МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Департамента

Образовательных программ и

стандартов профессионального

образования

Л.С.Гребнев

«_»_2000 г.

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ДИНАМИКА ПОЛЕТА

Рекомендуется Минобразованием России для направления подготовки (специальности) 160900 «Эксплуатация и испытания авиационной и космической техники»

(специальности 160901 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей») 1. Цели и задачи дисциплины.

Цель дисциплины – раскрыть основополагающие современные научные концепции, понятия и идеи исследования траекторий движения, устойчивости и управляемости воздушных судов ГА с целью обеспечения безопасности и регулярности полетов, а также высоких экономических показателей авиационных перевозок. Учебная дисциплина «Динамика полета»

необходима для подготовки авиационных специалистов, способных решать проблемы технической эксплуатации, связанные с динамикой полета ВС, и является базой для изучения и освоения технологии производства и ремонта ВС, эксплуатации ВС, конструкции и прочности ВС, безопасности полетов и ряда других профилирующих дисциплин.

Задачей дисциплины является формирование умений в определении и анализе летно-технических и взлетно-посадочных характеристик ЛА, а также его устойчивости, управляемости и балансировки в условиях балансировки.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Иметь представление:

- о взаимосвязи динамики движения ВС со средствами бортовой автоматики и УВД;

- использование прикладных программ для решения задач динамики конкретных ВС ГА.

Знать:

- базовые понятия дисциплины;

- основные летно-технические характеристики и характеристики устойчивости и управляемости ВС;

- основные методы анализа летно-технических характеристик ВС;

- эксплуатационные ограничения режимов полета ВС на различных его этапах при нормальной работе и отказов функциональных систем;

- влияние внешних условий и технико-экономических факторов на экономичность полетов ВС;

- методы повышения экономичности полетов ВС;

- методы моделирования динамики полета ВС при исследовании влияния отказов функциональных систем и ошибок личного состава на развитие ситуации.

Уметь:

- рассчитать с использованием соответствующих пособий летнотехнические характеристики, характеристики устойчивости и управляемости ВС в ожидаемых условиях эксплуатации;

- объяснить в части динамики полета требования РЛЭ, НЛГС, НЛГВ, НПП.

Иметь опыт:

- проведения простейших измерений в аэродинамической трубе, - использования вычислительной техники при моделировании полета ВС.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы.

Вид учебной работы Всего часов Семестры Общая трудоемкость 150 5 дисциплины Аудиторные занятия 98 5 Лекции 68 5 Лабораторные работы (ЛР) 30 5 Индивидуальные занятия 8 5 Самостоятельная работа 34 5 Курсовая работа 20 Зачет Экзамен 4. Содержание дисциплины.

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.

№ п/п Раздел дисциплины Лекции ЛР 1 2 3 Введение в динамику полета Горизонтальный полет Дальность и продолжительность полета Криволинейное движение самолета Понятие о равновесии, балансировки, устойчивости и управляемости самолета Продольная статическая балансировка самолета Продольная статическая устойчивость самолета Продольная статическая управляемость самолета Боковая статическая балансировка самолета Боковая статическая устойчивость самолета Боковая статиче ская управляемость самолета Особенности управляемости самолета в криволинейном полете Основы анализа возмущенного движения Особенности полета самолета на больших углах атаки Основы динамики полета вертолета 4.2. Содержание разделов дисциплины.

Раздел 1. Введение в динамику полета.

Предмет курса, связь с другими учебными дисциплинами. Структура дисциплины, краткая характеристика ее частей. Место дисциплины с системе знаний инженера-механика по эксплуатации самолетов, краткий исторический очерк развития динамики полета.

Положение ЛА. Нормальная земная система координат. Допущения о том, что земля является плоской.

Ориентация ЛА. Связанная система оси координат. Углы Эйлера связанной системы координат: рыскания, тангажа и крена.

Направление движения ЛА. Скоростная и траекторная система координат. Ориентация вектора скорости ЛА относительно Земли. Углы Эйлера скоростной системы координат: скоростной угол рыскания, угол наклона траектории, скоростной угол крена. Ориентация вектора скорости относительно ЛА. Угол скольжения и угол атаки. Уравнения кинематических связей линейных скоростей.

СРС : Скорость самолета – воздушная, земная, путевая. Составляющие скорости. Модель ветра.

Раздел 2. Уравнения движения ЛА.

Угловая скорость движения ЛА. Уравнения кинематических связей угловых скоростей. Силы, действующие на ЛА, и их задания. Уравнения сил.

Уравнения моментов. Общая система уравнений движения ЛА и ее анализ.

';

Уравнения движения ЛА как материальной точки. Упрощение уравнений движения ЛА. Разделение движения ЛА на продольное и боковое.

СРС: Преобразование уравнений движения ЛА методом малых возмущений.

Раздел 3. Горизонтальный полет.

Уравнения движения. Потребная скорость горизонтального полета.

Кривые потребных и располагаемых тяг (мощностей) Жуковского.

Характерные скорости горизонтального полета: теоретически минимальная, экономическая, наивыгоднейшая, крейсерская, практически минимальная, максимальная.

Характерные режимы горизонтального полета. Влияние высоты полета на характерные скорости горизонтального полета. Диаграмма диапазона истинных скоростей. Теоретический потолок самолета.

СРС: Эксплуатационные ограничения скорости полета. Диаграмма диапазона индикаторных скоростей. Разгон и торможение самолета.

Раздел 4. Набор высоты.

Уравнения движения самолета при наборе высоты. Особенности набора высоты по сравнению с горизонтальным полетом. Характерные режимы набора высоты: режим наиболее быстрого и наиболее крутого набора высоты.

Влияние высоты полета на скорость набора высоты и максимальную вертикальную скорость. Барограмма подъема самолета и дальность набора высоты.

СРС: Поляра скоростей набора высоты. Неустановившийся набор высоты.

Раздел 5. Снижение самолета.

Уравнения движения и их анализ. Расчет снижения самолета.

Планирование. Поляра скоростей планирования. Характерные режимы планирования, первый и второй режимы планирования.

СРС: Поляра скоростей снижения. Скоростное, вынужденной и экстренное снижение самолета.

Раздел 6. Дальность и продолжительность полета.

Техническая и практическая дальность. Часовой и километровый расходы топлива. Дальность и продолжительность горизонтального полета.

Метод Пышнова. Влияние скорости на дальность и продолжительность полета. Полет «по потолкам».

СРС: Влияние ветра на дальность полета. Методы повышения экономичности крейсерского полета.

Раздел 7. Криволинейное движение.

Условия возникновения криволинейного полета самолета. Вираж.

Правильный вираж. Уравнения движения и их анализ. Предельные виражи.

Эксплуатационные ограничения. Область допустимых виражей. Характерные режимы виражей: минимального радиуса и минимального времени.

СРС: Криволинейное движение в вертикальной плоскости.

Раздел 8. Взлет самолета Основные этапы взлета. Уравнения движения при разбеге. Расчет взлетной дистанции. Потребные дистанции разбега и взлета. Вопросы безопасности полетов при взлете самолета. Влияние эксплуатационные факторов на длину разбега и взлетную дистанцию.

СРС: Особые ситуации и безопасность полетов. Особые случаи взлета самолета, прерванный и продолжительный взлет.

Раздел 9. Посадка самолета.

Основные этапы посадки. Уравнения движения при пробеге. Расчет посадочной дистанции. Потребная посадочная дистанция. Вопросы безопасности полетов при посадке самолета. Влияние эксплуатационных факторов на взлетно-посадочные характеристики и пути их улучшения.

Особые ситуации при посадке самолета.

Раздел 10. Особые случаи полета.

Полет с отказавшим двигателем, в условиях турбулентности потока, на больших высотах, в условиях обледенения, ограниченной видимости, электрических и молниевых разрядов.

Раздел 11. Понятие о равновесии, балансировке, устойчивости и управляемости.

Статическая и динамическая устойчивость и управляемость. Разделение движения на продольное и боковое. Центровка самолета.

Раздел 12. Продольная статическая балансировка самолета.

Продольный момент самолета. Аэродинамические моменты тангажа частей самолета: крыла, фюзеляжа, горизонтального оперения, гондол двигателей. Продольный момент, создаваемый силовой установкой.

Моментная диаграмма самолета. Балансировочная диаграмма руля высоты.

Влияние различных факторов на продольный момент самолета и на балансировочную диаграмму.

Раздел 13. Продольная статическая устойчивость самолета.

Основные понятия и определения. Продольная статическая устойчивость по перегрузке. Критерий, обеспечение и суждение о продольной статической устойчивости по перегрузке. Диапазон допустимых центровок. Продольная статическая устойчивость по скорости. Критерий устойчивости. Требования НЛГС к характеристикам продольной устойчивости.

Раздел 14. Продольная статическая управляемость самолета.

Основные понятия и определения. Шарнирный момент руля высоты и усилие на штурвале. Основные характеристики продольной статической управляемости (градиенты отклонений рулей, штурвала, усилий на штурвале). Требования НЛГС к характеристикам управляемости. Способы снижения усилий на штурвале управления рулем высоты.

Раздел 15. Боковая статическая балансировка самолета.

Боковое движение самолета. Боковые силы при скольжении и их уравновешивание. Боковые моменты и их балансировка.

Раздел 16. Боковая статическая устойчивость самолета.

Основные понятия и определения. Флюгерная статическая устойчивость. Критерий устойчивости, обеспечение и достижение флюгерной статической устойчивости. Поперечная статическая устойчивость. Критерий устойчивости, обеспечение и достижение поперечной статической устойчивости. Влияние на боковую статическую устойчивость конструктивных и эксплуатационных факторов.

Раздел 17. Боковая статическая управляемость самолета.

Основные понятия и определения. Шарнирные моменты и усилия на рычагах бокового управления. Основные характеристики боковой статической управляемости. Требования НЛГС к характеристикам управляемости.

СРС: Особенности боковой управляемости самолета при несимметрично остановленном двигателе.

Раздел 18. Особенности управляемости самолета в криволинейном полете.

Возникновение продольного и боковых демпфирующих моментов в криволинейном движении и их балансировка. Спиральные моменты и их балансировка. Гироскопические моменты и их балансировка.

Раздел 19. Основы анализа возмущенного движения.

Уравнения возмущенного движения. Продольное возмущенное движение самолета. Короткопериодическое и длиннопереодическое возмущенное движение. Анализ характеристического уравнения. Боковое возмущенное движение.

Раздел 20. Особенности полета самолета на больших углах атаки.

Взаимодействие продольного и бокового движений. Самовращение крыла. Штопор самолета. Факторы, влияющие на штопорные свойства самолета и на его выход из штопора.

Раздел 21. Основы динами полета вертолета.

Уравнения движения центра масс вертолета. Методы решения уравнений. Метод мощностей, располагаемые мощности, располагаемые крутящие моменты вертолета. Потребные мощности вертолета; потребные крутящие моменты. Влияние высоты полета и других факторов на потребную мощность. Расчет ЛТХ вертолета. Диапазон скоростей, характерные скорости полета вертолета. Потолки вертолета. Особенности взлета и посадки вертолета. Балансировка, устойчивость и управляемость вертолета.

5. Лабораторный практикум.

№ п/п № раздела дисциплины Наименование лабораторных работ 6. Учебно-методичнеское обеспечение дисциплины 6.1. Рекомендуемая литература а) основная литература Жуков А.Я., Егоров В.И., Ермаков А.Л., Журавлев В.Н., Ципенко В.Г.

«Динамика полета транспортных ЛА». Учебник.- М.: Транспорт, 1996.

б) дополнительная литература 1. Ермаков А.Л., Жуков А.Я., Ципенко В.Г. Методические указания к изучению курса «Динамика полета ЛА». – М.: МГТУ ГА, 1996.

2. Кубланов М.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ на ПЭВМ по дисциплине «Динамика полета ЛА». – М.6МГТУ ГА, 1997.

3. Ермаков А.Л., Жуков А.Я., Ципенко В.Г. Метиодические указания к выполнению курсовой работы по динамике полета. – М.: МГТУ ГА 1998.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины а) Обучающе-контролирующая программа по дисциплине «Динамика полета», МГТУ ГА, 1992.

б) Три учебных фильма по разделам динамики полета, МГТУ ГА, 1993.

в) Демонстрационные модели, плакаты по разделам курса.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

а) класс ПЭВМ для выполнения лабораторных работ;

б) учебно-лабораторный комплекс УЛАК – 1 для проведения лабораторных работ с использованием аэродинамической трубы.

Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 160900 «Эксплуатация и испытания авиационной и космической техники», Программу составилЦипенко Владимир Григорьевич, профессор МГТУ ГА Программа одобрена не заседании методического совета по специальности 160901 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»

«_»20 г. Протокол № Председатель методического совета по специальности профессор Чинючин Ю.М.