Авиационные приборы и системы (стр. 1 )

АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Технический уровень авиационного изделия 15

1.1. Стандарты авиационной техники 15

1.2. Надежность 23

1.3. Экономичность 29

1.4. Регулярность 30

1.5. Технологичность 31

1.6. Точность 33

1.7. Другие критерии 34

1.8. Оценка технического уровня 34

Глава 2. Гипотезы и законы аэродинамики классификации

летательных аппаратов 37

2.1. Строение атмосферы 37

2.2. Гипотеза сплошности газовой среды 39

2.3. Принцип обращенного движения 42

2.4. Уравнение неразрывности движения потока 44

2.5. Подъемная сила. Теорема Николая Егоровича Жуковского 45

2.6. Кармановские колебания 51

2.7. Принцип аэродинамической интерференции 56

2.8. Гипотеза об отсутствии обратного влияния пограничного слоя

на свободный поток 56

2.9. Принцип аддитивности внешних воздействий на летательный

аппарат 56

2.10. Классификация летательных аппаратов 57

Глава 3. Приоры для измерения скорости и высоты полета 73

3.1. Общие определения 73

3.2. Прибор для измерения индикаторной (приборной) скорости 77

3.3. Тенденции развития приборов для измерения скоростных

параметров 96

3.4. Барометрический высотомер 101

3.5. Манометрический вариометр 108

Глава 4. Система воздушных сигналов 113

4.1. Назначение системы 113

4.2. Датчик температуры торможения 116

4.3. Датчики давления 120

4.4. Коррекция погрешностей восприятия статического давления 142

Глава 5. Измерители малых скоростей 145

5.1. Инвариантный измеритель скорости 147

5.2. Всенаправленный измеритель малой скорости с приемником

давления на вращающейся штанге 154

5.3. Всенаправленный измеритель малой скорости с приемником

давления на лопасти 160

5.4. Всенаправленный измеритель малой скорости с приемником

давления на двухстепенном подвесе 166

Глава 6. Измерители аэродинамических углов 174

6.1. Датчик аэродинамических углов флюгерный 178

6.2. Датчик аэродинамических углов пневматический 192

6.3. Датчик аэродинамических углов совмещенный 209

6.4. Датчик аэродинамических углов сферический 214

6.5. Измеритель аэродинамических углов меточный 216

6.6. Измерители аэродинамических углов электромеханические 222

6.7. Измерители истинных аэродинамических углов 225

ВВЕДЕНИЕ

Думы и мысли о полетах человека уходят в далекое прошлое. Еще в сказках, легендах и песнях люди мечтали о полете, о ковре-самолете, о покорении воздушного пространства [1, 2]. Вот несколько легенд.

Древнегреческая легенда. Дедаль и его сын Икар бежали якобы с острова Крит на искусственных крыльях.

Из истории русских людей. В 906 году князь Олег осадил Царь-град, применив хитрость. Он приказал изготовить из позолоченной бумаги воздушные змеи, придав им вид всадников, и пустил их на осажденный город. Греки в ужасе бежали.

Во времена Ивана IV упоминается некий Никитка. Он построил машину с деревянными крыльями, наподобие птичьих. Его обвинили в связях с Нечистой Силой, отрубили голову, тело отдали на съедение собакам.

Подьячий Крякнутый в 1731 году в Рязани, за полвека раньше братьев Монгольфье (в Париже) соорудил матерчатый воздушный шар, наполнив его горячим дымом и совершил налет. Из Рязани его выгнали.

В научных кругах считается, что впервые возможность полета научно обосновал в 1475 году Леонардо да Винчи (Италия). Он разработал воздушный винт. Но очень долго он не был востребован. Независимо от этого наш соотечественник выдающийся ученый научно обосновал принцип полета аппаратов тяжелее воздуха. В 1754 году он впервые в мире построил и испытал модель двухвинтового вертолета. Спустя 50 лет академик поднялся на воздушном шаре. Большие заслуги перед авиацией имеет Д. И Менделеев. В 1887 году на свободном аэростате он лично сам совершил полет для наблюдения солнечного затмения на высоте 3600 метров.

Первый в мире самолет был спроектирован и построен русским ученым и изобретателем Александром Федоровичем Можайским (1825 – 1890 гг.). 3 ноября 1881 года ему была выдана привилегия (патент). Постройка и летные испытания самолета осуществлены в 1882 – 1886 гг., на 18 – 20 лет раньше первых полетов в Америке и в Европе. В 1885 году Можайский на своем самолете взлетел и упал с высоты нескольких метров. Его заслуга в том, что им был разработан и построен полноразмерный самолет, который смог взлететь хоть и на небольшую высоту. Полеты самолетов вплоть до 1920 годов происходили без теории крыла, без аэродинамики винта, без динамики полета. Все это было впереди. В Америке братья У. и О. Райт взлетели только в 1903 году. После появления трудов русских ученых Николая Егоровича Жуковского и Сергея Алексеевича Чаплыгина стали возможны научно обоснованные конструкции самолетов и их полеты. (1847 – 1921 гг.) является общепризнанным основоположником аэродинамики и динамики полета самолетов. Россия по праву считает "Отцом русской авиации". Он раньше других (Г. Эйфеля и Л. Прандтля) организовал аэродинамическую лабораторию. Построил в 1902 году в МГУ аэродинамическую трубу. В 1904 году под Москвой в Кучино создает первый в мире аэродинамический институт. В 1904 году открыл принцип образования подъемной силы крыла, а в 1906 году сформулировал свою теорему о подъемной силе крыла.

В 1918 году возглавляет Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), который до ныне является научной базой для разработки современных летательных аппаратов. Очень бурно развивалась авиация в 20 веке и явилась колыбелью космонавтики. Однако идея полета человека к звездам зародилась давно, еще в 19 веке.

Автором первого в мире проекта летательного аппарата с ракетным двигателем, предназначенного для полета человека, был Николай Иванович Кибальчич (1853 – 1881 гг.). Это революционер, народник, член народнической организации "Земля и воля", член подпольной организации "Народная воля". 1 марта 1881 года был убит царь Александр II, взрывом бомбы, изготовленной . За это он 17 марта 1881 года был арестован. Будучи уже в Петропавловской крепости, Кибальчич для создания двигательной силы летательного аппарата предлагает использовать "медленно горящие взрывчатые вещества" в виде свечей из прессованного пороха. Газы, быстро выходящие из двигателя, должны толкать аппарат. С помощью этих же газов предлагалось тормозить при спуске. Перед казнью он пишет: "Сила взрыва освободит человека от земного рабства, и силами взрывов человек когда-нибудь полетит к звездам". 3 апреля 1881 года был казнен. Через 37 лет в журнале "Былое" (1918 г.) был опубликован "Проект ракетной машины для летания" Н. И Кибальчича.

Одним из основоположников теории космонавтики является ученый Константин Эдуардович Циолковский (17.09 1857 – 19.09.1935). В 1887 году (год смерти Кибальчича) он опубликовал свой первый научный труд на тему о теории газов. Он разрабатывает управляемый металлический дирижабль, потом металлический аэроплан. В 1897 году он строит впервые в мире аэродинамическую трубу. В 1930 году на основании своих исследований Циолковский доказывает, что винтомоторная авиация должна уступить дорогу реактивной авиации. Он утверждает, что после скорости 1200 км/ч тянущий воздушный винт становится невыгодным. Но главной работой Циолковского считается открытие законов движения тел с переменной массой и создание стройной науки – теории ракетодинамики. За это его считают творцом космонавтики. Вопрос заключается в том, что при движении ракеты ее масса меняется в связи с выгоранием топлива. Ему принадлежит идея создания искусственного спутника Земли, идея полетов к другим планетам.

4 октября 1957 года – полет первого в мире искусственного спутника Земли – начало новой в истории человечества космической эры. Тут рядом стоят три имени: , и . И это все в России! Первый космический корабль был создан трудом огромного числа коллективов (в том числе УКБП) под руководством Главного конструктора Сергея Павловича Королева (12.01.1907 – 14.01.1966 гг.). Начал он с постройки своего планера К-5. Окончил московское высшее техническое училище, окончил московскую школу летчиков. После знакомства с трудами К. Э Циолковского Королев всецело отдается воплощению его идей в жизнь. Королев сотрудничает с одним из пионеров ракетостроения Ф. А Цандером, они создают группу по изучению реактивного движения (ГИРД). В 1934 году издает свою книгу "Реактивный полет в стратосфере", где главное внимание уделяет жидкостным двигателям.

28 февраля 1940 года состоялся первый полет ракетоплана Королева РП-318. Летчиком был .

15 мая 1942 года был испытан истребитель БИ-1 с жидкостно-реактивным двигателем. Пилотировал его Григорий Бахчиванджи. Конструкторами БИ-1 были инженеры А. Я Березняк и . Самолет развивал скорость до 900 км/ч. Полет ракетоплана РП‑318 и ракетного самолета БИ-1 начали эру реактивной авиации России.

12 апреля 1961 года на корабле "Восток" Юрий Алексеевич Гагарин (1934 – 1968) впервые в истории человечества совершил полет в космос. Он совершил всего один виток вокруг Земли за 108 минут.

Последнее время характерно широким применением "беспилотников" – летательных аппаратов, управляемых "искусственным" пилотом (электронным пилотом). Иногда их называют "крылатыми ракетами". Впервые такой аппарат в виде беспилотной авиамодели построил во время второй мировой войны один из изобретателей – братьев Райт – Орвилл Райт. Но практическое применение впервые беспилотники нашли в Германии в 1939 году, когда такой аппарат ушел в разведку.

АВИАЦИОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Чтобы управлять любым процессом, его нужно хорошо знать. Авиация относится к такой области техники, которая характеризуется высокими требованиями к безопасности, экономичности, регулярности работы, конкурентоспособности на рынке. Это очень наукоемкая и сложная отрасль промышленности. Инженеры, специалисты, занятые в разработке авиационных приборов, агрегатов и систем обязаны знать основные правила, традиции отрасли. Диктуется это тем, что на рынке ценится качество, оригинальность решения. От инженера в этой отрасли требуется не только знание теории и техники вопроса. Очень ценно правильно и своевременно поставить вопрос и организовать его выполнение. Иногда в быту говорят, что нужны "постановщики" вопроса.