Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Прочность летательных аппаратов

Диссертационная работа:

Павлов Виталий Владимирович. Дисковое крыло самолета вертикального взлета и посадки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.07.03, 05.07.02 / Павлов Виталий Владимирович; [Место защиты: Казан. гос. техн. ун-т им. А.Н. Туполева].- Казань, 2010.- 130 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2322

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность. В работе излагаются исследования предложенного автором вращающегося дискового крыла, из которого на взлете и при посадке выдвигаются лопасти, для создания преобразуемых летательных аппаратов, соединяющих возможности самолета и вертолета. Эти аппараты существуют порознь, выполняя разные задачи и практически не замещая друг друга, хотя в этом есть необходимость там, где нет бетонных взлетно-посадочных полос и грузы не могут быть доставлены самолетами сразу к месту назначения, а перегружаются в больших аэропортах с грузоподъемных самолетов на многие вертолеты, которые имеют малые грузоподъемность, скорость и дальность полета. Часто ограниченная дальность требует дополнительных заправок и не позволяет достичь отдаленных районов Сибири, Арктики, Антарктики и Океании. Для самолета дополнительные заправки представляют собой непреодолимые трудности, для самолета вертикального взлета и посадки дополнительные посадки без аэродромов - штатная операция.

Особенно актуально повышение дальности и грузоподъемности там, где нужно доставить в собранном виде турбину, газоперекачивающую станцию или реактор в места, где нет взлетно-посадочных полос. Как правило, это грузы в 100-200 тонн, а у вертолета максимальная грузоподъемность менее 30 тонн.

В такой ситуации конструкторы, проектирующие системы посадки космических аппаратов, даже и не помышляют о приземлении тяжелых ступеней ракет или воздушно-космических самолетов на лопастных средствах. В нашем же случае такие посадки реальны.

Считается непреодолимым ограничение эксплуатации вертолетов по скорости набегающего потока (ветра) при раскрутке и торможении винта, когда лопасти перед их остановом или в начале вращения имеют малые инерционные силы и изогнуты силами тяжести, то есть имеют большой «стояночный свес». Эффективная изгибная жесткость лопастей падает и большие прогибы, и закручивание приводят к их разрушению набегающим потоком. Для корабельных вертолетов этот поток складывается из скорости хода корабля, скорости ветра и влияния волнения моря. Дисковое крыло раскручивается перед взлетом, когда лопасти еще не выпущены и при посадке они уже имеют большие растягивающие инерционные силы и, следовательно, большую эффективную изгибную жесткость, позволяющую при выпуске преодолеть любые воздушные потоки.

Такая возможность преобразования летательного аппарата с дисковым крылом, не зависящего от погодных условий, позволит создать авианосцы с вертикально-взлетающими истребителями на борту, способными обороняться от любых самолетов противника, и атаковать вражеские корабли, когда по погодным условиям самолеты с них взлетать не могут.

Дисковое крыло малого удлинения с чечевицеобразным или шестиугольным профилем может быть хорошим сверхзвуковым крылом.

Очень перспективным направлением в современной авиации является создание дистанционно-пилотируемых самолетов военного назначения, взлет и посадка которых в полевых условиях невозможна. Для взлета используется специальное стартовое устройство, которое необходимо перевозить в район военных действий, а возможность посадки практически исключена. Здесь, как нигде, необходим самолет вертикального взлета и посадки.

Цель работы. Диссертация посвящена задаче создания нового принципа полета:

на вращающемся дисковом крыле, из которого на взлете и при посадке выдвигаются лопасти вертолетного типа, превращая летательный аппарат в самолет вертикального взлета и посадки (СВВП);

на дисковом крыле, из которого на большой скорости после его останова выдвигаются небольшие консоли крыла большого удлинения для полета с большим аэродинамическим качеством;

созданию основ проектирования и конструирования самолетов и средств посадки космических аппаратов с дисковым крылом;

построению теории балансировки СВВП на режиме висения, горизонтального полета на несущем винте с дополнительной горизонтальной тягой и полета на дисковом крыле с выдвинутыми консолями;

на лопастях эластичных и жестких, навешенных на двухопорных торсионах;

с реактивным вращением дискового крыла и вращением от вала несущего винта;

и доведения его до уровня, позволяющего начать проектирование и конструирование одного из типов летательных аппаратов с дисковым крылом.

Научная новизна. В диссертации предлагаются: новый принцип создания самолетов вертикального взлета и посадки; основы их проектирования и конструирования; технология полета; способ повышения аэродинамического качества дискового крыла; математические модели балансировки дисколета, а также двухопорного торсиона, как составной части модели аэроупругого расчета несущего винта с бесшарнирной втулкой; а также результаты численных исследований летных характеристик дисколета на установившихся режимах полета.

Достоверность конструкторского решения способа уборки лопастей подтверждена на экспериментальных моделях в лаборатории кафедры строительной механики летательных аппаратов КГТУ им. А.Н. Туполева.

Достоверность методов расчета балансировки СВВП с дисковым крылом достигается использованием апробированных гипотез и предположений, а так же сравнением с результатами летных экспериментов, проведенных на вертолете «Ансат», расчета его балансировки, как предельного перехода от СВВП, не имеющего дискового крыла и устройства для горизонтальной тяги, к вертолету с втулкой развитой до диаметра диска-крыла.

Практическая ценность. Предложенный принцип полета разработан и позволяет:

проводить проектирование и конструирование дискового крыла с выдвигающимися из него лопастями, превращающими его на взлете и при посадке в несущий винт;

превращать дисковое крыло в диск с выдвигающимися из него небольшими консолями крыла большого удлинения для полета на больших скоростях с высоким аэродинамическим качеством;

проектировать сверхзвуковые СВВП с диском, имеющим чечевицеобразный или многоугольный профиль;

создавать космические аппараты, изменяющие процедуру «спасения» при возвращении на Землю на штатную посадку в заданную точку;

вести расчеты лопастей с двухопорными торсионами в геометрически нелинейной постановке по теории больших перемещений;

исследовать балансировку СВВП с дисковым крылом на режимах взлета, полета на несущем винте с дополнительной горизонтальной тягой и полета на дисковом крыле с дополнительными консолями.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на втором международном конгрессе "Нелинейный динамический анализ NDA 2" (Москва, 3-8 июня 2002), на международных научно-практических конференциях "Авиакосмические технологии и оборудование" (Казань 2002, 2004, 2006, 2008), на всероссийских (с международным участием) молодежных научных конференциях «Туполевские чтения» (Казань 2003, 2005, 2006, 2007, 2008), на всероссийской молодежной научной конференции «XXX Гагаринские чтения» (МАТИ, Москва-2004), на VII Международном симпозиуме "Актуальные проблемы прикладной физики, машиностроения и механики сплошных и сыпучих сред" (Москва -2004), на XVII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Казань 2005), на конференции "Региональные аспекты "Стратегии развития транспорта" (Казань 2006), на 33rd European Rotorcraft Forum (Kazan, Russia, 2007).

Построены модели дискового крыла, проведены аэродинамические продувки и эксперименты, подтверждающие состоятельность разработки. Строится дистанционно-пилотируемая летающая модель СВВП «Дисколет».

Объем работы. Работа состоит из введения, трех глав и заключения, содержит 130 страниц машинописного текста, 88 рисунков, 2 таблицы и список использованной литературы из 109 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net