Авиация и космонавтика

Рассмотрены принципы проектирования виброзащитных систем для различных объектов авиационной техники. Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов 2 факультета по специальностей 080100.62 «Экономика» (по профилю «Организация производства»); 160301.65 «Авиационные двигатели и энергетические установки», специализирующихся по направлениям «Интегрированные информационные технологии и управление проектами в авиадвигателестроении», «Информационные технологии проектирования и моделирования в авиадвигателестроении», а также, с сокращениями, по направлению «Информационные технологии в инновационном производственном менеджменте» (Государственный образовательный стандарт второго поколения - ГОС-2), и по специальности 160700 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей», специалистов и бакалавров по направлениям «Интегрированные информационные технологии и управление проектами в авиадвигателестроении», «Информационные технологии проектирования и моделирования в авиадвигателестроении», а также, с сокращениями, по направлению «Информационные технологии в инновационном производственном менеджменте» (Федеральный Государственный образовательный стандарт третьего поколения - ФГОС-3). Подготовлено на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов СГАУ.

Представлены характеристики системы технической эксплуатации, программы технического обслуживания и ремонта, структуры процессов технической эксплуатации, методы анализа эффективности и оптимизации процесса технической эксплуатации, методы и стратегии управления процессами технической эксплуатации авиационных электрических систем и пилотажно-навигационных комплексов.

Рассмотрены принципы и приемы конечно-элементного моделирования и расчетов типов конструкций, характерных для ракетно-космической техники, в среде современного программного продукта MSC.Nastran. Пособие содержит упражнения для освоения конечно-элементного моделирования в системе MSC.Nastran, а также справочные необходимые для выполнения этих упражнений.

Изложены основные сведения о колебаниях, методах расчета и пакетах прикладных программ для оценки динамического состояния роторов двигателей. Приведены методики расчетного и экспериментального определения собственных частот и форм крутильных колебаний для системы эквивалентного ротора (вала). В состав пособия включены методические рекомендации для проведения лабораторных исследований крутильных колебаний валов с использованием расчетов различных уровней.

В учебном пособии изложены рекомендации по конструированию двигателей внутреннего сгорания, необходимые для выполнения курсового проекта по курсу «Конструирование двигателей внутреннего сгорания». Представлены методика конструирования двигателей, назначения основных конструктивных параметров, расчета элементов и отдельных систем. Изложены требования к оформлению проекта. В пособии рассмотрены варианты конструирования поршневых двигателей внутреннего сгорания в виде 3D и 2D моделей.

Учебное пособие является методическим сопровождением при выполнении дипломного проекта на выпускающей кафедре «Конструкция и проектирование двигателей летательных аппаратов». Изложены цели и задачи дипломного проектирования в соответствии с требованиями нормативных документов, определяющих цели, содержание и методы реализации образовательного процесса (государственный образовательный стандарт, учебный план, рабочие программы, методическая документация итоговой аттестации и т.д.). Подчеркнута ответственность сторон – студента и руководителя. Подробно рассмотрен объем, структурный состав и алгоритм выполнения этапов проекта. Даны рекомендации по оформлению пояснительной записки и графической части проекта. Приведены примеры оформления некоторых разделов, в которых наиболее часто встречаются ошибки.

Учебное пособие посвящено вопросам влияния остаточных напряжений, возникающих в поверхностно упрочнённых образцах и деталях, на сопротивление усталости. Изучено влияние различных технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов на предел выносливости образцов и деталей с концентраторами напряжений, а также совместное и раздельное влияние остаточных напряжений и наклёпа в условиях концентрации напряжений. Показано, что характеристики сопротивления усталости зависят как от величины, так и от характера распределения остаточных напряжений по толщине поверхностного слоя. Обосновано использование критерия среднеинтегральных остаточных напряжений для прогнозирования предела выносливости поверхностно упрочнённых образцов и деталей.

Рассмотрена конструкция автомобильных и авиационных поршневых двигателей. Дано описание основных механизмов и систем двигателей с указанием особенностей их эксплуатации, наиболее типичных неисправностей и методов их устранения. Проанализированы взаимосвязи характеристик двигателей и транспортных средств. Изложены основы поиска неисправностей ДВС и ремонта двигателей.

Приведена краткая концепция и методология построения виртуальной модели камеры сгорания и расчет течения газа средствами программного обеспечения ANSYS. Рассматриваются вопросы создания геометрической модели корпуса камеры сгорания, форсунки с завихрителем, жаровой трубы, сборки элементов камеры сгорания. Приводится расчет параметров течения газа в камере сгорания.

В электронном учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования опор и уплотнений авиационных двигателей и энергетических установок. Особое внимание уделено происходящим в конструкциях динамическим, гидравлическим, тепловым и деформационным процессам. Электронное учебное пособие разработано на кафедре конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов.

Изложены признаки классификации самолетных систем по последствиям отказа, перечень и признаки особых ситуаций, возникающих вследствие функциональных отказов систем. Учебное пособие предназначено для студентов-магистрантов по направлению 160100.68 "Авиастроение".

Даются сведения об информационных технологиях на предприятиях авиа- и ракетостроения. Рассматриваются элементы дискретной математики, на уровне моделей освещаются наиболее применяемые методы машинного проектирования технологий, даётся классификация моделей решения технологических задач. Приводится информация о бесплазовой увязке размеров элементов конструкций, об измерительных технологиях для поверхностей сложной конфигурации и крупных габаритов, обеспечении взаимозаменяемости за рамками применимости системы допусков и посадок. Даются общие сведения об ИПИ-технологиях, CAE/CAD/CAM/CAPP – системах, автоматизации разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ, аддитивных технологиях (прототипировании).

Представлено описание основных этапов моделирования конструкции «виртуального двигателя», включающих объёмное моделирование, кинематический, динамический, прочностной и вибрационный анализы функциональных групп двигателя. Рассмотрены программные продукты, с помощью которых данные этапы моделирования могут быть осуществлены. По ходу изложения материала даны учебные примеры моделирования конструкции «виртуального двигателя» и происходящих в ней процессов.

В учебном пособии проектный расчет одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин ТНА ЖРД рассматривается в рамках проведения сквозного курсового проектирования ЖРД и его основных узлов, включая ТНА. На базе полученных результатов термодинамического расчета и проектирования ЖРД студент самостоятельно формирует исходные данные для проектирования ТНА и его агрегатов, в том числе и для турбины. Расчет турбины ведется с учетом достижения максимальной эффективности ее использования в ТНА: достижения высокого КПД турбины при минимальных ее габаритах и массе. В пособии рассмотрены вопросы профилирования элементов проточной части одноступенчатых и двухступенчатых автономных осевых турбин.

Исследование виброакустических характеристик технических систем является актуальной задачей. Для точной оценки динамических параметров объекта необходима регистрация его динамических параметров в различных точках. Программный комплекс LMS Test.Xpress с аппаратной платформой LMS Scadas Mobile позволяют не только проводить многоканальную запись быстропеременных процессов, но и выполнять их обработку методами спектрально-корреляционного анализа, отображать полученные результаты различными способами: 2D, 3D диаграммы, и т.п. Данное пособие направлено на изучение возможностей программы LMS Test.Xpress. Полученные знания позволят проводить динамические испытания агрегатов и систем ДЛА, с последующим анализом и формированием отчета.

Рассматривается исторический аспект развития методов обеспечения и экспериментальной отработки ракетно-космической техники. Излагаются методы расчёта надёжности сложных технических систем и их элементов. Рассматриваются методические вопросы нормирования надёжности ракетно-космических комплексов. Приводятся организационные и технические аспекты решения проблемы обеспечения надёжности ракетно-космической техники на различных этапах жизненного цикла изделий. Рассматриваются вопросы экспериментальной отработки ракетно-космической техники, в том числе и лётной отработки.

Обсуждаются методические вопросы исследования эффективности ракетно-космической техники. Рассматриваются вопросы моделирования целевого функционирования высокопроизводительных космических аппаратов детального оперативного наблюдения. Разрабатываются модели и алгоритмы для оценки основных показателей эффективности: разрешающей способности на местности при съёмке, периодичности наблюдения заданных объектов, оперативности доставки видеоинформации на Землю и производительности космической системы наблюдения.

Рассматриваются методы выбора основных характеристик и проектного облика космических аппаратов и ракет-носителей с помощью проблемно-ориентированных систем автоматизированного проектирования. Рассмотрены теоретические вопросы создания проблемно-ориентированных систем, описан программный комплекс для реализации проблемно-ориентированной системы автоматизированного проектирования в среде программирования DELPHI, позволяющий осуществлять выбор основных проектных характеристик летательных аппаратов с учетом показателей их целевой эффективности.

Материал данного электронного учебного пособия изучается студентами в рамках дисциплины «Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники», рассчитанной на три семестра. Электронный контент «Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники» состоит из двух частей: 1) Конструирование изделий ракетно-космической техники; 2) Основы проектирования ракет-носителей. Во второй части контента приведена историческая справка о развитии ракетно-космической техники, обсуждаются этапы проектирования, приведены сведения о ракетно-космическом комплексе. Обсуждаются вопросы сбора и обработки статистических данных, анализируются общие технические требования и тактико-технические требования при создании РН. Анализируются вопросы определения объёмно-габаритных характеристик и построения компоновочной схемы, методики расчета масс основных элементов конструкции и определения массоинерционных и центровочных характеристик проектируемых РН. Рассматриваются разгонные и апогейные ракетные блоки, а также вопросы совершенствования средств выведения в космос полезных нагрузок.

Рассмотрены основы теории, расчета и проектирования воздушно-реактивных двигателей. Представлены основные теоретические положения по газотурбинному двигателю как тепловой машине и как движителю. Рассмотрены вопросы эффективности рабочих процессов, условия совместной работы узлов и характеристики ГТД. Уделено внимание современным методам проектирования авиационных ГТД.

В пособии рассматриваются особенности построения приемников навигационных сигналов, методы поиска навигационных сигналов и слежения за ними. Пособие разработано на каф. РТУ радиотехнического факультета для магистрантов направления подготовки 210400.68 (Радиотехника). Занятия в семестре А.

В пособии впервые описано целостное представление о теории и практики контроля и диагностики систем авиационной техники и достаточно подробно рассматриваются разделы этой теоретической и предметной области: основы системного анализа, теория качественной информации и практические приложения основ этой теории. Приводятся методы синтеза и анализа регулярных образующих, способствующих принятию эффективных решений диагностических задач. Излагаются новые методы анализа информации, автоматизации операций диагностики и рассматриваются программно-технические средства для реализации инновационных приложений в области контроля и диагностики авиационной техники.

Учебное пособие предназначено для подготовки магистров на факультете инженеров воздушного транспорта по направлению 162500.68 «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов» в рамках магистерской программы «Контроль состояния и диагностирование неисправности авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов». Пособие рекомендуется для изучения дисциплин: «Синтез систем диагностического управления», «Теория и практика контроля и диагностики систем авиационной техники» в семестре С.

Рассмотрены принципы построения, состав пилотажно-навигационных комплексов воздушных судов ГА, функциональные и структурные схемы, включая самолеты нового поколения на примере ТУ-204. На базе самолета А-380 показаны пути развития бортовых комплексов оборудования для автоматизации управления полетом в XXI веке.

Излагаются основы построения, характеристики элементов, агрегатов и систем электрооборудования ЛА в целом. Рассмотрены вопросы развития и основные системы электроснабжения отечественных и зарубежных воздушных судов гражданской авиации. В рамках представления основных классов потребителей электрической энергии рассмотрены электроприводы агрегатов и систем ЛА, примеры электроприводов постоянного и переменного тока. Как отдельный энергоемкий потребитель первой категории рассмотрено внешнее и внутреннее освещение современных отечественных и зарубежных ВС гражданской авиации.

Учебное пособие предназначено для бакалавров факультета инженеров воздушного транспорта направления 160300.62 и студентов специальности 160901 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей» по дисциплине «Авиационное и радиоэлектронное оборудование» на 8 и 9 семестрах. Также для бакалавров направления 160500.62 и студентов специальности 160903 «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов» по дисциплине «Пилотажно-навигационные комплексы» на 8 и 9 семестрах. Учебное пособие может быть использовано и специалистами инженерных авиационных служб авиакомпаний.

В данном пособии изложены принципы функционирования радиотехнических средств связи, радиолокации, навигации и посадки, спутниковых навигационных систем, широко используемых для самолетовождения. Значительное внимание уделено бортовым комплексам связи и бортовым комплексам навигации современных воздушных судов гражданской авиации.

В данном пособии рассмотрены основные направления и задачи, с решением которых приходится сталкиваться проектировщикам при конструировании систем, агрегатов и основных конструктивных элементов, входящих в них. В электронном учебном пособии даны практические рекомендации по проектированию, расчету отдельных конструктивных элементов. Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала по проектированию агрегатов и систем различного назначения, но и при выполнении курсовых работ по машиностроительным дисциплинам и дипломных проектов студентами 4 - 6 курсов. Может быть полезно молодым специалистам авиационной и ракетно-космической отраслей, энергетического машиностроения.

Цель данного учебного пособия – в сжатой форме изложить теоретические основы методов и моделей, используемых в концептуальном проектировании самолетов, развить и закрепить понимание связи основных параметров и характеристик самолета и подготовить студента к выполнению дипломного проекта. Пособие обобщает опыт преподавания курсов конструкции и проектирования летательных аппаратов в СГАУ. Во второе издание включены существенные поправки с целью повышения точности проектных расчетов и учета современных достижений в мировом авиастроении, добавлен раздел, посвященный использованию методов научно-технического прогнозирования при обработке статистики.

Приведена концепция организации процессов в поршневых двигателях внутреннего сгорания, их анализ и расчет. Рассматриваются параметры, характеризующие работу ДВС, индикаторные параметры, эффективные показатели работы ДВС. Обсуждаются характеристики ДВС, вопросы устойчивой работы двигателя, а также способы форсирования поршневых двигателей внутреннего сгорания. Приведены лабораторные работы по данному курсу, а также структура курсовой работы с примером выполнения.

В данном учебном пособии изложены общие сведения о шасси самолета, приведены его основные технические данные. Приведено описание устройства передней и основных опор шасси: амортизационных стоек и других элементов, створок ниш опор, колес.

В учебном пособии изложены общие сведения о двигателе, приведены его основные технические данные. Приведено описание устройства основных узлов двигателя: вентилятора, компрессора высокого давления, камеры сгорания, турбины высокого и низкого давлений и привода агрегатов.

Рассмотрены вопросы возбуждения вибрации в технических системах. Изложены основы описания вибрации временными и частотными характеристиками, рассмотрены методы анализа вибрации. Дано описание авиационной техники как объекта вибрационной диагностики и особенности вибрации, возбуждаемой различными источниками. Приведена методика идентификации спектральных характеристик вибрации. Приведены сведения о средствах измерения и анализа вибрации. Рассмотрены вопросы контроля вибрации авиационных ГТД. Приведены сведения о влиянии неисправностей различных узлов и повреждений авиационных конструкций на вибрационные характеристики, и о диагностировании состояния узлов и конструкций авиационной техники по этим характеристикам.

Приведены сведения о методах технической диагностики, о ее месте в системе технической эксплуатации. Даны принципы создания математических (диагностических) моделей, а также описание источников и причин возбуждения вибрации узлами и агрегатами АТ. Рассмотрены вопросы контроля вибрации ГТД и вопросы диагностирования ГТД и их узлов по вибрационным параметрам. Приведены сведения о новых подходах по контролю повреждений конструкций АТ по характеристикам вибрации. Рассмотрены вопросы оценки информативности диагностических признаков, определения пороговых значений, приведены сведения о методах классификации технических систем.

В учебном пособии изложены общие сведения о конструкции системы управления вертолета, приведены основные технические данные. Приведено описание основных элементов системы управления, представлены принципы их работы, размещение агрегатов и принципы технического обслуживания.

В пособии изложены общие сведения о конструкции гидравлической системы вертолета, приведены основные технические данные, представлены принципы работы агрегатов. Приведено описание основных элементов гидравлической системы, представлены принципы их работы, размещение агрегатов и принципы технического обслуживания.

В учебном пособии изложены общие сведения о конструкции воздушной системы вертолета, приведены основные технические данные. Приведено описание основных элементов воздушной системы, представлены принципы их работы, размещение агрегатов и принципы технического обслуживания.

В учебном пособии изложены общие сведения о конструкции взлетно- посадочных устройств вертолета, приведены основные технические данные. Приведено описание основных узлов взлетно-посадочных устройств, представлены принципы их работы, размещение агрегатов и принципы технического обслуживания.

Материал данного электронного учебного пособия изучается студентами в рамках дисциплины «Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники», рассчитанной на три семестра. Электронный контент «Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники» состоит из двух частей: 1) Конструирование изделий ракетно-космической техники; 2) Основы проектирования ракет-носителей. В первой части контента рассматриваются вопросы конструирования изделий ракетно-космической техники: общие сведения об устройстве ракет-носителей. Требования, предъявляемые к ракетам-носителям; компоновочные и конструктивно-силовые схемы; нагрузки, действующие на ракету-носитель: расчетные случаи нагружения; конструкция узлов и отсеков ракет и космических аппаратов.

Рассмотрены теоретические основы измерения акустических характеристик материалов. Дано описание оборудования, необходимого для проведения таких экспериментальных исследований. Изложены методы проведения исследовательских испытаний по определению акустических характеристик звукопоглощающих материалов, применение которых возможно также и в авиации.

Рассматриваются вопросы испытания воздушных судов и их систем. Дана классификация видов испытаний. Представлены факторы, действующие на воздушное судно в процессе эксплуатации и методы испытаний отдельных систем при воздействии эксплуатационных нагрузок. Приведены методы расчета параметров и отдельных элементов конструкции воздушного судна.

Рассмотрены основные характеристики рабочих поверхностей деталей и их влияние на процессы трения и изнашивания. Приводятся характеристики различных видов трения и изнашивания. Особое внимание уделяется методам расчёта типовых узлов трения, используемых в авиационных и автомобильных двигателях. Изложены основные методы расчета динамических процессов в триботехнических системах.

Учебник соответствует программе курса «Детали машин» для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 162300.62. Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей. Приводятся сведения о критериях работоспособности и методах расчета типовых деталей машин, применяемых в изделиях авиационной техники.

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчета и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в модернизированной САПР «Смесеобразование в ЖРД».

Изложена методика расчёта и проектирования смесеобразования в камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных режимных и конструктивных параметров. Инновационным является проведение поверочного расчёта и машинного эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной форсунки в САПР «Смесеобразование в ЖРД». Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

Приведены общие сведения о ЖРДМТ и дана их классификация. Рассмотрены отличительные особенности конструкции, организации рабочего процесса, режимов работы и характеристик. Систематизирован опыт экспериментального определения характеристик ЖРДМТ в непрерывных и импульсных режимах. Рассмотрены стенды для их испытаний, методы и средства проведения испытаний, измерения параметров рабочего процесса, ручной и автоматизированной обработки результатов испытаний.

Конспективно изложены теория, современные методы расчёта и проектирования различных типов химических ракетных двигателей. Рассмотрено устройство и принцип работы различных типов РД. Представлен термодинамический расчет процессов горения и течения в камере РД. Проанализировано влияние основных факторов на термодинамические характеристики идеального ракетного двигателя. Рассмотрены термодинамические и газодинамические процессы в камере сгорания и сопле реального ракетного двигателя. Пособие снабжено необходимыми иллюстративными и справочными материалами.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы точности в авиационном двигателестроении. Представлена теория сложных размерных связей в изделиях и технологических процессах. Рассмотрены методы достижения точности при изготовлении заготовок. Приведены и проанализированы технологические схемы точности при обработке различных поверхностей заготовок. В учебном пособии приведен алгоритм решения сложных пространственных цепей. Дана лабораторная работа по анализу размерных связей при изготовлении трубопроводов. Эта работа направлена на освоение курса «Технология производства двигателей летательных аппаратов». Изучение данного пособия способствует изучению основных разделов курса: теоретические основы технологических процессов; обработка сложных поверхностей; технология изготовления деталей ГТД. В учебном пособии изложены элементы расчётов основных параметров технологических процессов и отдельных операций.

Цель данного пособия — на базе современных нормативных документов и опыта мировой авиации полностью осветить подход к вопросам обеспечения безопасности полётов в Гражданской авиации для студентов проходящих обучение по направлениям бакалавров 162300.62 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей», изучающих дисциплину «Безопасность полетов и сохранение летной годности» в 8 и 9 семестрах, и по направлению 162500.62 «Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов», изучающих дисциплину «Безопасность полетов» в 8 семестре. Задача пособия — дать всеобъемлющее представление об обеспечении безопасности полетов на всех уровнях, как законодательных органов, так и непосредственно исполнителей.

Учебное пособие предназначено для студентов факультета инженеров воздушного транспорта, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 162500.62 "Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов".