История развития воздухоплавания до 1917 года.

История развития воздухоплавания до 1917 года.

Развитие авиации в Росии до 1917 года было в виде небольших мастерских и заводов, причем выпускались на них самолеты исключительно иностранных марок. Главным образом – «Фарман», «Моран», «Ньюпор».

 

Конструктивные схемы вертолетов и краткая характеристика.

Для компенсации реактивного момента в конструкцию вертолета вводятся различные конструктивные элементы, что и определяет общую схему вертолета. Чаще всего вертолеты классифицируют по количеству винтов, по их расположению, или по методу компенсации реактивного момента несущего винта. По этим признакам различают следующие основные схемы вертолетов.

(рисунок Б)Одновинтовая схема вертолета с рулевым винтом имеет наибольше распространение. Реактивный момент несущего винта компенсируется хвостовым или рулевым винтом, изменяя величину тяги рулевого винта, добиваются управлением вертолета. Преимущество данной схемы в том, что проста конструкция, маневренность и летные характеристики. В се это обеспечивало широкое применение этой схемы.

(рисунок А)Двухвинтовая соосная схема предусматривает 2 несущих винта по одной оси, вращающиеся в разные стороны. Достоинства: малые габариты, компактность конструкции, надежность и простота при неработающем двигателе. Недостатки: сложность конструкции управления. Влияние двух винтов на совместную работу. Такие вертолеты впервые стали выпускаться в нашей стране.

(рисунок В)Двухвинтовая продольная состоит из двух горизонтальных винтов, расположенных друг за другом и вращающихся в разных направлениях. Задний винт приподнят над передним для уменьшения негативного влияния воздушной струи от переднего винта. Данная схема в основном используется в вертолётах большой грузоподъёмности.

(рисунок Г)Двухвинтовая поперечная схема построена на том же принципе что и продольная. Если на крыле установить авиационные двигатели, оси которых вдоль фюзеляжа, то получим

схему винтокрыла(комбинация самолета и вертолета)

 

 

 

Взлет самолета. Основные участки взлета.

Полетом ВС называется управляемое движение ВС в воздухе от взлета до посадки, характеризующееся траекторией, скоростью, высотой и ускорением. Движение ВС может быть установившемся (т.е. прямолинейно с постоянной скоростью) и неустановившемся (т.е. полет с ускорением). Полет ВС состоит из следующих этапов: разбег, выдерживание и подъем. Для того, чтобы ВС смогло оторваться от земли, т.е. получить подъемную силу, несколько большую, чем вес ВС и затем продолжить полет, ему необходимо иметь определенную скорость движения. Эту скорость ВС приобретает при разбеге по ВПП. У современных ВС с ТВД и ТРД применяется упрощенная схема взлета – разбег и разгон с одновременным набором высоты.

Рассмотрим отдельно каждый этап полета и силы, действующие на ВС:

При стоянке ВС на земле с работающим двигателем, тяга уравновешивается с силой тормозов. При растормаживании колес и увеличении тяги двигателей, ВС начинает разбег с ускорением, скорость увеличивается, так же как и лобовое сопротивление. Уменьшается сила трения колес о грунт, появляется подъемная сила. Скорость, при которой ВС отрывается от земли, называется скоростью отрыва. Наименьшая скорость при которой ВС может лететь это минимальная скорость полета ВС, которая соответствует критическим углам атаки. На этой скорости самолет неустойчив и плохоуправляем, поэтому открывсамолета производится на скорости несколько большей, чем минимальная скорость примерно на 15-12%.

После достижения необходимой скорости, при выдерживании ВС начинает следующий этап – подъем. Он представляет собой прямолинейный полет ВС по наклонной траектории вверх. Угол подъема – угол между наклонной набора и горизонтом. При установившемся наборе на самолет действуют силы: PYGX.

 

Билет 2

Развитие авиации в России после 1917 года до ВОВ.

В 118 году была национализирована авиационная промышленность. Началось восстановление самолетостроения, а так же научных и практических путей развития авиационной техники. В 1918 году был организован ЦАГИ по инициативе Жуковского. В 1919 году организован МАИ. Эти учебные заведения были основной кузницей кадров для авиации. Там преподавали ученики Жуковского.

Поскольку отечественных самолетов еще не было, то их закупали из-за границы, но к 1925 году закупки прекратились. В 1923 году создан первый пассажиский самолет АК-1. На нем была открыта первая пассажирская воздушная линия от Москвы до Нижнего Новгорода. В это же время был разработан легкий сплав алюминия, который стали применят в авиа промышленности.

Организатором авиа промышленности по строительству цельнометалических самолетов был Туполев. Таким первым самолетом стал АНТ-2. Он сыграл важную роль, т.к. утвердил монопланную схему самолета. Затем были созданы АНТ-3(4). Онииспользовались как тяжелые бомбардировщики.

В предвоенные годы были принятынавооружении учебные самолеты УТ-1(2)

В 1933-38 году усиленно развивалась истребительская авиация КБ Поликарпова. На его истребители И-15 и И16 не имели в то время себе аналогов и ставили рекорды по скорости (525 км\ч)

 

Развитие авиации в ВОВ.

Во время войны многие заводы были эвакуированы и выпуск самолетов резко уменьшился, но уже в 43 году количество выпускаемых самолетов в год составило 35 тыс. В этом же году наши летчики получили грозное оружие – истребители, такие как Як-3\9\7,Ла-5, Ил – 4\10,Ту-2.

В послевоенные годы на смену поршневым двигателям пришли реактивные, но вскорее и они уступили место турбо-реактивным. Первые реактивные истребители были испытаны в 46 году такие как: Миг-9, Як -15, Ла-17, Ил-18, Ту-16, Як-35.

Первый реактивный пассажирский самолет был Ту-104. Последующими стали Ту-114,124,134,154,204,334.

В 70 и 80 годы быстро увеличивался объем выполняемых работ в гражданской авиации. В 80 годы на ряду с эксплуатацией новых ЛА, были внедрены истемы УВД, средства связи, вторичной радиолокации а так же системы контроля за ВД.

Особенности управления вертолетом.

Вертолет включает в себя командные рычаги, на которые пилот воздействует и проводку управления. С помощью системы управления осуществляют управление несущим винтом, рулевым винтом и двигателем. В отличие от самолета, все эти системы не автономны, а взаимосвязаны друг с другом. Система управления подразумевает под собой управление несущим и рулевым винтами и двигателем.

Управление несущим винтом осуществляется при помощи автомата-перекоса ручкой управления и рычагом шаг-газ. При помощи ручки управления, при ее перемещении изменяются углы постановки лопастей поэтому сила тяги несущего винта будет отклоняться в ту сторону в которую отклонена ручка управления.

Изменение положения рычага шаг-газ уменьшает или увеличивает силу тяги. Управление рулевым винтом производится при помощи педали ножного управления, которое позволяет управлять углами установки лопастей винта. Проводка управления может быть жесткой, гибкой или смешанной.

Горизонтальный полет, формула ГП, потребная скорость, влияние факторов.

ГП – это прямолинейный полет на постоянной высоте. Если скорость постоянная, то ГП называется установившемся.

 

Билет 4

Развития авиации после ВОВ.

Первые реактивные истребители были Миг-9 и ЯК-15 (в 1946 г.) Во всех КБ продолжалась работа по созданию реактивных двигателей в результате ВВС получили сам-ты: Ил_28, Ту-16, Як-35, Су-7, Миг-19,21. Первый реактивный пассажирский сам-т в мире был Ту-104 на 50 мест. Затем пассажировместимость увеличилась до 100, V-800-850, высота 8-9км. На нем было установлено 26 мировых рекордов. В 1957 г. Создан самый большой сам-т Ту-114 на 170-200 пассажиров. Дальность полета 9000км. В 1962 вышли Ту-124,134. В 1972 Ту-154. В 1992 Ту-204 с малым расходом топлива.

 

Основные части сам-та.

Фюзеляж – корпус ВС, к которому крепятся крылья, ХО, шасси, иногда СУ. Служит для размещения в нем ЭВС, пассажиров, грузов и различ. оборудовнаия.

Крыло ВС – одна из самых важных частей ВС. Основное назначение – создать необходимую для подъема ВС силу. Кроме того, обеспеч поперечную устойчивость и управляемость. Использ-ся для размещения СУ, топливных баков, шасси, оборудовния.

Шасси – в большинстве случаев представ. собой 3 опоры (2-е главнее). Колеса шасси служат для передвижения по земле. Кроме того, они воспринимают часть энергии ударов при взлете и посадке ВС.

ХО – аэродинамические пов-ти, обеспеч. устойчивость, управляемость и балансировку ВС в полете. Оно состоит из горизонтального и вертикального оперения.

Основные понятия устойчивости и равновесия ВС.

Движение самолета в пространстве складывается из двух видов: вращательного – вокруг центра тяжести и поступательного – движение его центра тяжести.

Вращение самолета относительно центра тяжести можно разложить на вращение вокруг трех взаимно перпендикулярных осей OX,OY и OZ, проходящих через центр тяжести и условно жестко связанных с самолетом.

Момент, стремящийся повернуть самолет относительно продольной оси OX (накренить самолет), называется моментом крена (Мx).

Момент, стремящийся повернуть самолет вокруг вертикальной оси OY, называется моментом рыскания (My).

Момент, стремящийся повернуть самолет относительно поперечной оси OZ, называется продольным, или моментом тангажа.

Продольный момент ( Mz), увеличивающий угол тангажа, называется кабрирующим, а противоположного направления – пикирующим.

Продольной устойчивостью самолета называется способность его сохранять заданный режим полета и возвращаться к нему после воздействия на самолет внешних возмущений, нарушающих исходное равновесие сил и моментов в плоскости симметрии самолета.

Устойчивость по перегрузке проявляется в начале возмущенного движения. Как показывает летная практика, быстрое восстановление угла атаки и перегрузки обеспечивает безопасность полета и сравнительную быстроту управления самолетом. Особенно это характерно для самолетов Як-52 и Як-55, имеющих большие рулевые поверхности.

Устойчивость по скорости проявляется медленно и может быть выявлена изменением скорости, если летчик длительное время не вмешивается в управление самолетом.

Способность самолета без вмешательства летчика восстанавливать в полете первоначальное состояние поперечного равновесия называется поперечной устойчивостью.

Поперечная и путевая устойчивость изолированно не могут существовать, так как проявление одного вида устойчивости сказывается на другом. Поэтому совокупность поперечной и путевой устойчивости называется боковой устойчивостью.

Билет 11.

Стабилизатор. Киль.

Конструкция основных частей оперения – стабилизатора и киля – обычно одинаковы. На крупных самолетах стабилизаторы бывают, как правило, разъемными.

Киль может быть изготовлен как одно целое с фюзеляжем или в виде отдельной части. Обшивка киля или стабилизатора обычно жесткая – фанерная или дюралюминиевая. У самолетов легкого типа обшивка стабилизатора и киля полотняная.

Подвижная часть ХО представляет собой балки с опорами в узлах подвески. Они испытывают нагрузки аэродинамических сил и делаются однолонжеронным набором стрингеров и нервюр. Лонжерон трубчатый.

 

Земная атмосфера и МСА.

Атмосфера Земли- газовая оболочка представляющая собой смесь газов. Основные: азот 78%, кислород 2%, инертные газы 1%.

Вся атмосфера делится на 5 основных слоев, между ними расположен переходный слой с соответствующим названием(их толщина 1-3км).

Структура атмосферы Земли:

Тропосфера(0-11 км)- слой, в котором в основном производятся полеты авиации. Температура с высотой убывает -6,5°на 1000м. в тропосфере сосредоточено до 80% атмосферной влаги, образуются циклоны, грозы, облака, связанные с ними осадки. В верхних слоях тропосферы происходят струйные течения скорость 150-500км/ч.

Стратосфера(11-50 км)- характеризуется постоянной температурой 56,5°, облаков нет, возникают перламутровые облака на высоте20-30км. Паров воды мало 20%.

Мезосфера(50-90 км)- слой с постоянной температурой -88°. Паров воды нет. На высоте 82-85 км, возможны серебристые облака.

Термосфера(90-800 км)- температура растет с высотой от -88° до +700°(высота 150 км) и далее увеличивается.

Экзосфера(800-3000 км)- ионизированный слой, переходящий в космическое пространство.

МСА- условная атмосфера для того, чтобы можно было сравнивать летные данные ЛА, а так же проводить соответствующие аэродинамические и газодинамические расчеты, принята единая международная стандартная атмосфера. В ней приведенысредние данные изменения основных параметров воздуха в зависимости от высоты, установленные на основе многолетних наблюдений. В МСА высота отсчитывается от уровня моря, где считаются параметры воздуха.

 

Стабилизатор. Киль.

Конструкция основных частей оперения – стабилизатора и киля – обычно одинаковы. На крупных самолетах стабилизаторы бывают, как правило, разъемными.

Киль может быть изготовлен как одно целое с фюзеляжем или в виде отдельной части. Обшивка киля или стабилизатора обычно жесткая – фанерная или дюралюминиевая. У самолетов легкого типа обшивка стабилизатора и киля полотняная.

Подвижная часть ХО представляет собой балки с опорами в узлах подвески. Они испытывают нагрузки аэродинамических сил и делаются однолонжеронным набором стрингеров и нервюр. Лонжерон трубчатый.

Билет 19

Билет 22

Билет 23

Формы профиля крыла.

Профилем крыла называется форма его поперечного сечения. На современных самолетах применяются в основном симметричные и двояковыпуклые несимметричные профили. Основными характеристиками профиля являются: хорда профиля, относительная толщина, относительная кривизна.

Хордой профиля называется отрезок прямой, соединяющей две наиболее удаленные точки профиля.

Относительной толщиной профиля называется отношение максимальной толщины к хорде, выраженной в процентах.

Илет 24

24. Силовая установка, требования к силовой установке ВС.

Авиационная силовая установка предназначена для создания необходимой в полете тяги. У вертолетов силовая установка, помимо горизонтальной тяги, создает еще и подъемную силу.

Силовой установке предъявляется ряд требований:

1) Обеспечение заданных, летно-технических данных (дальность, высота и скорость).

2) Надежность в работе, при любых режимах работы двигателя и при любых температурах.

3) Способность силовой установи обеспечивать работу двигателя при повреждении и неисправности некоторых элементов.

4) Быстрый и надежный запуск на земле и в воздухе.

5) Безопасность в пожарном отношении.

6) Простота в эксплуатации и обслуживании.

54. Причины образования подъемной силы «У» крыла, Х – лобового сопротивления, R – полной аэродинамической силы.

Подъемная сила: По закону Бернулли увеличенная скорость вызывает уменьшение давления и наоборот. В результате разности давлений под и над крылом возникает сила направленная вверх перпендикулярно набегающему потоку называется подъемной силой (у). «У» возникает в следствии не симметричного обтекания крыла, которая вызывается:

1) не симметричной формой профиля крыла

2)положением крыла в потоке (углом атаки)

Подъемная сила возникает тогда, когда имеется различие в скоростях и разница давлениях на нижней и верхней поверхности крыла. Возникновение У главную роль играет разряжение над крылом, крыло как бы подсасывается.

Лобовое сопротивление: При обтекании крыла воздух в передней части приторможен. Поэтому давление перед крылом увеличилось, за крылом возникает разряжения, давление меньше. Таким образом получилось разница давлений в результате которых возникла сила направленная против движения крыла, называется силой лобового сопротивления (Х),кроме этого существует трение воздуха в пограничном слое. Х=Сх *скорость в кв/2 * S.

Полная аэродинамическая сила - R:

Суммарно: подъемная сила+сила трения о поверхность крыла+ сила лобового сопротивления называется R полной аэродинамической силой.

Точка пересечения R с хордой крыла, называется центром давления.

При не симметричном обтекании существуют 3 причины возникновения R:

1) разность давлений перед крылом и за ним.

2) трение воздуха в пограничном слое

3) разность давлений под и над крылом.

На величину R влияют:

1) скорость полета

2) массовая плотность

3) форма профиля крыла

4) положение крыла в потоке

5) состояние поверхности крыла.

Билет 25

Поршневый двигатель

Винтовые двигатели, работающие совместно с воздуш винтом в поршневом двигатели энергия топлива (бензина) в результате его сгораяния преобразуется в начале в тепловую энергию, зате в механическую. Механич энергия в виде крутящего момента передается валу двигателя, на котором через редуктор установлен воздушный винт. Лопасти воздуш винта, вращаясь, создают тягу двигателя, под действием которой сам-т передвигается. Поршневые ВС: Ан-2, Ми-4, Аш – 62.

Цикл работы поршневого двигателя состоит из 4 тактов: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.

 

ТРД

Атмосферный воздух через входной направляющий аппарат поступает в компрессор. Компрессор служит для повышения давления, протекающего через него воздуха. Дальше поступает в камеру сгорания. Камера сгорания служит для повышения температуры - в результате сжигания в ней топлива энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струи газа, который попадаетв турбину. Турбина служит для передачи вращения компрессору и различным агрегатам, установленных в двигатели. Выходное устройство для преобразования оставшейся потенциальной энергии в кинетическую эн газового потока.

Принцип действия: атм воздух поступающий в компрессор, сжимается за счет скоростного напора и за счет вращения компрессора, далее воздух поступает в камеру сгорания(первичный поток возд), где сгорает топливо, образующий в процессе газ, имеющий большую температуру и давление, поступает в турбину. В турбине Еп превращается в Ек газового потока и мех энергию вращения вала двигателя. В выходном устройстве происходит дальнейшее расширение, при котором давление понижается, а скорость увеличивается.

Реакция газовой струи, выходящая из выходного устройства, и есть тяга реактивного двигателя.

Конструкция лопастей НВ.

Лопасти в/л в плане имеют прямоугольную форму и шарнирно крепятся к втулке горизонтального, вертикального и осевого направления. Гориз шарниры позволяют лопастям совершать маховые движения. Вертик дают лопасти совершать колебательные движения в плоскости вращения. Комлевая часть лопасти позволяет вращаться лоп вокруг своей оси. Лопасти чаще всего изготавливают из высококач металла. Основная силовая часть лопасти – лонжерон(стальная труба разной толщены) по длине лопасти и отсеки обтекаемой плоскости лопасти. Внутри лонжерона сжатый воздух, оба конца заглушены. Вращаются лопасти через редуктор.

Билет 28.

ТВД

Это двигатель, у которого тяга создается работой воздушного винта и реакции газовой струи, вытекающей из двигателя.

Принцип действия ТВД во многом похож на принцип действия компрессорного воздушно-реактивного двигателя. Атмосферный воздух, сжатый в компрессоре, поступает в камеру сгорания, где ему сообщается тепло, получаемое от сжигания топлива. Газ, имеющий большую температуру и давление, поступает в турбину. Там он, расширяясь, производит работу, которая передается компрессору, находящемуся на одном валу с турбиной, воздушному винту и приводам агрегатов. Так как 80-90% тяги турбовинтового двигателя создается за счет работы воздушного винта, то расширение газа в турбине происходит почти полностью. Для более рационального использования газа турбина ТВД имеет обычно большее количество ступеней, чем турбина воздушно-реактивного двигателя.

Турбовинтовой двигатель характеризуется развиваемой им суммарной тягой, эквивалентной мощностью, удельным расходом топлива и коэффициентом полезного действия.

58. зависимость Су о α. Качество крыла и самолета.

при увеличении угла атаки коэффициенту Су увеличивается, а значит и подъемная сила крыла, но до определенного значения угла атаки. После чего Су резко падает. Угол атаки, при котором значение Су достигает макс значение называется критическим углом атаки (α кр). Резкое падение Су, а значит и самой подъемной силы после достижения α(кр) объясняется резким нарушением плавности обтекания крыла, потоком возд. Тк на верхней пов. Крыла образуется сильное вихреобразование со срывом струй воздуха.

К (с/л) = Y(с/л)/X(с/л) =Y(с/л)/(Хпр+Хвр) =Y(крыла)/(Хпрофильное+Хвр)

К(крыла) = У/Х = Су/Сх. У соврем с/л достигает 20-22. Зависит от: формы крыла, положения его в потоке воздуха, качества обработки крыла.

История развития воздухоплавания до 1917 года.

Развитие авиации в Росии до 1917 года было в виде небольших мастерских и заводов, причем выпускались на них самолеты исключительно иностранных марок. Главным образом – «Фарман», «Моран», «Ньюпор».