Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Введение в специальность». Корольков В.И., Пентюхов В.И

ГОУВПО

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра самолетостроения

Методические указания

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Введение в специальность»

для студентов специальности 160201

«Самолето-и вертолетостроение»

очной и заочной форм обучения

Воронеж 2010

Составители: д-р. техн. наук В.И.Корольков, канд. техн. наук В.И. Пентюхов, ассистент А.М.Чашников

УДК 629,7,01(07)

Методические указания по выполнению лабораторных работ №1-4 по дисциплине “Введение в специальность” для студентов специальности 160201 «Самолето-и вертолетостроение» очной и заочной форм обучения.

Предназначены для студентов первого курса.

Методические указания подготовлены на магнитном носителе в электронном виде в текстовом редакторе Word и содержатся в файле «Методичка по ВВС»

Табл. 1. Ил. 10. Библиогр.: 2 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. А.П. Будник

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.И. Корольков

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010

Введение

Лабораторные работы по курсу “Введение в специальность” проводятся с целью быстрейшей адаптации студентов первого курса к условиям деятельности кафедры самолетостроения, ознакомления с перспективами развития специальности и авиационной техники, углубления интереса к выбранной профессии, привития первоначальных знаний об авиации.

При выполнении лабораторных работ студент должен овладеть основными понятиями, терминами и определениями авиационных наук, приобрести навыки самостоятельной работы с технической

литературой по специальности, читать чертежи авиационных конструкций, выполнять эскизы самолета в целом и отдельных узлов.

Лабораторные работы по курсу”Введение в специальность” проводятся в учебной лаборатории кафедры в соответствии с расписанием занятий. Продолжительность лабораторного занятия –

4 часа, из них: 0,5 часа отводится на проведение инструктажа, опроса студентов с целью выявления степени подготовленности к выполнению лабораторных работ, выдачу индивидуальных заданий;

3 часа предоставляется студенту для самостоятельной работы под руководством преподавателя и 0,5 часа для предъявления и сдачи отчета.

Выполнение каждой лабораторной работы следует начинать с ознакомления с заданной конструкцией агрегата, изучения по техническим описаниям, чертежам, плакатам существующих технических решений функционально одинаковых конструкций, определения назначения каждого узла или детали.

После этого студент приступает к вычерчиванию эскизов, схем заданного агрегата в соответствии с правилами выполнения графических работ. Затем в соответствии с руководством к каждой работе следует произвести расчеты и дать техническое описание. По мере готовности работы студент предъявляет эскизы и расчеты преподавателю для проверки.

1. Лабораторная работа № 1 история авиационного завода и кафедры самолетостроения

Цель работы: ознакомление студентов с историей кафедры, ее структурой с основными научными направлениями, а также с

историей Воронежского авиационного завода, профилем работы инженеров- механиков по Самолетостроению.

Оборудования и пособия: лаборатория кафедры, планшеты, диапозитивы, кинопроектор, кинофильм “О первом полете самолета Ил-96”, музей ВАСО.

В процессе лабораторной работы студенты знакомятся с заведующим кафедрой, ведущими преподавателями и их научными направлениями, историей создания и развития кафедры, с ее структурой, аудиториями и лабораториями.

Затем под руководством преподавателя посещают музей Воронежского акционерного самолетостроительного общества. В музее студенты встречаются с ветеранами завода, и в сопровождении работника музея знакомятся с историей завода, экспонатами музея и выпускаемыми заводом изделиями.

Во время знакомства с кафедрой и музеем студент должен законспектировать основные исторические даты развития отечественной авиационной промышленности.

В заключении лабораторной работы студенты просматривают кинофильм ”О первом полете самолета Ил-96”.

Отчет о работе представляется в виде раздела реферата по “Истории достижений российской авиационной техники”.

2. Лабораторная работа № 2 аэродинамические схемы самолетов, основные части и их назначение

Цель работы: изучить основные аэродинамические схемы самолетов, их особенности, достоинства и недостатки, назначение частей самолета и компоновку.

Оборудование и пособия: технические описания самолетов

ТУ-144, Ил-86, Ил-18, Ан-24, Ил-28, Миг-17, Ли-2, ИЛ-86 фотографии, плакаты, схемы, проектор.

Аэродинамические схемы самолетов

Аэродинамическая схема определяется взаимным расположением, формой и качеством основных частей самолета-крыла, фюзеляжа, оперения и двигателей.

Многообразие существующих схем объясняется различием назначения и предъявляемых к самолету требований.

По количеству агрегатов различают следующие схемы: бипланы и монопланы (рис. 2.1 а, б); с одним или несколькими двигателями (рис. 2.1 в, г); с одним или двумя фюзеляжами (рис. 2.1 е, з); “летающее крыло”, не имеющее фюзеляжа и оперения (рис. 2.1 и) и ряд других.

Наиболее важные различия в характеристиках самолета создают взаимное расположения крыла и горизонтального оперения по длине фюзеляжа. По этому признаку наиболее характерны три схемы: нормальная или классическая, “утка” и “бесхвостка”.

Нормальная схема (рис. 2.1в) характеризуется расположением горизонтального оперения позади крыла; применяется на большинстве современных самолетов благодаря следующим преимуществам:

• крыло находится в невозмущенном потоке воздуха, что позволяет получить наилучшие аэродинамические характеристики;

• горизонтальное оперение, расположенное за крылом, позволяет укоротить носовую часть фюзеляжа для улучшения обзора летчика.

Однако наряду с преимуществами схема обладает некоторыми недостатками:

• горизонтальное оперение находится в зоне заторможенного за крылом потока;

• почти на всех режимах полета горизонтальное оперение создает отрицательную подъемную силу, что приводит к уменьшению подъемной силы самолета.

В самолетах ”утка” (рис. 2.1 е) горизонтальное оперение располагается впереди крыла.

Находясь в невозмущенном потоке, оно создает положительную подъемную силу и при достижении больших углов атаки из-за срыва потока воздуха автоматически переводит самолет на меньшие углы атаки, чем предотвращает переход самолета в штопор.

Одним из недостатков схемы “утка” является уменьшение путевой устойчивости из-за удлинения носовой части фюзеляжа.

Самолет, не имеющий горизонтального оперения, называют ”бесхвосткой” (рис. 2.1 д). Такому самолету свойственны минимальное лобовое сопротивление и наименьший вес конструкции. Однако из-за сложности управления и уменьшения эффективности закрылков на взлете и посадке схема “бесхвостка” не получила широкого распространения.

По расположению крыла относительно фюзеляжа различают низкоплан, среднеплан, высокоплан.

Рис. 2.1. Схемы самолётов

.

Низкоплан – самолет с нижним расположением крыла относительно фюзеляжа (рис. 2.1,б). Ему свойственны такие достоинства, как приращение подъемной силы вследствие экранирующего влияния земли, меньшая высота стоек шасси и, следовательно, веса конструкции, проще и удобнее обслуживание двигателей на стоянке.

К недостаткам относятся большее сопротивление интерференции, обусловленное взаимным влиянием крыла и фюзеляжа, ухудшение обзора летчику и пассажирам нежней полусферы и вероятность попадания грязи в двигатели, расположенные на крыле.

У среднеплана (рис. 2.1 ж) крыло располагается около середины высоты фюзеляжа, благодаря чему уменьшается сопротивление интерференции и улучшается работа двигателей, если они расположены на крыле. Но, с другой стороны, среднее расположение крыла ухудшает обзор летчику задней полусферы и затрудняет компоновку пассажирских кабин.

Высокоплан – самолет с высокорасположенным крылом

(рис. 2.1, г) обладает минимальным сопротивлением интерференции, хорошим обзором нижней полусферы, удобством обслуживания пассажирских салонов и багажных отсеков. Наряду с этим высокоплан имеет существенные недостатки: сложнее уборка шасси в крыло, увеличивается высота фюзеляжа, усложняется обслуживание двигателей.

Основные части самолета и их назначение

Самолет принято расчленять на основные части или агрегаты, законченные в конструктивном или технологическом отношении. К таким частям относят крыло, фюзеляж, горизонтальное и вертикальное оперение, шасси, силовую установку, систему управления и оборудование.

Крыло самолета (рис. 2.2) создает подъемную силу и обеспечивает поперечную устойчивость и управляемость. К крылу часто крепятся двигатели, шасси, топливные баки, вооружение. Внутренние объемы крыла используются для расположения топлива, противообледенительных устройств и другого оборудования. Крылья самолетов снабжаются средствами механизации для улучшения взлетно-посадочных характеристик.

Рис. 2.2. Общий вид и компоновочная схема самолета

Фюзеляж или корпус служит для размещения экипажа, пассажиров или грузов, двигателей, передних ног шасси и соединяет все части самолета в одно целое.

Горизонтальное оперение обеспечивает продольную устойчивость, управляемость и балансировку. Оно состоит из неподвижной части – стабилизатора и подвижной – руля высоты.

Вертикальное оперение осуществляет путевую устойчивость, управляемость балансировку; состоит из неподвижной части – киля и подвижной – руля направления.

Шасси представляет систему опор, предназначенных для взлета, пробега после посадки, передвижения по аэродрому и стоянки. Конструкция шасси имеет упругие элементы, поглощающие кинетическую энергию самолета.

Силовая установка предназначена для создания силы тяги и включает комплекс двигателей с системами, обеспечивающими их работу, и воздушные винты (для самолетов с ТВД и ПД).

Система управления включает командные посты управления, проводку управления и органы управления (рули). Предназначена для управления самолетом по заданной траектории.

Оборудование самолетов представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих безопасность полета самолета в сложных погодных условиях и на разных высотах. Включает в себя электрическое, гидравлическое, радиотехническое, пилотажно-навигационное, высотное и другое оборудование самолета.

Компоновка самолета

Компоновкой самолета называют процесс пространственной увязки частей самолета, размещение грузов, пассажиров, экипажа, топлива, оборудования. Общая компоновка самолета включает аэродинамическую, внутреннюю (или весовую) и конструктивно-силовую компоновку.

Аэродинамическая компоновка состоит в выборе схемы самолета, взаимного расположения частей и придания самолету аэродинамических форм. Поскольку аэродинамическая схема задана, то при выполнении лабораторной работы студенту необходимо выполнить внутреннюю компоновку, т.е. разместить экипаж, пассажиров, грузы, топливо и оборудование.

Кабина экипажа размещается в носовой части фюзеляжа и отделяется от остальных отсеков перегородкой. Размеры ее зависят от состава экипажа. На военных самолетах в зависимости от назначения может быть один или два члена экипажа, на пассажирских и транспортных в зависимости от веса и протяженности авиалиний в экипаж входит от двух до четырех человек: командира корабля, второго пилота, бортинженера, и штурмана.

Рис.2.3. Компоновка кабины экипажа

1,2 – кресла лётчиков; 3,4 – кресла для дополнительных членов экипажа.

Наиболее важным элементом компоновки кабины экипажа является размещение летчиков. При этом должен быть обеспечен хороший обзор летчику: вправо-влево 20-30º от линии визирования, вверх-вниз – 16-20º и оптимальное расстояние до приборной доски и командных постов управления.