата регулирования давления в гермокабине Требования, предъявляемые к гермокабинам пассажирского самолета Бафтинг хвостового отделения и меры борьбы с ним Изгибно-крутильный флаттер крыла: причины возникновения, средства увеличения критической скорости изгибно-крутильного флетнера Изгибно-элеронный флаттер крыла, причины возникновения, средства увеличения критической скорости изгибно-элеронного флаттера Самоколебания передней опоры шасси: причины возникновения, условия наступления и критическая скорость шимми Последствия шимми и средства увеличения критической скорости шимми Краткие сведения по истории развития самолетостроения 1. Люди всегда мечтали о полетах. В Китае еще в IV - III веке делали воздушных змеев, а с VI века китайцы с их помощью поднимали в воздух людей. Попытки сконструировать летательный аппарат, возможно, предпринимались и в Средние века. Точных сведений об этом нет. Подобные попытки жестоко пресекались церковниками. Считалось, что если человеку крыльев не дано, то и летать он не должен. Только в бумагах великого ученого и художника Леонардо да Винчи были найдены чертежи и наброски парашюта и орнитоптера (махолета – летательный аппарат, машущий крыльями). На Руси народные умельцы пытались создать крылья, чтобы летать «аки птицы». Однако удачными эти конструкции не назовешь. При попытке взлететь многие люди разбились, получили увечья. Над конструкцией «аэродинамической машины» размышлял и великий русский ученый-изобретатель М. В. Ломоносов. В 1754 году он соорудил и испытал модель летательного аппарата, которая приводилась в действие часовой пружиной. Поднять человека такая машина, конечно, не могла. Но многие разработки М. В. Ломоносова легли в основу аэродинамики. Братья Монгольфье сконструировали аэростат. Полет воздушного шара (монгольфьера) состоялся в 1783 году. Дирижабли (управляемые аэростаты) использовались людьми в первой четверти ХХ века, но соревнования с самолетами они не выдержали. В 1852 году француз Анри Жиффар установил на воздушный шар паровую машину с трехлопастным пропеллером. Его дирижабль мог развивать скорость до 10 км/ч. Но из-за маломощного двигателя конструкция не получила распространения. Усовершенствовать управляемый аэростат пытались многие. Братья Тиссандье создают дирижабль с электродвигателем. А в 1896 году в Германии изобретатель Карл Вельферт установил на аэростате бензиновый двигатель. Однако дирижабли оказались неуклюжими по сравнению с аэропланами. Поэтому от их строительства отказались. В 1882 году под Петербургом были произведены испытания «аэродинама», сконструированного контр-адмиралом Российского флота А. Ф. Можайским. Конструкция приводилась в движение двумя паровыми машинами, но мощности хватило только на то, чтобы оторваться от земли. Хотя, аппарат Можайского можно считать прототипом самолета: неподвижные прямоугольные крылья, хвостовое оперение, колеса и два винта. Авиация развивалась стремительно. Увлечение воздушными полетами не миновало и Россию. Правда, сначала российские пилоты летали на самолетах зарубежных конструкций. Но русские умельцы пытаются создать отечественные летательные аппараты. Большой вклад в авиастроение внесли инженеры-конструкторы И. И. Сикорский, А.Д. Карпеки, Я.М. Гакель, А.С. Кудашев и другие. Первый отечественный аэроплан поднялся в 1910 году. В 1914 году самолет «Илья Муромец» установил мировой рекорд дальности полета: пролетел 1200 км со скоростью 120 км/ч. Несмотря, на все достижения российских авиаторов-конструкторов, царское правительство не считало нужным развивать отечественную авиацию. Самолеты закупались за границей. Зато в Германии появился первый авиаперевозчик. Самолет летал по маршруту Веймар-Лейпциг-Берлин. Сейчас он известен, как Lufthansa . После Октябрьской революции в России стали уделять должное внимание самолетостроению. Так, в 1921 году появился декрет «О воздушных передвижениях в воздушном пространстве над территорией РСФСР и ее территориальными водами». С этого момента начинают развиваться и международные авиасвязи, и перелеты внутри страны. Конструктивные схемы самолетов и примеры их реализации 2 По количеству крыльев делят на монопланы, т.е. самолеты с одним крылом, и бипланы. т.е. самолеты с двумя крыльями, расположенными одно над другим. По расположению крыла относительно фюзеляжа различают низкоплан, среднеплан и высокоплан. По типу фюзеляжа делят на однофюзеляжные и двухбалочные. Фюзеляжи, не несущие оперения. называют гондолами. Оперение в этом случае поддерживается двумя балками, и самолеты при этом называют двухбалочными. О защитить Е В зависимости от расположения оперения различают: 1) самолеты стандартной схемы. у которых стабилизатор и киль размешаются в хвостовой части фюзеляжа: 2) самолеты схемы «утка». у которых горизонтальное оперение расположено впереди крыла: 3) самолеты типа «бесхвостка», у которых горизонтальное оперение отсутствует – не существует 3 Общие требования, предъявляемые к конструкции самолета: аэродинамические, компоновочные, прочностные, технологические, эксплуатационные, экономические 3. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ для ЛА ГА сформулированы в Нормах летной годности (НЛГ). Это основные требования, предъявляемые к ЛА в целом и к их функциональным системам (планеру, СУ, шасси, оборудованию). Соответствие ЛА этим требованиям заносится в "Таблицу соответствия НЛГ", которая представляется в Госавианадзор для выдачи "Сертификата летной годности". К общим требованиям относятся: - аэродинамические требования (выбор формы и взаимного расположения агрегатов при заданных ЛТД, при наименьших затратах; хорошая устойчивость, управляемость, увеличение аэродинамического качества); - достаточная прочность и жесткость (отсутствие деформации конструкции); - надежность и живучесть конструкции; - эксплуатационные требования, ремонтопригодность и технологичность; - экономические требования, минимальная масса ЛА. 4 Нагружение самолета в полете: массовые и поверхостные силы, действующие на самолет 4. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СИЛЫ Rn - силы, появляющиеся в результате взаимодействия ЛА с окружающей средой и приложены к его поверхности. К ним относятся: - а/динамические силы (Yа, Ха, Zа); - сила тяги двигателей Рдв.; - реакция покрытия аэродрома; - силы взаимодействия между агрегатами, экипажем, коммерческой загрузкой и планером. МАССОВЫЕ СИЛЫ Rm - силы, появляющиеся в результате действия на ЛА (агрегат, груз, экипаж, пассажиров) ускорения. К ним относятся: - силы тяжести тg — от ускорения свободного падения тела; - инерционные силы F ин. —от ускорения неравномерного движения самолета 5 Назначение крыла и требования, предъявляемы к нему Крыло – это несущая поверхность самолета, предназначенная для создания аэродинамической подъемной силы. Крыло обеспечивает поперечную устойчивость и управляемость самолета. К крылу крепятся элероны, механизация крыла, часто – шасси и двигательная установка. Внутренний объем крыла используется для размещения оборудования и топлива. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КРЫЛУ. Крыло должно удовлетворять ряду общих и специальных требований. 1. Аэродинамические требования: - возможно меньшее сопротивление крыла на основных режимах полета ( Сха min для V max полета); - возможность получения Cya max для получения V min при посадке самолета ( за счет мощной механизации крыла); - наибольшая величина максимального аэродинамического качества K max. Для увеличения дальности полета и потолка; - обеспечение необходимой устойчивости и управляемости самолета. 2. Требования к прочности и жесткости конструкции крыла: - достаточная прочность, жесткость и живучесть крыла при возможно меньшей массе; - отсутствие остаточных деформаций при нагрузках, не превышающих эксплуатационных; - малое изменение аэродинамических характеристик при деформациях крыла; - возможно большая усталостная прочность конструкции крыла. 3. Компоновочные требования к крылу: - удобная силовая увязка крыла с фюзеляжем, двигательными установками, шасси без нарушения структуры их силовых схем; возможность размещения в крыле топлива, агрегатов, проводки управления, трубопроводов, крепления к крылу механизации при незначительном увеличении сопротивления крыла; - крыло состоит из передней, средней, хвостовой частей и законцовки. 4. Технологические требования к крылу: - простота изготовления и минимальная трудоемкость работ; - возможность механизации наиболее трудоемких работ и широкого применения стандартных, унифицированных и нормализованных деталей; - обеспечение использования наиболее технологических процессов изготовления. 5. Эксплуатационные требования к крылу: - удобство осмотра, обслуживания, ремонта и монтажа всех узлов и деталей; - возможность эксплуатации и ремонта в любых метеоусловиях; - взаимозаменяемость крыла и его частей 6 Нагрузки, действующие на крыло в полете: определение их расчетной величины, закон распределения, направление, масса приложения 6 НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КРЫЛО это совокупность сил и моментов, действующих на крыло или его отдельные агрегаты. В полете на крыло действуют: - распределенные нагрузки от действия аэродинамических сил и сил инерции от массы всей конструкции крыла; сосредоточенные нагрузки от сил действия на крыло агрегатов, размещенных и закрепленных на нем. Порядок выявления внешних нагрузок действующих на крыло для всех расчетных случаев один и тот же. Нагрузки, действующие на крыло подразделяются на поверхностные и массовые. Поверхностные нагрузки на крыло возникают под действием сил и моментов от: тяги и реверса двигателя (Р дв., Р рев.); реакции шасси (Рш); реакции фюзеляжа (Рф); - аэродинамической подъемной силы (Уа ). Массовые нагрузки на крыло возникают под действием сил и моментов от силы тяжести: конструкции крыла (mg кр.); двигателей и их гондол (mg дв.); шасси и их гондол (mg ш); топлива (mg топ.). Конструкция крыла в соответствии с НЛГ рассчитывается на расчетно-разрушающие поверхностные Ррi и массовые mgi (от сил тяжести) нагрузки: Расчетная нагрузка от тяги двигателей не зависит от перегрузки и определяется произ-ведением этой тяги на коэффициент безопасности: Понятие о линии центров давления, центров тяжести, оси жесткости 7 Вес самолета складывается из веса пустого самолета (планер, двигатели, несъемное оборудование), веса топлива, боеприпасов (на военных самолетах), грузов, экипажа и т. д. Если найти равнодействующую сил веса всех частей самолета, то она пройдет через некоторую точку внутри самолета, называемую центром тяжести |