ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 135
Скачиваний: 0
КОНСТРУКЦИЯ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ
АППАРАТОВ
Под редакцией К. Д. ТУРКИНА
Утвержден Главнокомандующим Военно-Воздушными Силами
в качестве учебника для слушателей инженерных ВВУЗов ВВС
УДК 629.7.02 |
Гос. пубдич, |
|
|
научно-те- |
»< < м ш |
|
библиит |
1 + |
|
ЭНЗЕ' |
' АДА |
|
ЧИТАЛЬ? |
|
А * 34/ &
Чк- и м д
Настоящая книга является учебником по курсу «Конструкция летатель ных аппаратов» для слушателей ВВИА им. профессора Н. Е. Жуковского
иинженерных ВВУЗов ВВС.
Вней излагаются основные положения по устройству щ анализу конст
рукций, необходимые для грамотной эксплуатации летательных аппаратов. Рассматриваются как отдельные части конструкции летательного аппара та: планер, взлетно-посадочные устройства, средства аварийного спасения экипажа, топливные и противопожарные системы, так и общие вопросы кон струкции: оценка условий работы с различных аэродромов, ресурса, а также боевой живучести летательного аппарата; взаимосвязь свойств и подход к выбору рациональных параметров военного летательного аппарата, типо вые варианты конструкций разных видов. Книга в значительней части бази
руется на научно-методических разработках ее авторов. |
направ |
||||||
В целом изложение материала имеет |
военно-эксплуатационную |
||||||
ленность. |
|
|
|
|
|
|
|
Книга может быть использована инженерным и летным составом строевых |
|||||||
частей и научно-исследовательских учреждений ВВС. |
|
|
|||||
Введение, главы 5, |
6, 7 и § 1.3 главы 1 |
написаны К. Д. Туркиным; главы |
|||||
1, 15 и 16 — Э. М. Соболевым; главы 2, 3, |
4 и 20 — Е. Ф. Крестьяниновым; |
||||||
главы 8, |
13 и 14 — Л. В. Мышкиным; главы 9, 10, |
11 и 12 — В. А. Тихонра- |
|||||
вовым; |
главы 17 и 21 |
— П. Е, Лисицким; |
глава |
18 — Э. М. Соболевым |
и |
||
К. Д. Туркиным; глава |
19 — Л. В. |
Мышкиным и К. Д. Туркиным. |
Учебник |
||||
написан по открытой отечественной |
и зарубежной |
литературе, приведенной |
в |
||||
конце книги. |
|
|
авторы использовали советы и ре |
||||
При работе над настоящим учебником |
|||||||
комендации заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, профессора, док
тора технических наук В. Ф. Болховитинова редактора предыдущего
учебника кафедры «Конструкция и боевая эффективность летательных аппа ратов» издания 1962 года.
Авторы приносят |
благодарность |
доценту, канд. техн. |
наук В. Н. |
Зай |
цеву и возглавляемой |
им кафедре |
КВИАВУ за ценные |
замечания, |
кото |
рые были учтены при окончательном редактировании рукописи учебника. |
|
|||
Иллюстраций — 408, таблиц — 2, библиография — 103.
ВВЕДЕНИЕ
Современный военный летательный аппарат является синте зом достижений науки и техники. Без понимания устройства и функционирования элементов конструкции и всего аппарата в целом немыслимы успешная эксплуатация и участие инженера ВВС в совершенствовании боевой авиационной техники.
Как известно,* в развитии авиационной и ракетной техники, в разработке эффективных способов ее боевого применения выда ющаяся роль принадлежит русским и советским ученым, конст рукторам, инженерам и летчикам.
Творцом первого в мире самолета был русский ученый и изоб ретатель А. Ф. Можайский. Построенный им аппарат, который имел основные части современного самолета: крыло, фюзеляж, оперение, рули, шасси, а также двигатель с винтом, при испыта ниях поднялся в воздух в 1882 г. Профессор Н. Е. Жуковский своими работами заложил основы науки, объясняющей законы полета, и внес всемирно известный вклад в развитие авиации. Он со своими талантливыми учениками гармонично сочетал фунда ментальные теоретические исследования с серьезными экспери ментами, что в весьма большой мере способствовало ускоренно му развитию авиации в России.
На Русско-Балтийском заводе в 1913 году был построен пер вый в мире четырехмоторный самолет «Русский Витязь», кото рым было положено начало тяжелого самолетостроения.
Замечательный военный летчик П. Н. Нестеров, исследуя ма невренные свойства самолета, совершил в 1913 г. впервые в мире «мертвую петлю», открывшую новые боевые возможности авиа ции.
В годы Советской власти в нашей стране благодаря постоян ной заботе Коммунистической партии и Советского правитель ства авиационная наука и техника стали развиваться высокими темпами. Уже в первые годы после революции были организова ны такие всемирно известные центры авиационной науки, как ЦАГИ имени проф. Н. Е. Жуковского, ВВИА имени проф. Н. Е. Жуковского, НИИ ВВС и др.
При проведении в жизнь курса партии на индустриализацию страны в годы первых пятилеток советским народом создается
* Авторы рекомендуют прочитать книгу В. Ф. Болховитинова «Очерки развития летательных аппаратов». Воениздат, 1962.
3
своя авиационная промышленность и выпускается много замеча тельных самолетов под руководством талантливых конструкто ров: Н. Н. Поликарпова, А. Н. Туполева, С. В. Ильюшина, В. М. Петлякова, С. А. Лавочкина, А. И. Микояна, А. С. Яковлева, П. О. Сухого и др. В числе испытателей этих самолетов были зна менитые летчики В. П. Чкалов, М. М. Громов, А. Т. Юмашев и др. На советских летательных аппаратах было установлено мно го мировых рекордов. Для наших конструкторов характерны оригинальность решений и новаторство в авиастроении. Это под тверждается созданием многих выдающихся рекордных тяжелых самолетов, таких как «Максим Горький», АНТ-44 и других, пре восходных истребителей «И-16», «ЯК», «ЛА». В мае 1942 года был построен и облетан первый в мире ракетный истребитель конструкции В. Ф. Болховитинова «БИ-1».
В годы Великой Отечественной войны советская военная авиация продемонстрировала свое превосходство над противни ком, особенно во второй период войны, когда наши ВВС превос ходили противника не только по качеству и по мастерству летно го и командного состава, но и по количеству самолетов.
В годы послевоенных пятилеток советский народ под руковод ством партии и правительства продолжает укреплять свои Во оруженные Силы, создавать новую авиационную и ракетную технику. Высокий уровень развития авиационной и ракетной техники достигается благодаря успешной деятельности ши рокой сети научно-исследовательских институтов, конст рукторских бюро, учебных авиационных институтов, а также на личию первоклассной авиапромышленности в нашей стране. Со вершается качественный скачок перехода от поршневой авиации к реактивной. Создаются и поступают на вооружение наших ВВС совершенные реактивные истребители, бомбардировщики, военно-транспортные самолеты и вертолеты. Появились реактив ные пассажирские самолеты и вертолеты гражданской авиации.
Впервые в мире гражданин Советского Союза коммунист майор Ю. А. Гагарин на советском космическом корабле выходит в космос. Вслед за этим следуют одно за другим знаменательные события по овладению космосом советскими людьми, которые определяют ведущую роль нашей страны как авиационной и космической державы. Сбываются мечты и научные предвидения замечательного деятеля науки, нашего соотечественника К. Э. Циолковского.
При создании летательных аппаратов к их конструкции предъявляются общие технические требования, которые должны неуклонно выполняться.
Летательный аппарат должен успешно выполнять боевые за дачи в составе боевого авиационного комплекса. Это обеспечива ется, в частности, соответствующими аэродинамическими ха рактеристиками аппарата и свойствами двигательной установки, достаточной прочностью и жесткостью конструкции при возмож
4
но меньшем весе, необходимой проходимостью по грунту (для самолетов), постановкой на аппарат эффективного вооружения и оборудования, совершенством летательного аппарата в эксплуа тации и при ремонте.
Экипажу должны быть обеспечены нормальные условия рабо ты при полете и выполнении боевого задания, а также надеж ное спасение в случае необходимости. Эти требования выполня ются за счет специального оборудования кабин экипажа.
Должна обеспечиваться достаточно высокая боевая жи вучесть летательного аппарата, под которой понимается его спо собность выполнять полет в соответствии с боевым заданием при наличии повреждений от огня противника. Обеспечивает ся она применением более живучих конструкций, противопожар ными мерами, бронированием и экранированием жизненно важ ных агрегатов, многократным резервированием систем и агрега тов и т. д.
Аппарат должен обладать высокой надежностью и безопас ностью полетов (для пилотируемых аппаратов), под которыми понимается его способность соответственно безотказно работать в течение заданного срока службы и не выходить на недопусти мые режимы полета из-за отказов техники или ошибок летчика.
Надежность обеспечивается главным образом многократным резервированием и применением проверенных на практике эле ментов системы, а также достаточной величиной запаса прочно сти частей конструкции.
Безопасность полетов, кроме того, обеспечивается благоприят ными аэродинамическими характеристиками, а также сигнализа цией о приближении к опасным режимам и специальной авто матикой.
Конструкция должна отвечать требованиям эксплуатационной и ремонтной технологичности, под которыми понимают ее прис пособленность к выполнению всех предусмотренных видов тех нического обслуживания и ремонта с минимальными затратами рабочего времени. Сюда относятся удобство подхода к агрега там, применение унифицированных, стандартных взаимозаменяе мых узлов и агрегатов, а также использование модульных конст рукций, повышающих мобильность переоборудования летатель ного аппарата для выполнения различных боевых заданий. Кро ме того, должно обеспечиваться одновременно выполнение раз ных работ по подготовке аппарата к боевому вылету, повышение контролепригодности авиатехники, в частности, автоматизиро ванный контроль и др.
Производственно-технологические |
требования |
заключаются |
в обеспечении возможно меньших |
затрат труда, |
времени и |
средств на производство летательного аппарата и выполняются они применением прогрессивных технологических методов, вы бором рациональных материалов, использованием унифициро ванных и стандартных узлов и агрегатов и др.
5
К отдельным частям конструкции летательного аппарата, по мимо общих требований, предъявляются еще специальные тех нические требования, определяемые назначением этих частей. Основные из этих требований приводятся в соответствующих главах настоящего учебника.
Указанные требования в ряде случаев не противоречат друг другу, но более характерным является борьба противоречий, ко торая определяется тем фактом, что выполнение каждого из тре бований связано с дополнительной затратой веса. Увеличение же веса для летательного аппарата имеет особое значение. В противоречие вступают потребности и возможности (технические и экономические) их осуществления. Поэтому вопрос о степени важности того или иного требования для конкретного военного летательного аппарата или его части всегда оказывается в центре внимания как заказчика, так и промышленности. При де тальной проработке требований к аппарату используют весь име ющийся опыт создания и боевой эксплуатации аппарата подоб ного типа и новые исследования по решению ряда противоречи вых проблем. Эти требования реализуются в летательном аппа рате с помощью тех или иных технических решений и определя ют в конечном итоге его конструкцию. При этом широко ис пользуется метод оптимизации свойств и параметров проекти руемого аппарата в составе боевого авиационного комплекса по критериям боевой эффективности и стоимости. Однако при про ектировании практически всегда имеется «область свободы», ко торая допускает не одно конструктивное решение, чем и объяс няется в ряде случаев наличие разных конструкций летательных аппаратов с близкими характеристиками.
Как известно, летательные аппараты могут быть классифици рованы по принципу летания, по назначению, а также по кон структивным признакам.
В ВВС наиболее распространенным и сложным типом лета тельного аппарата является самолет. Поэтому в дисциплине ма териал дается главным образом на примере военных самолетов. По другим типам летательных аппаратов, в частности по верто летам, рассматриваются особенности конструкции, которые де тализируются на практических занятиях.
Порядок изложения материала принят в основном от просто го к сложному, от частного к общему (метод индукции), но там, где это нужно во взаимодействии с ним, используется и метод дедукции. Такой подход отражает диалектику процесса научно го познания.
Сначала излагаются основные положения по конструкции крыла, оперения, фюзеляжа, взлетно-посадочных устройств, принципам устройства и работы катапультных сидений, топлив ных и противопожарных систем. Затем разбираются общие во просы конструкции летательного аппарата как боевого оружия.
Должное внимание уделяется физической стороне работы кон струкции, важной для понимания условий ее нормального функ ционирования и причин появления отказов и неисправностей. Это необходимо для выработки мер по предупреждению и устране нию неисправностей и отказов, а также повышению надежности конструкции и безопасности полетов. Элементы планера, взлет но-посадочных и других устройств и систем рассматриваются в реальных условиях эксплуатации на земле и в воздухе. Анали зируются конструкции и работа крыла, оперения, фюзеляжа, шасси и других элементов под воздействием эксплуатационных нагрузок разных видов: повторных статических, динамических, тепловых и др. Разбираются типовые силовые схемы частей пла нера, на основе которых на практических занятиях анализируют ся конструкция и силовые схемы конкретных летательных ап паратов.
Принцип изучения конструкции частей планера и взлетно-по садочных устройств на базе работы их под нагрузкой зародился в 1937 году в академии, когда была образована кафедра конструк ции и прочности самолетов под руководством проф. С. Г. Козло ва. В дальнейшем этот принцип развивался и совершенствовался при активном участии коллектива кафедры и в настоящее время принят во всех инженерных и технических учебных заведениях, ВВС и все шире используется в гражданских средних и высших авиационных учебных заведениях, готовящих специалистов по эксплуатации авиационной техники.
На основе такого подхода военный инженер овладевает мето дами, необходимыми для решения насущных проблем эксплуата ции летательных аппаратов — грамотного, целенаправленного анализа состояния конструкции; ремонта боевых повреждений; оценки боевой живучести планера и безопасности полетов; прод ления ресурса аппарата; обеспечения проходимости самолета по грунту и др. Указанные вопросы отражаются при рассмотрении отдельных частей и агрегатов наряду с другими сторонами и свойствами конструкции.
Общие вопросы конструкции даются как при рассмотрении отдельных частей и систем летательного аппарата, так и в виде самостоятельных тем.
Взаимосвязь летных, тактических и технических свойств кон струкции летательного аппарата определяется уравнением суще ствования, объемными и стоимостными соотношениями. Показы вается применение этих соотношений при выборе рациональных технических решений и модифицировании авиационной техники. Дается понятие о методике определения тактико-технических требований (ТТТ) к военным летательным аппаратам путем оп тимизации свойств и параметров аппарата. Летательный аппа рат рассматривается при этом как составная часть боевого авиа ционного комплекса.
7