«Программа вступительного испытания по профилю Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов Программа вступительного испытания в аспирантуру по профилю подготовки научно-педагогических кадров ...»

Программа вступительного испытания

по профилю «Проектирование, конструкция и производство летательных

аппаратов»

Программа вступительного испытания в аспирантуру по профилю

подготовки научно-педагогических кадров «Проектирование, конструкция и

производство летательных аппаратов» составлена на основе программ

учебных дисциплин по основным образовательным программам высшего

профессионального образования «Авиастроение», «Ракетные комплексы и космонавтика».

Составитель программы вступительного испытания: доктор технических наук, профессор Комаров Валерий Андреевич 1 Введение. Базовые дисциплины 1.1Принципы полета летательных аппаратов (ЛА).

1.2Основные вехи в истории ЛА.

1.3Атмосфера и космическое пространство.

1.4 Основные понятия системотехники. ЛА как часть сложной технической системы.

1.5Основные этапы жизненного цикла ЛА.

1.6Основы аэродинамики.

1.7Основы динамики полета.

1.8Основные конструкционные материалы, применяемые при изготовлении ЛА.

1.9Основные этапы и структура технологий производства ЛА.

1.10 Основы строительной механики и расчета на прочность конструкций ЛА.

Основы метода конечных элементов (МКЭ).

2 Проектирование ЛА.

ЛА как объект проектирования. Принципы системного 2. подхода при проектировании. Качество и эффективность аэрокосмических комплексов.

2.2 Основные этапы разработки ЛА. Общие и частные критерии оптимальности ЛА и проектно-конструкторских решений.

Математическая постановка оптимизационных задач в 2. проектировании.

Поисковые методы оптимизации.

2.4Тактико-технические требования к ЛА.

2.5Концептуальное (предварительное) проектирование.

2.6Эскизное проектирование.

2.7Рабочее (детальное) проектирование.

Основные абсолютные и относительные параметры ЛА. Связи 2. между параметрами и характеристиками ЛА.

2.9 Внешняя компоновка ЛА 2.10Объемно-массовая (внутренняя) компоновка.

2.11Конструктивно-силовая компоновка.

2.12Выбор и размещение двигательной установки.

2.13Выбор и размещение систем оборудования:

· топливной;

· энергетической;

· навигационной;

· жизнеобеспечения;

· специального назначения.

2.14 Методы весовых расчетов. Определение стартовой массы ЛА. Весовые лимиты.

2.15 Центровка ЛА.

2.16 Информационное обеспечение проектирования. Компоновочные чертежи, общие виды, теоретические чертежи. Методы построения обводов ЛА, геометрическое моделирование. Понятие о CALS-технологиях.

2.17 Автоматизация проектирования. CAD/CAM/CAE – системы.

3 Конструкция ЛА 3.1Основные типовые элементы конструкций ЛА.

3.2Критерии выбора конструкционных материалов.

3.3 Конструкция основных агрегатов ЛА (крыло, фюзеляж, топливные баки, двигательные и приборные отсеки).

3.4 Нагрузки и их нормирование.

3.5 Весовые и жесткостные характеристики конструкций ЛА, работа силовых элементов и выбор силовых схем.

3.6Учет явлений аэротермоупругости при проектировании.

3.7Нагрев ЛА в полете и методы теплозащиты.

3.8Взлетно-посадочные и стартовые устройства.

3.9Системы управления.

3.10 Пневмогидравлические системы и их агрегаты, основные характеристики.

3.11 Электроэнергетические системы. Основные типы бортовых источников питания.

3.12Надежность, живучесть и безопасность полетов ЛА.

3.13Обеспечение требований эргономики в конструкции ЛА.

Изменение состояния конструкций в условиях эксплуатации. Ресурс 3. конструкций, усталостная прочность и пути ее повышения.

3.15 Весовая и экономическая оценка конструктивно-проектировочных решений.

4 Производство ЛА 4.1Конструктивно-эксплуатационные и технологические виды членения изделий.

4.2Способы соединения деталей.

4.3Точность и взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц.

4.4Понятие технологичности конструкций изделия. Контролепригодность.

4.5Структура технологических процессов и парка технологического оборудования, применяемых в производстве ЛА.

4.6Разработка директивных технологических материалов на производство новых изделий.

4.7Методы и средства увязки технологической оснастки дл производства деталей и сборочных единиц.

4.8Производство литых деталей.

4.9Производство деталей из листа, профилей и труб.

4.10Производство деталей объемным деформированием.

4.11Производство сварных и паяных конструкций.

4.12Термическая обработка деталей.

4.13Нанесение покрытий.

Поверхностнодеформационное упрочнение деталей.

композиционных материалов.

4.16Соединение деталей из КМ.

4.17Содержание и структура технологических процессов сборки.

4.18Методы и средства узловой, агрегатной и общей сборки изделий.

Способы базирования деталей и сборочных единиц.

4.19Болтовые, клепаные и комбинированные соединения.

4.20Сборка клеевых конструкций.

4.21Сборка агрегатов из КМ.

4.22Сборочные приспособления.

4.23Методы, средства испытаний и контроля планера (корпуса), энергетических установок и других узлов, агрегатов, систем и рулевых машинок летательных аппаратов.

4.24Методы, средства испытаний и контроля герметичности емкостей низкого и высокого давления в производстве ЛА.

4.25Контроль качества сборки.

опытном, единичном, мелкосерийном и серийном производстве.

4.27Технологическая подготовка производства и ее автоматизация.

4.28Системы обеспечения качества.

4.29 Экономическая эффективность технологических процессов.

Список литературы для авиационной специализации.

Основная литература.

Расчет и проектирование систем разделения ступеней ракет [Текст] : [учеб. пособие для вузов по направлению подгот. дипломир.

специалистов "Ракетостроение и космонавтика"] / К. С. Колесников, В. В.

Кокушкин, С. В. Борзых, Н. В. Панкова. - М. : Вислов И. П. Эскизное проектирование легких самолетов : [учеб. пособие] / И. П. Вислов. - Самара :

Изд-во СГАУ, 2006. -- 81 с. -10 экз 2. Избранные главы по авиа- и ракетостроению [Текст] : в конспектах лекций : [учеб. пособие для вузов по направлению подгот. бакалавров и магистров "Авиаи ракетостроение" и специальности "Ракетостроение" подгот. дипломир.

специалистов "Ракетостроение и космонавтика" / А. С. Чумадин, В. И. Ершов, В.

А. Барвинок и др.]. -М. : Наука и технологии, 2005. - 655 с. – 30 экз.

3. Электронная библиотека типовых решений в автоматизированном проектировании и конструировании ракет-носителей [Текст] : [учеб. пособие / В.

Д. Еленев и др.] ; Федер. агентство по образованию, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева. - Самара : Изд-во СГАУ, 2007. - 95 с. – 40 экз.

4. Проектирование средств выведения космических аппаратов [Текст] : [учеб.

пособие для вузов РФ по специальностям 160801 "Ракетостроение" и "Косм. летат. аппараты и разгон. блоки"] / В. К. Сердюк ; под ред. А. А.

Медведева. - М. : Машиностроение : Машиностроение - Полет, 2009. - 503 с. – 5 экз.

5. Вашуков Ю. А. Особенности сборки деталей из композиционных материалов в конструкциях летательных аппаратов : [учеб. пособие] / Ю. А.

Вашуков. - Самара : Изд-во СГАУ, 2007. – 64 с. - -40 экз.

6. Монтажно - испытательные процессы в производстве летательных аппаратов [Текст] : [учеб. пособие] / В. А. Барвинок, Ю. В. Федотов, Н. П. Родин ;

Федер. агентство по образованию, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева. Самара : Изд-во СГАУ, 2007 -. -(Приоритетные национальные проекты "Образование"). Ч. 2 : Технологические процессы сборки, монтажа и испытаний рулевых агрегатов. - 2007. - 63 с. – 40 экз.

Дополнительная литература 1. Шенли Ф.Р. Анализ веса и прочности самолетных конструкций. М.:

Оборонгиз, 1957. - 406с.

2. Основы авиационной техники [Текст] : [учеб. для вузов по направлению "Авиаракетостроение"] / С. М. Егер, А. М. Матвеенко, И. А. Шаталов ; под ред. И. А.

Шаталова.

- 3-е изд., испр. и доп. - М. : Машиностроение, 2003. - 720 с.

Пересыпкин К. В. Автоматизированное проектирование и моделирование конструкций ракетно-космической техники в среде MSC.Patran/MSC.Nastran : [учеб. пособие] / К. В. Пересыпкин, В. П.

Пересыпкин, Е. А. Иванова. - Самара : Изд-во СГАУ, 2007. - 189 с.

Основы технологии производства летательных аппаратов [Текст] : в конспектах лекций : [учеб. пособие для вузов по специальности "Ракетостроение" направления подгот. дипломир. специалистов "Ракетостроение и космонавтика" / Чумадин А. С. и др.].

- М. : Наука и технологии, 2005. - 911 с.

5. Основы авиационной техники [Текст] : [учеб. для вузов по направлению "Авиаракетостроение"] / С. М. Егер, А. М. Матвеенко, И. А. Шаталов ; под ред. И. А.

Шаталова.

- 3-е изд., испр. и доп. - М. : Машиностроение, 2003. - 720 с.

6. Монтажно-испытательные процессы в производстве летательных аппаратов [Электронный ресурс] : (в 2 ч.) : электрон. учеб. пособие / В. А. Барвинок, Ю. В. Федотов, Н. П. Родин ; Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева.

- Электрон. текстовые и граф. дан. (153 Мбайт). - Самара : ЦНИТ СГАУ, 2007. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM).

Системы оборудования летательных аппаратов [Текст] : [учеб. по направлению "Авиа- и ракетостроение" и специальности "Самолето- и вертолетостроение" / Г. Акопов, В. И. Бекасов, В. Г. Долгушев и др.] ; под ред. А. М. Матвеенко, В. И.

Бекасова. - 3-е изд., испр. и доп. - М. : Машиностроение, 2005. - 557 с. – 177 экз.

8. Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. М.: Машиностроение, 1984. 552с.

9. Комаров В.А. Автоматизация проектирования авиационных конструкций.

Учебное пособие СГАУ. 1993. 70с.

10.Образцов И.Ф., Савельев Л.М., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. М.: Высшая школа. 1985.

392с.

11.Корольков О.Н. Уравнение существования самолета. Учебное пособие СГАУ, 2000.32с.

12.Войт Е.С и др. Проектирование конструкций самолтов. М.:

Машиностроение, 1995. - 416 с.

13. Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолтов. М.: Машиностроение, 1984. -552с.

14.Образцов И.Ф., Савельев Л.М., Хазанов Х.С. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов. М.:

Высшая школа. 1985. - 392с.

Войт Е.С. и др. Проектирование конструкций самолетов. М.:

Машиностроение, 1995. - 416с.

16. Комаров В.А. Автоматизация проектирования авиационных конструкций. Учебное пособие СГАУ. 1993. - 70с.

17. Хертель Г. Тонкостенные конструкции. М.: Машиностроение, 1965. с.

18. Голубев И.С Самарин А.В. Проектирование конструкций летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1991. 512с.

Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.

541с.

20.Хог Э., Арора Я. Прикладное оптимальное проектирование. М.:

Мир, 1983. 480с.

Проектирование гражданских самолтов. Под редакцией Новожилова Машиностроение, 1991. 668с.

22. Торенбик Э. Проектирование дозвуковых самолтов. М.:

Машиностроение, 1983. 648с.

23. Raymer D.P. Aircraft Design: A Conceptual Approach. AIAA Education Series.1992. 745c.

24. Niu M.C.Y. Airframe Struktual Design. CONMIL1T PRESS LTD, 1993.

612c.

25. Конструирование автоматических космических аппаратов /Д.И.Козлов, Г.П.Аншаков, В.Ф.Агарков и др.; под ред. Д.И.Козлова. - М Машиностроение, 1996.-448 с.

Основы синтеза систем летательных аппаратов: Учеб. пособие для студентов втузов / А.А.Лебедев, В.Н.Баранов, В.Т.Бобронников и др.; Под ред.

А.А.Лебедева.

- М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы).

Учебник для технических вузов. / В.П.Мишин, В.К.Безвербый, Б.М.Панкратов и ред. В.П.Мишина. - М.: Машиностроение, 1985. 360 с.

Конструкция управляемых баллистических ракет / под ред.

Н.И.Морозова. М., Воениздат, 1969. С. 444.

29.Основы К.С.Колесников, В.С.Зарубин и др. М. Высшая школа, 1989. -496 с.

Методические и организационно-технические вопросы надежности космических аппаратов: конспект лекций/ В.И.Куренков, В.И.Кузнецов, В.М.Сайгак, В.А.Капитонов: Самар. гос. аэрокосм, ун-т. Самара 1977. - 42 с..

30. Куренков В.И. Методы расчета надежности космических аппаратов.

Конспект лекций. Самара. СГАУ, 1998. -с 80 с..

31.Юмашев Л.П. Устройство ракет-носителей (сухие отсеки и топливные баки): Учеб. пособие. Самар. гос. аэрокосм, ун-т. Самара, 1995. - 157 с.

32. Юмашев Л.П. Устройство ракет-носителей (вспомогательные системы):

Учеб. пособие. Самар. гос. аэрокосм, ун-т. Самара. 1999. - 190 с.

33. Абибов А.Л. и др. Технология самолетостроения./ Под ред. А.Л.

Абибова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 551с.

технологии в производстве летательных аппаратов: Учебник. - М.:

Машиностроение, 1995.-398 с.

35. Бойцов В.В. и др. Сборка агрегатов самолета: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Самолетостроение»./ В.В.

Бойцов, Ш.Ф. Ганиханов, В.Н. Крысин. - М.: Машиностроение, 1988. - 152 с.

36. Изготовление заготовок и деталей пластическим деформированием./ В.М. Авдеев, Л.Б. Аксенов, И.С. Алиев и др. Под ред. К.Н.

Богоявленского, В.В. Риса. - Л.: Политехника, 1991. - 351 с, ил.

37. Камалов B.C. Производство космических аппаратов. - М.:

Машиностроение, 1982.-280 с.

38. Проектирование технологической оснастки: Учебник./ А.П.

Шулепов, В.П. Шманев, И.Л. Шитарев Под общ. ред. А.П. Шулепова. Самара: СГАУ, 1996.-332 с.

39. Сборочные, монтажные и испытательные процессы в производстве летательных аппаратов: Учебник для студентов высших технических учебных заведений./ В.А. Барвинок, В.И. Богданович, П.А. Бордаков и др. Под ред. Проф. В.А. Барвинка. - М.: Машиностроение, 1996. - 576 с.

композиционных полимерных материалов. -Л.: Машиностроение, 1987. -с.

41. Технология сборки и испытаний космических аппаратов: Учебник для высших технических учебных заведений./ И.Т. Беляков. И.А. Зернов, Е.Г. Антонов и др. Под общ. ред. И.Т. Белякова и И.А. Зернова. М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

42.Технология авиационных специальностей вузов./ В.И. Ершов, В.В. Павлов, Н.Ф.

Каширин, B.C. Хухорев. -М.: Машиностроение, 1986. -456 с.

43. Фетисов Г.П. Сварка и пайка в авиационной промышленности:

Учеб. пособие для авиационных вузов. - М.: Машиностроение, 1983. - 2 1 6 с 12.

44.Чернышев А.В. Технология монтажа, отработки, испытаний и контроля бортовых систем летательных аппаратов. Учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1977. - 336 с.

45. Проектирование самолетов [Текст] : [учеб. для вузов в обл. авиац. и ракет.косм. техники по направлениям 160100 "Авиа- и ракетостроение", "Авиастроение" и специальностям 160201 "Самолето- и вертолетостроение" и 160202 "Системы жизнеобеспечения и оборудование летат. аппаратов" / С. М.

Егер и др. ; под ред. С. М. Егера] ; предисл. А. М. Матвеенко [и др.]. - [4-е изд.]. М. : Логос, 2005. - 613 с. – 5 экз. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 373 с.

-18 экз. 46. Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. [Текст] : [учеб. для вузов по специальности "Самолето- и вертолетостроение" направления подгот.

"Авиастроение"] / Г. И. Житомирский. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. :

Машиностроение, 2005. - 405 с.

47.Куренков В. И. Выбор основных проектных характеристик и конструктивного облика ракет-носителей : учеб. пособие / В. И. Куренков, Л. П.

Юмашев ; под ред. Д. И. Козлова. - Самара : СГАУ, 2005. - 238 с.

48. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы) [Текст] : [учеб. пособие по специальности "Ракетостроение" направления подгот.

дипломир. специалистов "Ракетостроение и космонавтика" / В. П. Мишин и др.] ;

под ред. А. М. Матвеенко, О. М. Алифанова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. :

Машиностроение, 2005. - 374 с. – 4экз. 49.Теоретические основы авиа- и ракетостроения [Текст] : в конспектах лекций : [учеб. пособие для вузов по специальности "Ракетостроение" направления подгот. дипломир. специалистов "Ракетостроение и космонавтика" и специальности "Самолето- и вертолетостроение" направления подгот. дипломир. специалистов "Авиастроение" / А. С. Чумадин [и др.]. - М. : Дрофа, 2005. - 784 с. – 30 экз.

по профилю «Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов»

Программа вступительного испытания в аспирантуру по профилю подготовки научно-педагогических кадров «Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов» составлена на основе программ учебных дисциплин по основным образовательным программам высшего профессионального образования «Динамика и прочность машин», «Ракетостроение», «Космические летательные аппараты и разгонные блоки», «Самолето- и вертолетостроение».

Составитель программы вступительного испытания: доктор физикоматематических наук, профессор Хромов Александр Игоревич

1. СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМЫЕ СТЕРЖНЕВЫЕ СИСТЕМЫ

1.1 Расчетная схема фермы. Способы образования ферм. Необходимые условия геометрической неизменяемости стержневых систем с шарнирными узлами. Методы исследования геометрической неизменяемости стержневых систем с шарнирными узлами (метод построения, метод разрушения, метод нулевых нагрузок, метод замены связей). Определение усилий в стержнях ферм (метод вырезания узлов, метод замены связей).

1.2 Расчетная схема рамы и комбинированной системы. Определение лишних связей.

2. МАТРИЧНЫЙ МЕТОД ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДЛЯ СТАТИЧЕСКИ

НЕОПРЕДЕЛИМЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ

2.1 Понятие о матрице жесткости упругого тела. Матрица преобразования координат. Матрица жесткости ферменного элемента в местной и общей системах координат. Матрица жесткости фермы. Определение узловых перемещений и усилий в стержнях фермы.

2.2 Представление матрицы жесткости бруса в местной системе координат в блочно-диагональной форме. Определение блоков матрицы, соответствующих растяжению-сжатию, кручению и изгибу бруса. Преобразование матрицы жесткости бруса к общей системе координат. Определение узловых перемещений. Учт внеузловой нагрузки.

3. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ

3.1 Гипотезы линейной теории упругости.

3.2 Теория напряжений. Исследование напряженного состояния в точке упругого тела. Тензор напряжений. Главные напряжения. Инварианты тензора напряжений. Дифференциальные уравнения равновесия. Статические граничные условия.

3.3 Теория деформаций. Тензор деформаций. Связь между компонентами деформации и перемещениями (формулы Коши). Условия совместности деформаций.

3.4 Обобщенный закон Гука. Закон Гука в форме Ламе. Матричная формулировка закона Гука.

3.5 Схемы решения задач теории упругости. Решение в перемещениях.

Решение в напряжениях.

ПЛОСКАЯ ЗАДАЧА ТЕОРИИ УПРУГОСТИ

4.1 Плоская деформация и обобщенное плоское напряженное состояние.

Решение плоской задачи теории упругости в напряжениях. Функция напряжений.

4.2 Основные соотношения плоской задачи теории упругости в полярных координатах. Решение плоской задачи теории упругости в тригонометрических рядах. Задача Ламе. Задача о концентрации напряжений в пластине с отверстием при е растяжении.

5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕОРЕМЫ. ВАРИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

5.1 Работа статически приложенной внешней нагрузки и е вариация.

Потенциал внешних сил. Дополнительная работа внешних сил и е вариация.

Дополнительный потенциал внешних сил. Потенциальная энергия деформации упругого тела, дополнительная энергия деформации, их вариации.

5.2 Вариационное уравнение Лагранжа. Принцип минимума полной энергии упругой системы. Теорема Лагранжа. Вариационное уравнение Кастильяно. Принцип минимума полной дополнительной энергии упругой системы. Начало наименьшей работы. Теорема Кастильяно.

5.3 Метод Ритца. Метод Бубнова-Галеркина. Примеры применения обоих методов к расчету балок.

6. МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.1 Основные допущения метода конечных элементов. Перемещения, деформации и напряжения в конечном элементе. Матрица жесткости конечного элемента, приведение распределенной внешней нагрузки к эквивалентным узловым силам.

6.2 Матрица жесткости упругого тела. Определение узловых перемещений и напряжений.

6.3 Построение матрицы жесткости плоского треугольного конечного элемента. Прямоугольный плоский конечный элемент с билинейным полем перемещений. Прямоугольный плоский конечный элемент с линейным полем напряжений.

6.4 Совместность конечных элементов. Внутренние узлы и подконструкции. Четырхузловой изопараметрический конечный элемент.

7. БАЛОЧНАЯ ТЕОРИЯ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

И ЕЁ ПРИЛОЖЕНИЯ

7.1 Основные гипотезы. Определение нормальных напряжений при изгибе тонкостенной конструкции. Касательные напряжения в тонкостенной конструкции с открытым контуром сечения. Центр изгиба сечения с открытым контуром. Касательные напряжения в тонкостенной конструкции с однозамкнутым контуром сечения. Упругие перемещения в тонкостенных конструкциях с однозамкнутым контуром.

7.2 Касательные напряжения в тонкостенных конструкциях с многозамкнутыми сечениями (простой изгиб, свободное кручение). Центр изгиба сечения с многозамкнутым контуром.

7.3 Температурные напряжения в тонкостенных конструкциях.

7.4 Задача о "включении" четырхпоясной панели в работу.

7.5 Стесннное кручение тонкостенной конструкции с открытым контуром сечения.

7.6 Расчет нормальных и касательных напряжений при изгибе и кручении крыла самолета.

8. ИЗГИБ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПЛАСТИН

8.1 Закон Гука для ортотропного упругого тела. Основные гипотезы теории изгиба пластин. Перемещения, деформации и напряжения в пластине при е изгибе. Внутренние усилия и моменты в пластине. Дифференциальное уравнение изгиба пластины. Граничные условия. Решение задачи об изгибе свободно опртой пластины в двойных тригонометрических рядах.

Потенциальная энергия изгиба пластины. Метод Ритца и метод БубноваГалеркина в задачах изгиба пластин.

8.2 Соотношения теории изгиба пластин в полярных координатах. Расчет круглых пластин на изгиб в тригонометрических рядах. Осесимметричный изгиб круглых пластин.

8.3 Дифференциальное уравнение продольно-поперечного изгиба прямоугольной пластины. Устойчивость свободно опртой прямоугольной пластины при сжатии в одном направлении. Потеря устойчивости пластиной при сдвиге. Работа подкреплнной пластины после потери устойчивости от сжатия и от сдвига.

8.4 Применение метода конечных элементов к расчету пластин.

Прямоугольный конечный элемент пластины, основанный на гипотезе прямых нормалей.

Четырехугольный конечный элемент пластины с независимой аппроксимацией линейных и угловых перемещений.

8.5 Определение жесткостных характеристик конструктивно ортотропных пластин.

8.6 Гипотезы теории трхслойных пластин с лгким заполнителем.

Дифференциальное уравнение продольно-поперечного изгиба трхслойной пластины с лгким заполнителем. Несимметричная форма потери устойчивости трхслойных пластин. Симметричная форма потери устойчивости трхслойной пластины с лгким заполнителем.

9. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ

9.1 Основные соотношения безмоментной теории оболочек вращения при осесимметричном нагружении. Расчет оболочки, замкнутой в вершине, на равномерное внутреннее давление. Перемещения оболочек вращения.

осесимметричном нагружении.

9.3 Устойчивость цилиндрической оболочки вращения при осевом сжатии.

Устойчивость цилиндрической оболочки, нагруженной наружным давлением.

10. КОЛЕБАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

10.1 Продольные колебания корпуса ЛА.

10.2 Крутильные колебания крыла самолта.

10.3 Изгибные колебания крыла самолта.

10.4 Изгибно-крутильные колебания крыла самолта.

10.5 Расчт динамического поведения конструкции ЛА с помощью метода конечных элементов. Матричное уравнение движения конструкции.

Матрицы масс конечных элементов бруса. Собственные колебания.

Ортогональность собственных форм колебаний.

11. РАСЧЁТ ПРОЧНОСТИ КОРПУСА ЛА 11.1 Определение внутренних силовых факторов в сечениях корпуса ЛА.

11.2 Расчт корпуса ЛА в районе большого выреза.

11.3 Расчт ферменных отсеков корпуса ЛА.

11.4 Расчт силовых шпангоутов.

11.5 Расчет баковых отсеков корпуса ЛА на прочность и устойчивость.

12. НАГРЕВ КОНСТРУКЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

12.1 Определение температур в элементах конструкции.

12.2 Верхние пределы температур для выступающих частей и кромок аппарата при больших скоростях полета.

12.3 Распределение температуры в цилиндрическом баке, залитом жидкостью.

12.4 Распределение температуры в стрингере подкрепленного корпуса.

12.5 Определение потребной толщины теплозащитного слоя космического аппарата.

ЛИТЕРАТУРА

1. Партон, Владимир Залманович. Механика упругопластического разрушения [Текст] : основы механики разрушения : [учеб. пособие для унтов и втузов] / В. З. Партон, Е. М. Морозов ; предисл. Ю. Н. Работнова. - Изд.

3-е, испр. - М. : URSS : Изд-во ЛКИ, 2008. - 349 с. - 5 экз.

2. Партон, Владимир Залманович. Механика упругопластического разрушения [Текст] : спец. задачи механики разрушения : [учеб. пособие для ун-тов и втузов] / В. З. Партон, Е. М. Морозов ; предисл. Ю. Н. Работнова. Изд. 3-е, испр. - М. : URSS : Изд-во ЛКИ, 2008. - 190 с. - 3 экз.

3. Димитриенко Ю.И. Нелинейная механика сплошной среды. – М.:

Физматлит, 2009. – 624 с. - 10 экз.

по профилю «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки Программа вступительного испытания в аспирантуру по профилю подготовки научно-педагогических кадров «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов» составлена на основе программ учебных дисциплин по основным образовательным программам высшего профессионального образования «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов»

Составитель программы вступительного испытания: доктор технических наук, профессор Матвеев Валерий Николаевич

ТЕОРИЯ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И

ГАЗОТУРБИННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Общие вопросы теории ВРД и ГТУ 1. Принципы действия ВРД и ГТУ. Двигатели прямой и непрямой реакции. Основные параметры, характеризующие ВРД и ГТУ.

ВРД и ГТУ – как тепловые машины. Термодинамические циклы ВРД и ГТУ. Критерии эффективности двигателя как тепловой машины и их зависимость от основных параметров цикла.

термодинамического развития ВРД и ГТУ. Пути совершенствования двигателей как тепловой машины.

ВРД – как движитель. Двигатели прямой и непрямой реакции.

Эффективная и внутренняя тяга. Критерии эффективности двигателя как движителя и их зависимость от параметров движителя. Пути совершенствования ВРД как движителя.

Основные элементы ВРД и ГТУ. Их характеристики 1. Входные устройства. Назначение входных устройств и принципиальные схемы. Основные параметры, характеризующие их Сверхзвуковые входные устройства. Возможные типы входных устройств для сверхзвуковых скоростей полета. Физическая картина течения на различных режимах работы. Характеристики входных устройств. Показатели совершенства рабочего процесса во входных Выходные устройства. Принципиальные схемы дозвуковых и сверхзвуковых выходных устройств. Основные параметры, характеризующие их работу.

Сверхзвуковые выходные устройства. Сопло Лаваля и выходные устройства других схем. Сопло с центральным телом. Физическая картина течения на различных режимах работы. Принципы расчета и профилирования. Показатели совершенства рабочего процесса в выходных устройствах. Реверсивные устройства. Типы реверсов и их Камеры сгорания и топлива. Требования к камерам сгорания.

Основные параметры, характеризующие их эффективность.

Схемы основных камер сгорания. Принципы организации рабочего процесса, выбора параметров и расчета. Характеристики Типы форсажных камер сгорания. Принципы организации рабочего процесса и расчета форсажных камер сгорания.

Показатели совершенства рабочего процесса в камерах сгорания.

Топлива ВРД и ГТУ. Основные требования к топливам.

Принципиальные схемы подачи топлива в камеры сгорания.

Углеводородные топлива: авиационные керосины и метан.

1.2.10 Жидкий водород – перспективное топливо. Основные преимущества и недостатки водорода по сравнению с другими топливами. Оценка эффективности применения топлив на летательных аппаратах.

1.2.11 Основные схемы и параметры авиационных компрессоров и турбин. Требования к компрессорам и турбинам.

1.2.12 Область и линия рабочих режимов на характеристиках компрессоров при их работе в системе ВРД. Границы устойчивой работы компрессора. Двух- и трехкаскадные компрессоры. Способы обеспечения устойчивости работы компрессоров.

1.2.13 Основные типы и параметры турбинных ступеней ВРД.

Одноступенчатые и многоступенчатые турбины. Газодинамические, конструктивные особенности и кпд охлаждаемых турбин.

Характеристики турбин. Основы расчета турбин и компрессоров, включая профилирование проточной части.

Газотурбинные двигатели (ГТД) 1. Теоретические основы рабочего процесса ГТД. Критерии эффективности ГТД. Общий кпд и удельный расход топлива.

Зависимость удельных параметров и общего кпд от параметров рабочего процесса и внешних условий. Оптимальные параметры двигателей и их зависимости от условий полета. Преимущества и недостатки различных типов ГТД, диапазон возможного применения Понятие расчетного режима работы двигателя. Цель и порядок проектного термогазодинамического расчета.

Высотно-скоростные и дроссельные характеристики. Методы расчета характеристик двигателя.

Совместная работа узлов и характеристики ГТД. Совместная работа узлов и характеристики газотурбинных двигателей с одним и несколькими управляющими факторами. Термогазодинамические основы управления двигателем. Управление и характеристики Динамика ГТД. Виды переходных режимов. Требования к динамике современных авиационных двигателей. Особенности процессов приемистости и сброса газа у многовальных ГТД. Пути улучшения приемистости. Общая характеристика процесса запуска Воздействие двигателей на окружающую среду. Шум авиационных двигателей. Основные физические понятия и нормы на допустимый уровень шума. Внешние и внутренние источники шума в двигателях. Способы снижения шума двигателей. Вредные выбросы авиационных двигателей.

Согласование силовой установки и самолета. Силовая установка самолета. Требования, предъявляемые к силовой установке летательного аппарата различного назначения. Эффективные характеристики и масса силовой установки. Влияние параметров и типа двигателя на удельную массу. Критерии оценки эффективности самолетов. Проблемы комплексного выбора параметров силовой установки по самолетным критериям эффективности.

Прямоточные, комбинированные и ядерные ВРД 1. Принципиальные схемы прямоточных и основных типов комбинированных двигателей. Возможные области применения. Виды топлив, используемых этими двигателями.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД).Удельные параметры ПВРД и их зависимость от параметров рабочего процесса и условий полета. Особенности рабочего процесса гиперзвукового прямоточного двигателя.

Комбинированные ВРД. Турбопрямоточные двигатели. Ракетнотурбинные двигатели. Схемы, рабочий процесс. Области применения этих двигателей. Комбинированные двигатели для воздушнокосмических самолетов.

Вопросы надежности и испытаний ВРД 1. 1.5.1Надежность авиадвигателей. Основные понятия и методы оценки надежности. Контроль состояния двигателей. Основные методы и средства контроля состояния. Ресурс. Виды ресурсов и методы их назначения. Модульный принцип конструирования двигателей. Система эксплуатации двигателей по техническому состоянию и принципы ее построения.

1.5.2Испытания ВРД. Виды и назначение испытаний. Устройство и основные элементы стендов для испытания двигателей, компрессоров, турбин. Способы создания высотно-скоростных условий.

ТЕОРИЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

УСТАНОВОК КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Общие вопросы теории ракетных двигателей 2. Ракетные двигатели, их отличительные особенности и функции.

Реактивные и ракетные двигатели. Источники энергии и массы для ракетных двигателей (РД). Принципиальная схема РД. Классификация РД. Ракетные двигатели на химическом топливе: жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ), гибридные ракетные двигатели, ракетные двигатели малой тяги (РДМТ). Электроракетные двигатели (ЭРД) и ядерные ракетные двигатели (ЯРД). Принцип работы, отличительные особенности и области применения различных типов РД.

Основные параметры камеры и двигателя. Тяга камеры, вывод и 2.1. анализ уравнения тяги. Основные составляющие тяги камеры сгорания и место их приложения. Удельные параметры камеры:

удельный импульс тяги, расходный комплекс и характеристическая скорость, тяговый комплекс и коэффициент тяги. Основные параметры РД: тяга, суммарный импульс, мощность, удельный импульс тяги, удельная масса. Расчет тяги и удельного импульса тяги при наличии скачка уплотнения в сопле.

Термодинамический расчет РД. Задачи термогазодинамического 2.1. расчета. Модели рабочего тела и процессов. Исходные данные для термогазодинамического расчета. Представление данных об элементарном составе компонентов и топлива. Параметры двухкомпонентного и многокомпонентного топлива. Соотношение компонентов в двухкомпонентном топливе. Энтальпия и энтропия компонентов топлива и топлива. Справочные данные о компонентах топлива и продуктов их сгорания. Основы расчета равновесных состояний и процессов в камере. Расчет равновесного состояния гомогенной смеси продуктов сгорания при постоянных давлении и температуре. Термодинамический расчет процессов горения и течения по соплу на основе равновесных состояний при р, Т = const.

Особенности расчета замороженного течения. Расчеты гетерогенных продуктов сгорания. Определение термодинамических и теплофизических свойств продуктов сгорания. Анализ зависимостей термодинамических и теплофизических свойств продуктов сгорания от основных факторов. Влияние соотношения компонентов топлива, давления в камере сгорания, степени расширения рабочего тела в 2.1. двигателей. Теоретические основы построения профиля сопла Лаваля.

Режимы работы с недорасширением и перерасширением рабочего тела. Оценка совершенства процессов в сопле. Определение потерь удельного импульса из-за рассеяния, геометрических отклонений неравновесности, многофазности. Коэффициент расхода сопла.

Методы профилирования сопел РД. Построение коротких профилированных сопел. Кольцевые сопла и сопла с центральным телом. Двухфазное неравновесное течение в соплах РД. Методы оптимизации контура сопла при течении двухфазных потоков.

Отрывные течения в соплах. Тяга на режиме перерасширения с отрывом потока.

Теплообмен в РД. Вязкое течение рабочего тела. Конвективный 2.1. теплообмен и трение. Уравнения пограничного слоя. Особенности конвективного теплообмена в камере сгорания и сопле РД. Методы расчета конвективных тепловых потоков на основе решения уравнений пограничного слоя. Метод В.М. Иевлева. Расчет конвективного теплообмена на основе теории подобия. Отрывные течения за торцевыми поверхностями в соплах с резким изломом контура. Особенности расчета при наличии скачка уплотнения в закритической части сопла. Лучистый теплообмен в камере сгорания и сопле РД. Радиационные параметры объема и поверхности. Расчет лучистых тепловых потоков.

Характеристики РД. Статические характеристики РД. Высотная характеристика. Характеристика двигателя с идеально регулируемым по высоте соплом. Применение двухпозиционных сопел и высотная характеристика камеры с таким соплом. Дроссельная или расходная характеристика РД. Дроссельные характеристики ЖРД с дожиганием и без дожигания генераторного газа. Особенности глубокого дросселирования. Принципы построения модели для расчета влияния отклонений параметров на основные параметры двигателя.

Жидкостные ракетные двигатели 2. Основы выбора схемы и параметров ЖРД. Состав и классификация ЖРД. ЖРД с вытеснительными системами подачи топлива. Оптимизация параметров ЖРД с вытеснительной системой подачи топлива. Определение запаса газа вытеснения. Схемы ЖРД с насосной системой подачи топлива без дожигания и с дожиганием генераторного газа, их особенности и области применения. Расчеты оптимального давления в камере при насосной системе подачи топлива. Выбор типа системы подачи топлива. Определение запаса топлива для турбонасосной подачи в двигатель без дожигания генераторного газа. Определение параметров системы подачи в ЖРД с дожиганием генераторного газа. Многокамерные ЖРД. Системы управляющих моментов и сил.

Жидкие ракетные топлива. Классификация жидких ракетных топлив (ЖРТ) и требования к ним. Физико-химические свойства окислителей и горючих. Основные применяемые топлива и их характеристики. Оценка экологичности ЖРТ и продуктов их сгорания.

Металлосодержащие, гелеобразные и псевдожидкие топлива. Оценка эффективности и экологичности ЖРТ.

картина рабочего процесса в камере ЖРД и ее структурная схема.

Требования к организации смесеобразования в ЖРД, работающих по схеме "жидкость-жидкость", "газ-жидкость", "газ-газ". Теория и расчет структурных и центробежных форсунок жидких компонентов топлива. Особенности расчета двухкомпонентных жидкостных центробежных форсунок с внешним и внутренним смешением. Расчет форсунок с учетом вязкости компонентов. Спектр распыла и распределение расходонапряженности форсунок.

Распыливание и смешение компонентов топлива смесительными 2.2. головками камеры сгорания. Движение, вторичное дробление, прогрев и испарение капель в среде продуктов сгорания. Особенности массообмена между фазами. Турбулентное перемешивание газов в камере сгорания. Воспламенение и горение. Диффузионное гомогенное, гетерогенное и квазигетерогенное горение. Механизм горения в камере сгорания ЖРД и построение математической модели горения. Оценка совершенства процессов в камере сгорания.

Обобщенные характеристики процессов. Выбор и расчет объема и относительной площади камеры сгорания.

Тепловое состояние и защита стенок камеры ЖРД. Основные 2.2. способы защиты стенок камеры ЖРД. Особенности теплоотдачи от продуктов сгорания к стенкам камеры сгорания и сопла. Наружное проточное регенеративное охлаждение. Охлаждающие свойства различных компонентов топлива. Наружное радиационное охлаждение и его расчет. Внутреннее охлаждение. теплоизоляционная защита и комбинированные способы защиты стенок. Физические основы и методы расчета наружного и внутреннего охлаждений.

Особенности расчета тепловых потоков в стенку при завесном и транспирационном охлаждении. Оценка потерь удельного импульса тяги в связи с организацией защиты стенок камеры.

Неустойчивость рабочего процесса в ЖРД. Неустойчивый режим 2.2. работы ЖРД и классификация типов неустойчивости. Физические основы возникновения низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных колебаний параметров рабочего тела в объеме камеры сгорания или газогенератора. Теория низкочастотной неустойчивости и методы ее подавления. Среднечастотная неустойчивость. Высокочастотная неустойчивость и ее подавление изменением характеристик смесеобразования, изменением акустических свойств камеры сгорания и акустическими демпферами.

Методы оценки устойчивости рабочего процесса при испытании ЖРД.

Теория турбонасосной системы подачи топлива и ее элементов.

2.2. Турбонасосная система подачи компонентов, Классификация схем и типов ее агрегатов. Принципиальные схемы турбонасосного агрегата (ТНА). Общая теория лопаточных машин. Теория центробежного и шнекового насосов. Кавитация и борьба с ней в насосах. Теория ступени турбины. Многоступенчатые турбины. Расчет основных параметров турбин и насосов ТНА. Совместная работа насосов с турбиной. Факторы, определяющие экономичность ТНА. Оценка потерь в насосах, турбинах и магистралях. Пути повышения экономичности ТНА. Оптимизация параметров ТНА.

Динамические процессы и регулирование ЖРД. ЖРД как 2.2. объект регулирования и его особенности. Основные требования к системе регулирования ЖРД. Устойчивость и точность системы регулирования. Взаимосвязь процессов в двигателе и динамические характеристики двигателя. Принципы расчета динамических характеристик двигателя. Запуск двигателя. Особенности процессов в элементах двигателя при запуске. Останов ЖРД И переходные процессы при этом. Импульс последействия и пути его уменьшения.

Жидкостные ракетные двигатели малой тяги. Назначение, особенности и классификация ЖРДМТ. Режимы работы ЖРДМТ.

Диаграмма работы и основные динамические параметры. Расходный комплекс и удельный импульс на импульсном режиме работы.

Двухкомпонентные ЖРДМТ. Особенности рабочих процессов и тепловой защиты. Характеристики ЖРДМТ. Однокомпонентные ЖРДМТ. Особенности проектирования ЖРДМТ.

2.2.10 Основные тенденции и перспективы развития ЖРД. Разработка, освоение и внедрение новых, более энергетически эффективных и экологически чистых топлив. Металлосодержащие топлива.

Перспективы применения легких металлов в качестве горючих.

Оптимизация основных режимных и конструктивных параметров двигателя, его схемы. Совершенствование параметрической оптимизации. Повышение конструктивного совершенства двигателя, надежности, ресурса. Разработка ЖРД многоразового применения и многократного включения. Совершенствование методов теории и моделирования. Разработка, внедрение и совершенствование САПР Теория ракетных двигателей на твердом топливе 2. Общие сведения и твердые ракетные топлива. Состав, схемы, устройство и отличительные особенности РДТТ. Классификация РДТТ. Заряды в РДТТ, их типы и формы. Система управления вектором тяги, Основные принципы создания управляющих моментов Требования к твердым ракетным топливам. Двухосновные ТРТ, их состав и характеристики. Смесевые ТРТ. Состав и характеристики смесевых топлив. Влияние плотности топлива и плотности заряжения камеры сгорания на идеальную скорость ракеты.

Теория стационарного горения твердых ракетных топлив.

Механизмы горения двухосновного и смесевого топлив.

Шлакообразование и агломирация при горении металлосодержащих смесевых топлив. Скорость горения ТРТ как основной проектный параметр. Зависимость скорости горения топлива от давления и начальной температуры. Горение ТРТ в условиях обдува горящей поверхности продуктами сгорания. Эрозионное горение, скорость эрозионного горения. Влияние на скорость горения напряженного состояния заряда, размера частиц окислителя, технологии изготовления заряда. Горение заряда в условиях полетных перегрузок.

Методы регулирования скорости горения.

Газотермодинамика процессов в камере сгорания РДТТ.

2.3. Математическая модель пространственного движения продуктов сгорания в камере двигателя в общем случае. Модель квазиодномерного движения продуктов сгорания для нестационарного и квазистационарного режимов. Использование газодинамических функций. Расчет движения продуктов сгорания при различных формах заряда и в предсопловом объеме камеры. Геометрия выгорания заряда.

Нестационарные режимы работы РДТТ. Предельные явления при 2.3. горении ТРТ. Процесс воспламенения основного заряда ТРТ. Выбор типа и массы заряда воспламенительного устройства. Методы определения массы воспламенения. Расчет изменения давления в камере при запуске двигателя. Нульмерная и одномерная математические модели для определения изменения давления и температуры рабочего тела в камере РДТТ. Горение твердых ракетных топлив в нестационарных условиях. Изменение давления в камере после полного выгорания заряда в ТРТ. Влияние уноса массы в районе критического сечения сопла на рабочий процесс РДТТ.

Программированное регулирование внутрибаллистических параметров.

Разброс параметров и регулирование РДТТ. Статические 2.3. характеристики РДТТ. Разброс баллистических параметров РДТТ.

Причины отклонения параметров от номинального значения и их анализ. Способы уменьшения разброса баллистических параметров, использование методов математического моделирования. Способы регулирования величины тяги двигателя в предстартовых и полетных условиях. Устройства для изменения направления вектора тяги РДТТ и их анализ. Отсечка тяги. Пути создания РДТТ с многократным включением.

2.3. неустойчивости. Механизмы возникновения неустойчивого горения.

Низкочастотная неустойчивость. Влияние на низкочастотные колебания давления и приведенной длины камеры. Особенности высокочастотной неустойчивости в РДТТ. Акустическая проводимость поверхности горения заряда ТРТ. Способы подавления неустойчивости в РДТТ.

Тепловое состояние элементов РДТТ и их защита. Сопряженный 2.3. тепло-массообмен в РДТТ. Теплоотдача к элементам конструкции РДТТ. Особенности теплообмена при двухфазном течении продуктов сгорания ТРТ. Характерные области расчета. Основные способы тепловой защиты элементов конструкции: радиационное, внутреннее, емкостное, абляционное охлаждения и теплоизоляционные покрытия.

Комбинированные системы защиты. Оценка последствий уноса массы. Защита элементов двигателя от химического и механического воздействия потоков продуктов сгорания.

Перспективы развития РДТТ. Разработка и освоение новых высокоэффективных и экологически чистых твердых ракетных топлив. Применение новых конструкционных материалов, освоение композиционных материалов. Совершенствование конструкции двигателей. Разработка двигателей с раздельным зарядом, регулированием тяги, многократного запуска и многоразового математического моделирования. Разработка и использование гибридных экспертных САПР РДТТ.

2.5 Электрические ракетные двигатели Электроракетные двигательные установки и электрические ракетные двигатели космических аппаратов. Способы ускорения рабочего тела в ЭРД.

Классификация ЭРД. Схемы, принцип действия и устройство теплообменных и электродуговых ЭРД. Электростатические ракетные двигатели, их классификация. Ионный ракетный двигатель, его схема и принцип действия.

Электромагнитные ракетные двигатели, их классификация и особенности.

Электромагнитный ракетный двигатель с линейным Е х Н ускорителем.

Торцовый электромагнитный двигатель с собственным магнитным полем и принцип его работы. Импульсные электромагнитные двигатели. Рельсотрон эрозионного типа. Рабочие тела ЭРД и их параметры. Виды дуговых разрядов и их особенности. Плазма и ее взаимодействие с твердым телом.

2.6 Ядерные ракетные двигатели Ядерные источники энергии. Общие сведения об ЯРД и ядерные топлива.

Тепловыделяющие элементы. Теплофизический расчет и распределение тепла в ядерном реакторе. Охлаждение ТВЭЛов и особенности теплообмена в каналах. Диффузия и замедление нейтронов. Схема, принцип действия и устройство ЯРД деления с твердой активной зоной. Ядерный ракетный двигатель с газовой активной зоной. Гипотетический термоядерный ракетный двигатель и проблемы его создания. Системы управления и защиты в ЯРД. Испытания ЯРД и обеспечение радиационной безопасности.

Теория и расчет энергетических установок космических аппаратов 2. Общие сведения об энергетических системах КА. Источник массы и энергии на борту КА. Энергетическая система космического аппарата. Назначение, состав, иерархическая структура и принципиальная схема энергетических систем КА. Классификация и условия эксплуатации энергетических систем КА. Первичные внешние и бортовые источники массы и энергии для КА и их характеристика. Направления трансформации используемых и перспективных первичных видов энергии и требуемые на борту виды энергии. Энергетические установки КА. Назначение, состав, общая принципиальная схема ЭУ КА. Двигательные установки КА и их классификация.

Основные закономерности преобразования энергии в 2.7. энергетических установках КА. Методы непосредственного преобразования энергии. Характерный вид электрических цепей непосредственного преобразования энергии. Потенциальные барьеры на границе контакта проводников с различным типом проводимости.

Динамическое равновесие токов разнородных носителей у потенциальных барьеров для разомкнутой и замкнутой электрических цепей. Идеальный и реальный циклы непосредственного преобразования энергии в Т-S координатах и их анализ. Методы прямого преобразования энергии. Машинные методы преобразования энергии. Характерные схемы и термодинамические циклы машинных методов и их анализ.

2.7. преобразователями. Фотоэлектрическое преобразование энергии.

Явления внутреннего фотоэффекта и фотопроводимости. Схема возникновения фотоэлектродвижущей силы. Устройство и принцип работы фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). Работа ФЭП под нагрузкой. Вольтамперные характеристики, мощность и КПД ФЭП.

Энергетические установки с солнечными батареями. Панели солнечных батарей. Механизмы их развертывания, фиксации и ориентации на Солнце. Факторы, снижающие КПД ФЭП и их анализ.

Пути совершенствования ЭУ с ФЭП. Деградация ФЭП от космической радиации и пути ее снижения.

2.7. преобразованием. Термоэлектрическое преобразование энергии.

Устройство термоэлектрических преобразователей (ТЭлП). Принцип работы и характеристики ТЭлП. Возможные схемы расположения ТЭлП в модуле термоэлектрического генератора. Радиоизотопная энергетическая установка с ТЭлП. Энергетическая установка с ядерным реактором деления. Радиационная защита членов экипажа и элементов КА.

2.7. преобразователями. Сущность электрохимического преобразования энергии. Схема и принцип действия электрохимического преобразователя (ЭХП) на примере водородно-кислородного топливного элемента. Классификация ЭХП. Гальванические элементы и аккумуляторы. Устройство и основные характеристики топливных элементов. Энергетические установки с ЭХП.

2.7. преобразователями. Принцип термоэмиссионного преобразования энергии. Схема простейшего термоэмиссионного преобразователя (ТЭП) и его принцип действия. Классификация ТЭП. Режимы работы реальных ТЭП. Энергетическая установка на ядерном реакторе деления с твердой активной зоной. Устройство и принцип работы электрогенерирующего канала. Энергетическая установка с ТЭП на радиоизотопном источнике тепла или от Солнца.

ТЕОРИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

3.1 Идеальные циклы тепловых машин (Карно, Отто, Дизель, Тринклер).

Отличия свойств реального и идеального рабочих тел поршневых двигателей. Термический кпд цикла с подводом тепла при постоянном объеме. Влияние степени сжатия на термический кпд и максимальное давление в цикле. Отличия рабочего цикла поршневого двигателя от идеального термодинамического цикла. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя с наполнением из атмосферы и с искровым зажиганием. Индикаторная диаграмма четырехтактного поршневого двигателя с наддувом и с искровым зажиганием.

Индикаторная диаграмма двухтактного поршневого двигателя.

3.2 Периоды газообмена и показатели качества этого процесса в четырехтактном поршневом двигателе. Процесс наполнения цилиндра рабочим телом. Коэффициент наполнения (понятие и вывод расчетной формулы). Его предельное значение. Влияние на процесс наполнения цилиндра рабочим телом гидравлического сопротивления впускной системы двигателя и наличия в цилиндре остаточных газов. Влияние на коэффициент наполнения рода применяемого топлива и наддува двигателя. Влияние на коэффициент наполнения степени сжатия, температуры воздуха на входе в двигатель и частоты вращения 3.3 Процесс сжатия в реальном поршневом двигателе. Особенности его 3.4 Горючее и окислитель, применяемые в поршневых двигателях. Расчет их соотношения в топливо-воздушной смеси. Принципы классификации распыливающих устройств. Смесеобразование в двигателях с искровым зажиганием. Смесеобразование в дизельных 3.5 Требования к организации процесса горения в поршневых двигателях.

Механизм окисления углеводородов и образование токсичных компонентов в продуктах сгорания. Теория поверхностного горения.

Теория объемного горения. Влияние различных факторов на турбулентное горение однородной смеси. Нормальное горение.

Влияние режимных и конструктивных факторов на процесс горения топливо-воздушной смеси в поршневых двигателях. Порядок расчета процесса горения при тепловом расчете поршневого двигателя.

Детонационное горение. Факторы, способствующие возникновению 3.6 Процесс расширения рабочего тела в реальном поршневом двигателе.

Особенности его расчета. Процесс выпуска отработавших газов из цилиндра двигателя.

3.7 Индикаторные параметры поршневого двигателя. Влияние на конструктивных параметров двигателя. Влияние на индикаторные параметры факторов, определяющих режим работы двигателя.

3.8 Общие сведения о расчете рабочего процесса поршневого двигателя.

Структура и особенности теплового расчета четырехтактного поршневого двигателя. Структура и особенности теплового расчета двухтактного поршневого двигателя. Задачи и структура термохимического расчета. Основные определяемые величины.

3.9 Механические потери в поршневых двигателях. Способ их оценки и методы экспериментального определения. Зависимость механических потерь от конструктивных и режимных факторов.

Преимущества и недостатки двухтактных поршневых двигателей в сравнении с четырехтактными. Петлевая система газообмена в двухтактных двигателях. Прямоточная система газообмена в двухтактных двигателях. Время-сечение органов газообмена, его изменение по углу поворота коленчатого вала, особенности процесса газообмена в двухтактных поршневых двигателях.

Общие понятия о характеристиках поршневых двигателей.

Методы их получения. Характеристика поршневого двигателя по углу опережения зажигания. Характеристика по составу топливовоздушной смеси. Внешняя и частичные скоростные характеристики поршневого двигателя. Винтовая (дроссельная) характеристика.

Высотная характеристика авиационного поршневого двигателя без Экологические характеристики ДВС. Пути уменьшения влияния вредных веществ (СН, СО, NOx, бензоперена) в выхлопе ДВС на Измерение крутящего момента двигателя. Механические и гидравлические тормоза. Электрические и индукторные тормоза.

Условия устойчивой совместной работы двигателя и тормоза.

Перспективы улучшения энергетической эффективности ДВС.

Применение в ДВС наддува, регенерации тепла, перспективных способов подготовки топливо-воздушной смеси. Использование энергии выхлопных газов в ДВС. Новые кинематические схемы Энергоресурсосберегающие технологии в энергоустановках.

КОНСТРУИРОВАНИЕ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ И ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

4.1 Общие вопросы проектирования ВРД Разновидности типов и конструкций современных ВРД, области их применения, важнейшие технические требования, предъявляемые к авиационным двигателям. Понятие об общей методике проектирования ВРД.

Конструкция и проектирование ВРД 4. Классификация ВРД по их составным частям и назначению.

Конструктивные и силовые схемы ВРД. Основные компрессоры, разновидности их конструкций. Газодинамические и инерционные усилия, действующие на основные части компрессоров. Выбор конструкции роторов и корпусов компрессоров, их проектирование, применяемые материалы. Радиальные зазоры. Центробежные компрессоры, их конструкция и проектирование. Конструкция элементов систем управления компрессором. Конструктивные меры борьбы с вибрацией лопаток. Проблемы, связанные с созданием конструкции вентилятора.

Газовые турбины. Выбор конструктивных схем. Условия работы деталей газовых турбин, действующие на них нагрузки. Конструкция и проектирование роторов и корпусов газовых турбин. Системы Применяемые материалы.

Расположение и конструкция опор роторов ВРД. Требования к конструкции опор. Методы расчета опор на прочность. Выбор смазки опор. Формирование масляной полости. Проектирование проточной Основные камеры сгорания. Назначение и требования к конструкции камер сгорания. Выбор типа камеры сгорания и Конструктивные пути снижения эмиссии. Расчет на прочность элементов камер сгорания. Применяемые материалы.

Форсажные камеры сгорания. Назначение и требования к конструкции. Выбор конструкции форсажной камеры. Статическая и динамическая прочность форсажной камеры. Применяемые Реактивные сопла. Назначение и требования к конструкции.

выбор конструктивной схемы. Конструкция и разновидности механизмов управления реактивными соплами. Реверсы тяги.

Назначение и функции реверсивных устройств, их классификация.

Выбор конструктивной схемы и элементов конструкции реверсивного устройства. Расчеты на прочность элементов конструкций сопел.

Применяемые материалы. Снижение шума реактивной струи.

конструкций. Расчет деталей редукторов на прочность. Применяемые Основные вопросы проектирования общей конструкции двигателя. Модульность конструкций двигателей, система главных разъемов корпусов. Системы охлаждения двигателя, перепуска и отбора воздуха, дренажирования полостей, конструкция систем уплотнений. Системы смазки подшипников роторов, обеспечение надежности работы системы смазки. Проектирование трубопроводов.

Конструкция прямоточных ВРД. Дозвуковые и сверхзвуковые входные устройства прямоточных ВРД. Системы их регулирования.

Реактивные сопла. Особенности конструкций камер сгорания.

Системы и агрегаты подачи топлива в камеры сгорания. Конструкция корпусов и устройств подвески прямоточных ВРД.

Динамика и прочность конструкций 4. Современные методы расчета напряженно-деформированного состояния и колебаний элементов конструкции ВРД. Основные соотоношения теории упругости. Основы метода конечных элементов.

Методы оценки статической прочности рабочих лопаток компрессоров и турбин различных конструкций. Действующие усилия, возникающие напряжения, запасы прочности. Особенности расчета турбинных лопаток. Температурные напряжения, ползучесть материала, малоцикловая прочность.

Методы оценки статической прочности дисков турбин и компрессоров. Запасы прочности. Расчет дисков, находящихся в упруго-пластическом состоянии. Деформация и напряжения изгиба Методы оценки прочности и ползучести высокотемпературных элементов конструкций камер сгорания. Методы повышения прочностной надежности двигателей.

Динамические системы газотурбинных двигателей и их моделирование. Собственные частоты и формы колебаний роторнокорпусных систем двигателя. Причины возникновения вибраций и резонансные явления в динамических системах двигателя.

Моделирование амплитудно-частотных характеристик двигателя.

Колебания рабочих лопаток турбин и компрессоров, методы их расчета. Причины, вызывающие колебания лопаток, резонансные частоты вращения роторов. Пути устранения опасных вибраций Совместные колебания лопаток и дисков на рабочих режимах двигателей. Критические частоты вращения дисков турбин и компрессоров. Методы расчета собственных и резонансных колебаний систем диск-лопатки.

Колебания роторов в форме регулярных и нерегулярных прецессий. Методы расчета собственных форм и частот прецессирования роторов. Критические частоты вращения роторов.

Другие причины возникновения резонансных колебаний роторов.

Способы борьбы с опасными вибрациями роторов. Упругодемпферные опоры роторов, их расчет и проектирование.

Автоколебательные и нестационарные процессы в конструкциях двигателей. Методы оценки усталостной прочности и вибрационной надежности двигателей.

КОНСТРУИРОВАНИЕ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Общие вопросы проектирования 5. Области применения ЖРД, сравнение с другими типами двигателей летательных аппаратов. Классификация ЖРД. Требования, предъявляемые к ЖРД в зависимости от сфер применения.

Пневмогидросхемы (ПГС) ЖРД, общие требования к ПГС, специфические требования к ПГС. Примеры ПГС различных типов Понятие о запуске и выключении ЖРД. Требования к запуску и выключению. Типы запуска и их влияние на схему и конструкцию двигателя и его элементов. Способы зажигания компонентов топлива.

Схемные и конструктивные способы обеспечения надежного запуска и выключения двигателя.

Конструкция и расчет камеры и газогенераторов ЖРД 5. Определение основных размеров камеры и способы профилирования сопла. Силовые схемы камер и газогенераторов.

Конструктивные особенности узла оболочек. Силовые и Конструктивные и технологические особенности различных схем связывания. Конструкция поясов завесы. Применяемые материалы.

проектирования. Применяемые материалы.

Расчет на прочность элементов камеры и газогенератора. Анализ Методы расчета на прочность оболочек камер, находящихся за пределом упругости. Расчет на прочность связей. Определение устойчивочти сопла. Расчет и прочность головки камер.

Системы теплозащиты элементов камеры ЖРД. Характеристика систем теплозащиты. Проточное охлаждение. Радиационное, емкостное, абляционное, завесное и транспирационное охлаждения.

Теплоизоляционные покрытия.

Система подачи компонентов 5. Конструктивные узлы, входящие в ВСПТ. Расчет на прочность элементов ВСПТ. Способы компоновок элементов ВСПТ. Материалы, применяемые в материалах ВСПТ.

Насосные системы подачи топлива (НСПТ). Элементы, входящие в НСПТ. Классификация и основные элементы ТНА. Способы запуска ТНА. Узлы ТНА. Газовые турбины, их типы, составные элементы турбин и насосов. Применяемые материалы для деталей турбин.

Центробежные насосы, их классификация. Элементы насосов, их конструкция. Влияние физико-химических свойств компонентов на конструкцию насоса. Применяемые материалы. Осевые насосы.

Конструкция осевых насосов. Способы разгрузки осевых насосов от Уплотнения в ТНА, их классификация и конструкция. Расчет 5.3. усилий в элементах уплотнений. Области применения тех или иных уплотнений. Материалы контактных пар уплотнений.

Редукторы ТНА, их кинематические схемы и элементы. Способы 5.3. охлаждения деталей редукторов.

Подшипники роторов ТНА. Влияние свойств компонентов на 5.3. конструкцию подшипников. Способы разгрузки опор от осевых сил.

Способы отвода тепла от подшипников.

Расчет на прочность элементов ТНА. Расчет на прочность валов, 5.3. корпусов, диффузоров, дисков, лопаток. Расчет дисков на разрушающие частоты вращения. Силы и моменты, возникающие в лопатках турбин и насосов при работе. Особенности расчета на прочность колес центробежных насосов. Нормы прочности на основные детали ТНА.

Критические частоты вращения роторов. Критическая частота 5.3. вращения вала с диском. Понятие о "жестком" и "гибком" вале. Связь между критической частотой вращения и частотой собственных изгибных колебаний. Критическая частоты вращения весомого вала без дисков. Определение критической частоты вращения и резонансных режимов в однодисковых и многодисковых роторах без учета и с учетом гироскопического момента. Прецессионное движение валов. Критические угловые скорости с учетом трения.

Средства борьбы с критическими частотами вращения.

5.4 Конструкция и расчет агрегатов автоматики и регулирования ЖРД Классификация агрегатов: требования, предъявляемые к 5.4. Топливные клапаны: конструктивные схемы, конструкция, 5.4. особенности проектирования и доводки. Особенности расчета, применяемые материалы.

Регуляторы: требования, предъявляемые к ним. Конструктивные 5.4. схемы. Конструкция основных элементов. Выбор типа и расчет характеристики чувствительных элементов. Расчет расходных элементов. Применяемые материалы.

Пневмоклапаны и вентили. Редукторы и регуляторы постоянства 5.4. давления, классификация и основные требования. Конструктивные схемы, особенности элементов конструкции. Применяемые Ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ) 5. Классификация и области применения РДТТ. Компоновочные схемы ракет с РДТТ и двигателей. Основные оценочные параметры двигателей и требования, предъявляемые к ним.

Конструкция двигателей с вкладным и скрепленным зарядом.

Выбор рабочего давления в камере сгорания. Конструкция зарядов твердого топлива и определение основных параметров.

Способы изготовления заряда. Определение напряжений в заряде при опирании на выступ или решетку; в скрепленном заряде под действием внутреннего давления; учет местных напряжений в заряде Конструкция корпуса двигателя и его элементов. Обечайка двигателя. Возможные конструктивные варианты и способы ее изготовления. Конструкция днищ. Определение напряжений и выбор оптимальной толщины. Способы соединения обечайки с днищем.

нахождение оптимального соединения минимальной массы, удовлетворяющего требованиям технического задания по массе.

Особенности конструкции корпусов РДТТ из стеклопластика и способы нахождения оптимальной толщины стенки, методы расчета корпуса двигателя на прочность и несущую способность.

Конструкция сопловых облаков. Определение размеров конического и профилированного сопла. Конструкция многосопловых блоков для управляемых и неуправляемых ракет.

Термоизоляция камеры сгорания. Расчет толщины изоляции.

Система воспламенения заряда двигателя. Расчет навески Конструкция устройств наиболее распространенных способов управления вектором тяги двигателя: поворотные и качающиеся сопла, дефлекторы, насадки, выдвижные щитки, вдув газа, впрыск жидкости. Узлы отсечки, обнуления и реверса тяги.

КОНСТРУИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

6.1 Задача и общая схема проектирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Организация процесса проектирования.

Классификация. Элементы попредметной и функциональной 6.2 Корпусные детали: фундаментные рамы, станины, стойки, картеры.

6.3 Цилиндры. Детали и функциональные элементы поршневой группы.

6.4 Механизм газораспределения. Расчет и конструкция элементов:

клапанов, седел и направляющий втулок, пружин и механизма привода клапанов. Щелевое и золотниковое газораспределение.

6.5 Впускная и выпускная системы. Фильтры. Впускные и выпускные трубопроводы. Агрегаты наддува: схемы, основные элементы турбокомпрессора и системы регулирования.

6.6 Система топливопитания. Конструкция элементов системы.

Конструкция и расчет карбюраторов. Системы питания с непосредственным впрыском топлива. Система питания дизелей:

конструкция, расчет форсунок и насосов.

6.7 Система смазки ДВС. Схема, конструкция, расчет и проектирование элементов системы. Обзор и анализ конструкций уплотнений.

6.8 Система охлаждения: схемы, элементы, конструкция и 6.9 Особенности конструкции ДВС различного назначения и перспективы развития конструкции ДВС.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ДВИГАТЕЛЕЙ

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ИХ АГРЕГАТОВ

7.1 Современное состояние технологии производства двигателей летательных аппаратов (ЛА) и их агрегатов Работы отечественных ученых в области технологии двигателей и агрегатов:

освоение производства деталей из новых материалов; разработка прогрессивных методов получения заготовок, обработки деталей и сборки;

исследования в области создания новых технологических процессов и изучения их влияния на эксплуатационные свойства изделий; разработка высокопроизводительного оборудования, инструмента; автоматизация технологических процессов, их проектирования и управления.

7.2 Технологичность конструкций двигателей и агрегатов летательных аппаратов Понятие технологичности конструкции двигателя, агрегата, их 7.2. узлов и деталей, технологичность материалов. Основные и вспомогательные показатели технологичности.

Технологичность металлических и неметаллических деталей, 7.2. электрохимической обработке. Обрабатываемость материалов высоконагруженных деталей, работающих при высоких температурах, циклических нагружениях, и методы улучшения их обрабатываемости без снижения эксплуатационных качеств деталей. Технологичность деталей, полученных объемным деформированием и литьем, сварных конструирования деталей из компазиционных материалов, включая Технологическое обеспечение создания новых конструкций 7.2. деталей и узлов двигателей: моноколеса компрессора и турбины;

широкохордной пустотелой лопатки вентилятора с сотовым заполнителем; высокотемпературной лопатки с ориентированной монокристаллической структурой составной и оболочковой конструкции; сварного ротора компрессора.

Теоретические основы технологичности сборки двигателей и 7.2. агрегатов. Обеспечение удобств сборки. Одноразовая сборка.

Модульная конструкция современных двигателей.

7.3 Технологическая подготовка производства двигателей и агрегатов летательных аппаратов Структура технологической подготовки производства новых 7.3. изделий. Единая система технологической подготовки производства.

Совершенствование методов и средств технологической подготовки.

Принципы построения систем автоматизированного проектирования технологической подготовки производства. Технологическая классификация деталей и узлов двигателей и агрегатов, типизация процессов их изготовления.

Современные методы технологического оснащения производства.

7.3. Рациональные методики расчета приспособлений на точность.

Классификация и методы унификации деталей и сборочных единиц специальной технологической оснастки и инструмента.

Переналаживаемые, универсально-сборные приспособления.

Создание специального и специализированного оборудования 7.3. обратимой конструкции. Классификация обрабатываемых поверхностей деталей и типовые схемы рабочих движений оборудования. Агрегирование и унификация автоматизированного оборудования в двигателе- и агрегатостроении.

Теоретические основы создания и применения гибких 7.3. автоматизированных систем. Выбор рациональной степени автоматизации и уровня гибкости в зависимости от серийности производства двигателей и агрегатов.

7.4 Технологические методы обеспечения качества двигателей и агрегатов летательных аппаратов 7.4. эксплуатационных характеристик двигателей и агрегатов с учетом специфических условий работы их деталей, испытывающих воздействие высоких температур, большие статические и переменные напряжения, и особенности конструкции: сложная форма деталей, малая жесткость, широкое применение труднообрабатываемых материалов (тугоплавких, жаропрочных и титановых сплавов, высоколегированных сталей, компазиционных материалов).

Особенности применения стандартной схемы показателей 7.4. качества продукции в технологии двигателей и агрегатов ЛА.

Формирование выходных параметров качества изделий в процессах получения заготовок, обработки деталей и сборки. Роль физикомеханического состояния поверхостного слоя и микрогеометрии поверхностей деталей в обеспечении прочности, коррозионной стойкости, теплоотдачи и коэффициентов полезного действия.

Физические методы исследования и контроля структуры материала деталей и остаточного напряженного состояния, а также структуры поверхостного слоя деталей сложной формы после изготовления, в процессе воздействия высоких температур и напряжений.

Особенности и области применения деформа ционного упрочнения поерхостного слоя в опасных зонах деталей двигателя.

Технологическая наследственность при регламентации качества поверхостного слоя.

Обобщенное понятие о точности изготовления изделий с 7.4. заданными параметрами (геометрическими, физическими и химическими). Современные методы анализа и прогнозирования точности обработки и сборки двигателей и агрегатов. Стабильность технологических процессов и пути ее повышения. Контроль и регламентация технологических остаточных напряжения для сохранения заданной точности в процессе эксплуатации в условиях высоких температур и виброперегрузок.

Технологические способы обоснования прочности и надежности 7.4. охлаждения высокотемпературных элементов двигателя, изготовляемых из литых, штампованных, свариваемых, паяных заготовок и заготовок, полученных методами порошковой металлургии, использование защитных покрытий.

Контроль и регламентация пористости двигателей с охлаждением 7.4. продувкой пор или выпотеванием. Тепловые методы контроля высокотемпературных деталей. Технологические испытания прочности и надежности деталей и сборных единиц двигателя и агрегатов. Методы контроля и обеспечение надежности тепловых систем двигателя после изготовления.

7.5 Прогрессивные методы изготовления деталей двигателей и агрегатов летательных аппаратов Научные основы малоотходной и безотходной технологии 7.5. изготовления рациональных заготовок деталей двигателей и агрегатов с применением новых способов формообразования, обеспечивающих повышение КИМ, улучшение механических свойств изделий и повышение уровня механизации производства.

Особенности литья точных заготовок деталей двигателей и 7.5. агрегатов из специальных сталей, жаропрочных, титановых, алюминиевых, магниевых, медных и других сплавов. Прогрессивные технологические процессы литья и используемое оборудование:

методы направленной кристаллизации, применение вакуумного высасывания и другие.

7.5. производстве заготовок деталей и характеристика их технологических возможностей. Последовательное формообразование деталей двигателей и перспективы их применения при обработке высокопрочных сплавов. Анализ процессов обработки металлов давлением в режиме сверхпластичности, в изотермичесикх условиях, высокосокорстная штамповка, горячее и холодное вальцевание, периодическая прокатка и другие. Особенности формообразования тонкостенных оболочек двигателей. Изготовление тонкостенных деталей импульсными методами формообразования и ротационным выдавливанием. Раскрой листовых материалов с помощью ЭВМ.

Значение сварки и пайки в производстве двигателей ЛА. Виды 7.5. сварных и паяных соединений. Классификация методов сварки и пайки. Металлургические процессы при термических методах сварки.

Основы теории тепловых процессов при сварке. Влияние сварочного процесса на свойства материалов.

Технологические процессы термической, химико-термической, 7.5. термомеханической обработки деталей и их характеристика.

Технологическое оборудование и средства контроля.

Основные проблеммы повышения эффективности обработки ре 7.5. занием. Современные методы теоретического расчета и экспериментальной оценки полей деформации, напряжений и температур в зоне резания, влияние на них условий обработки и свойств материалов. Механизм образования остаточных напряжений и наклепа при резании. Обрабатываемость резанием высокопрочных и тугоплавких материалов. Точение, сверление, фрезирование, нарезание резьбы, протягивание и шлифовка жаропрочных и титановых сплавов. Современные инструментальные материалы.

Научные основы технологических процессов поверхостного 7.5. упрочнения деталей. Характеристика процессов. Технологическое оборудование и средства контроля.

Классификация защитных покрытий по их назначению. Виды 7.5. технологических процессов нанесения покрытий их характеристика.

Технологическое оборудование, контроль качества покрытий.

Основные закономерности электроэрозионной обработки (ЭЭО).

7.5. Область применения ЭЭО деталей двигателей. Анализ методов и кинематических схем ЭЭО. Электрохимическая и химическая обработка деталей сложной формы из труднообрабатываемых материалов. Системы автоматического регулирования ЭХО в проточном электролите. Пути повышения точности и снижения энергоемкости ЭХО.

7.5.10 Размерная ультрозвуковая обработка деталей двигателей из хрупких материалов. Механизм процессов. Методы повышения производительности и точности обработки. Ультрозвуковая интенсификация процессов резания труднообрабатываемых материалов.

7.5.11 Технологическое применение светолучевых и электроннолучевых методов обработки деталей. Технологическое оборудование и средство контроля.

7.5.12 Методы изготовления деталей из интерметаллидов, керамики, композиционных материалов с металлической и неметаллической матрицей, армированных волокнами, лентами и т.д.

7.6 Технология сборки двигателей и агрегатов летательных аппаратов и их узлов Принципы разработки технологических процессов сборки 7.6. изделий с учетом обеспечения их надежности. Особенности сборки технологической кибернетики к проектированию операций сборки.

Прогрессивные методы сборки. Поточная сборка двигателей.

7.6. Одноразовая сборка, принципы и особенности.

Методы расчета сборочных плоских и векторных цепей, а также 7.6. взаимосвязанных неоднородных сборочных погрешностей. Методы достижения заданной точности и контроль качества сборочных Теоретические основы балансировки: критические и резонансные 7.6. частоты вращения роторов: виброперегрузки, влияние динамических свойств системы ротор-опоры на резонансные режимы и балансировку. Экспериментально-расчетные методы определения эксцентриситетов межопорных, консольных и двухконсольных роторов. Применение ЭВМ для выбора метода и проектирования технологического процесса балансировки.

Современные типы сборочных соединений и методы их 7.6. осуществления. Особенности сборки составных частей в общей сборки двигателей ЛА, в том числе модульной конструкции.

Характерные особенности процессов переработки и дефектации изделий в результате их испытаний.

7.7 Технологический контроль и испытания двигателей и агрегатов летательных аппаратов Автоматизация технологических процессов контроля и 7.7. испытаний двигателей и агрегатов (ГАПС) на испытательных технологическими процессами (АСУ ТП), испытаниями двигателей и агрегатов. Система автоматизации научного эксперимента (САНЭ) испытаний двигателей и агрегатов. Технические и программные средства для построения ГАПС, АСУ ТП, САНЭ. Системы автоматического регулирования технологических параметров процессов испытаний двигателей и агрегатов. Автоматизация программирования задач АСУ ТП испытаний. Автоматизация проектирования технических средств АСУ ТП. Автоматические регуляторы, измерительные подсистемы и устройства контроля.

Цифровые системы регулирования параметров испытаний.

7.7. полноразмерных двигателей. Стенды для испытания систем, агрегатов и узлов деталей. Стенды для контроля гидравлических сопротивлений узлов и деталей и агрегатов. Испытания агрегатов и систем управления ЛА и двигателей. Совмещенные испытания двигателей.

Механизация испытаний. Монтажные переходные рамы.

7.7. Комплексная автоматизация испытаний. Оптимальная отладка Диагностика состояния двигателей по газодинамическим 7.7. параметрам. Применение математических моделей двигателей.

Метрологическое обеспечение контроля и испытаний двигателей, 7.7. их узлов и агрегатов. Методы и средства технологического контроля и метрологического обеспечения при производстве двигателей и агрегатов ЛА. Обработка результатов испытаний. Контроль геометрических параметров, качества поверхностей. Неразрушающий контроль деталей, узлов и соединений. Контроль функциональных характеристик (расход, обороты, вибрация, температура, вес, усилие, давление, момент, перемещение). Испытания агрегатов и узлов при моделировании условий их эксплуатации.

Динамические моделирующие стенды для испытаний агрегатов 7.7. систем автоматического регулирования двигателей. Цифровые, цифро-аналоговые и аналоговые модели двигателей агрегатов.

Моделирование условий полета и динамических характеристик систем управления двигателей.

Теоретические основы, технологические метода и оборудование 7.7. для проведения эквивалентных, ускоренных и форсированных испытаний двигателей и агрегатов. Критерии эквивалентности режимов и процессов. Влияние погрешностей регулирования технологических параметров на достоверность оценки ресурса двигателей и агрегатов. Автоматизация ускоренных испытаний.

Применение ЭВМ для повышения точности ускоренных испытаний.

Диагностика технического состояния двигателей, систе, узлов двигателей и агрегатов при проведении ускоренных эквивалентных испытаний. Эффективность автоматизированных испытаний.

7.8 Перспективные методы проектирования технологических процессов изготовления двигателей и агрегатов летательных аппаратов 7.8. автоматизированного проектирования технологических процессов изготовления двигателей и агрегатов.

Формализованное описание геометрической и технологической 7.8. информации. Информационные языки. Машинное проектирование индивидуальных заготовок для группы деталей. Автоматизация формирования технологического маршрута на основе методов типизации иногошагового синтеза. Основы формирования технологических процессов изготовления и –сборки изделий при использовании непосредственного управления от ЭВМ.

Гибкие автоматизированные производственные системы.

7.8. Принципы управления ГАПС. Промышленные работы в заготовительном, обрабатывающем и сборочном производствах.

7.9 Проблемы механизации и автоматизации технологических процессов производства двигателей и агрегатов летательных аппаратов Технологический процесс производства двигателей и агрегатов 7.9. как объект автоматизации. Основные этапы автоматизации производственных процессов. Роль автоматизации в решении задач повышения качества производства двигателей и агрегатов ЛА и эффективности их производства.

7.9. технологическими процессами изготовления дисков, лопаток, валов, корпусов, шестерен, кольцевых и мелких деталей. Системы программного управления. методы ручного и автоматизированного программирования в двигателе- и агрегатостроении. Индивидуальное и групповое управление технологическими процессами от ЭВМ.

Системы с самонастройкой.

7.9. автоматизированного оборудования, приспособленного к условиям серийного и опытного производства двигателей и агрегатов. Критерии выбора методов и режимов обработки деталей на автоматах.

Механизация транспортировки и позиционирования деталей, 7.9. приспособлений, обрабатывающего и измерительного инструмента на автоматизированном оборудовании. Классификация деталей с точки зрения выбора способов автоматической фиксации в пространстве.

Расчет и проектирование загрузочных устройств, манипуляторов и роботов, а также систем их управления.

Принципы выбора видов обрабатывающего оборудования с ЧПУ:

7.9. обрабатывающие центры, гибкие производственные модули, гибкие производственные комплексы.

Автоматизация изготовления деталей из композиционных 7.9. материалов различных типов.

7.10 Экономическая эффективность технологических процессов производства двигателей и агрегатов двигателей летательных аппаратов 7.10.1 Основные направления технологического прогресса технологии производства двигателей и агрегатов. Повышение уровня механизации и автоматизации. Интенсификация действующих технологических процессов.

7.10.2 Определение экономической эффективности вариантов изготовления основных деталей двигателей и агрегатов.

Необходимость и содержание комплексного анализа сопоставляемых способов и средств производства (ССП). Возможности выбора ССП на основании анализа технической и организационной целесообразности.

Качественный и количественный анализ экономической эффективности способов и средств изготовления деталей. Показатели экономической эффективности вариантов и их определение.

Снижение трудоемкости продукции и рост производительности труда как показатели экономической эффективности. Другие показатели экономической эффективности технологии изготовления деталей.

Технологическая себестоимость изготовления и экономический анализ вариантов технологических процессов изготовления деталей.

Список рекомендованной литературы для подготовки к экзамену

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Основы теории, расчета и проектирования воздушно-реактивных двигателей [Электронный ресурс] : [учеб. для вузов по специальностям 160301 "Авиац. двигатели и энергет. установки", 160302 "Ракет.

двигатели" и 160304 "Авиац. и ракет.-косм. теплотехника" направления подгот. дипломир. специалистов 160300 "Двигатели летат. аппаратов" ] / А. Н. Белоусов, С. К. Бочкарев, В. А. Григорьев, В. С. Кузьмичев, В. М. Радько ; [Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П.

Королева (Нац. исслед. ун-т)]. - Электрон. текстовые дан. - М. :

Машиностроение, 2011. - 1 эл. опт.диск (CD-RW). - (Для вузов) Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 1.

2. Радько, В. М. Теория и расчет авиационных лопаточных машин [Электронный ресурс] : разраб. электрон.рук. к дистанц. курсу / В. М.

Радько, С. К. Бочкарев ; Федер. агентство по образованию, Самар. гос.

аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева, Нац. исслед. ун-т. Электрон.текстовые дан. - Самара, 2009. - 1 эл. опт.диск (CD-RW).

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 1.

3. Проектирование авиационных газотурбинных двигателей / [В. П.

Данильченко [и др.] ; Самар. науч. центр РАН. - Самара : Изд-во СНЦ Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 21.

4. Егорычев, В. С. Расчет и проектирование смесеобразования в [учеб.пособие] / В. С. Егорычев ; М-во образования и науки РФ, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). Электрон.текстовые дан. - Самара : Изд-во СГАУ, 2011. - 1 эл.

опт.диск (CD-ROM) Экземпляров в НТБ СГАУ всего:5.

5. Егорычев, В. С. Расчет и проектирование смесеобразования в жидкостном ракетном двигателе : [учеб. пособие] / В. С. Егорычев ; Мво образования и науки Рос. Федерации, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им.

С. П. Королева (Нац. исслед. ун-т). - Самара : Изд-во СГАУ, 2011. - Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 40.

6. Белоусов, А.Н. Сборник задач, упражнений и вопросов по курсу "Теория и расчет лопаточных машин": учеб.пособие / А.Н. Белоусов, Н.Ф. Мусаткин, В.М. Радько, В.Н. Матвеев – М.: Машиностроение, 2009. – 238 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 81.

7. Егорычев, В. С. Термодинамический расчет и проектирование камер ЖРД : [учеб.пособие] / В. С. Егорычев, В. С. Кондрусев ; Федер.

агентство по образованию, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П.

Королева. - Самара : Изд-во СГАУ, 2009. - 107 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 10.

8. Проектирование средств выведения космических аппаратов :

[учеб.пособие для вузов РФ по специальностям "Ракетостроение" и 160802 "Косм. летат. аппараты и разгон. блоки"] / В. К. Сердюк ; под ред. А. А. Медведева. - М. : Машиностроение :

Машиностроение - Полет, 2009. - 503 с Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 5.

9. Испытания авиационных двигателей : [учеб.для вузов по специальности "Авиац. двигатели и энергет. установки" направления подгот. дипломир. специалистов "Двигатели летат. аппаратов"] / В. А.

Григорьев [и др.] ; под общ. ред. В. А. Григорьева, А. С. Гишварова. М. : Машиностроение, 2009. - 502 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 101.

10.Технология машиностроения [Текст] : [учеб.для сред. проф.

образования по группе специальностей "Машиностроение" / В. В.

Клепиков, А. Н. Бодров. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : ФОРУМ, 2008. с Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 2.

11.Технология производства авиационных двигателей [Текст] :

монография / Богуслаев В. А., Качан А. Я., Мозговой В. Ф., Кореневский Е. Я. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Запорожье : Мотор Сич, 2010 - Ч. 1 : Основы технологии авиадвигателестроения. - 2010. - 416 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 1.

12.Технология производства авиационных двигателей [Текст] :

монография / Богуслаев В. А., Качан А. Я., Мозговой В. Ф., Кореневский Е. Я. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Запорожье : Мотор Сич, 2010 -.Ч. 2 : Основы проектирования технологических процессов обработки деталей и методы исследования в технологии авиадвигателестроения. - 2010. - 429 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 1.

13.Технология производства авиационных двигателей [Текст] : учеб.для вузов / Богуслаев В. А., Качан А. Я., Долматов А. И., Кореневский Е.

Я., Мозговой В. Ф. ; под общ. ред. В. А. Богуслаева. - Запорожье :

Мотор Сич, 2009 -.Ч. 4 : Сборка авиационных двигателей. - 2009. - Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 1.

14.Технология производства жидкостных ракетных двигателей [Текст] :

[учеб.для вузов по направлению "Двигатели летат. аппаратов", специальности "Ракет. двигатели"] / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В.

А. Колмыков, А. С. Филимонов ; под ред. В. А. Моисеева, В. А.

Тарасова. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. - 379 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 1.

15.Российская энциклопедия CALS. Авиационно-космическое машиностроение [Текст] / [гл. ред. А. Г. Братухин]. - М. : НИЦ АСК, 2008. - 607 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 5.

16.Толстоногов, Арлен Петрович. Системы охлаждения поршневых двигателей внутреннего сгорания [Текст] : [учеб.пособие] / А. П.

Толстоногов, И. В. Коломин ; Федер. агентство по образованию, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева. - 2-е изд., перераб. и доп. - Самара : Изд-во СГАУ, 2009. - 167 с.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 10.

17.Конструирование основных узлов и систем авиационных двигателей и энергетических установок [Электронный ресурс] : электрон. учеб.

пособие / С. В. Фалалеев, Н. И. Старцев, Д. К. Новиков ; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. унт). - Электрон. текстовые дан. (1 файл: 11,4 Мбайт). - Самара : [б. и.], 2011. - on-line. - Загл. с титул. экрана. - 0. Экземпляров НТБ СГАУ НТБ СГАУ всего: 1.

18.Формирование параметрических 3D-моделей (геометрических моделей) деталей аэрокосмической техники в среде программы ADEM [Электронный ресурс] : учеб. пособие / М-во образования и науки РФ, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (Нац. исслед. ун-т) ;

сост. В. Н. Гаврилов, В. И. Иващенко, С. С. Комаровская [и др.]. Электрон. дан. (1 файл : 1,86 Мбайт). - Самара : Изд-во СГАУ, 2010. on-line.

Экземпляров в НТБ СГАУ всего: 19.Формирование параметрических 3D-моделей (геометрических моделей) деталей аэрокосмической техники в среде программы ADEM : учеб. пособие / М-во образования и науки РФ, Самар. гос. аэрокосм.