Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»
жүктеу/скачать 14.24 Mb.
|
| У. г. метод Б. Г. Галёркина, который оказался очень полезным в дальнейшем при проведении расчётов на ЭВМ (метод Галёркина — Петрова). Впервые экспериментально синусоидальные колебания в ламинарном пограничном слое наблюдались (1947) Г. Шубауэром и Г. Скрэмстедом после того, как в аэродинамической трубе, где велись опыты, начальная турбулентность была снижена до 0,02—0,03% средней скорости потока; их результаты подтвердили основные выводы линейной теории. Линь Цзя-цзяо завершил (1944—45) разработку основ асимптотической теории, справедливой для больших Re, и строго доказал наличие вязкой неустойчивости у плоского течения Пуазёйля, использовав свой аналитический метод расчёта нейтральной кривой; он рассчитал также эту кривую для пограничного слоя на плоской пластинке, которая лучше прежних совпала с опытными данными, и получил приближённые формулы для оценки Reкр.
На пограничный слой в сжимаемой жидкости асимптотическую теорию обобщили (1946) Л. Лиз и Линь Цзя-цзяо. Рассматривая только двумерные возмущения с дозвуковой фазовой скоростью относительно внешнего потока, они получили общие критерии невязкой неустойчивости, обусловленной поведением величины ({{ρ}}V')', где {{ρ}}(у) — плотность среды. Лиз установил (1947), что охлаждение стенки оказывает на ламинарное течение стабилизирующее влияние, особенно сильное при сверхзвуковых скоростях. Д. Данн и Линь Цзя-цзяо нашли (1955), что для сжимаемой жидкости теорема Сквайра о трёхмерных возмущениях несправедлива, хотя и в этом случае аналогичные преобразования могут быть полезны. Исследования Лиза и Е. Решотко показали (1962), что в сверхзвуковом пограничном слое с ростом Маха числа М внешнего потока амплитуда флуктуаций давления и обмен энергией между возмущением и основным течением в критическом слое заметно уменьшаются, а подвод энергии к возмущению вблизи стенки и вязкая диссипация увеличиваются. В диапазоне 2,5{{≲}}М{{≲}}4,5 происходит перестройка нейтральной кривой, у которой образуется вторая петля. Это подтверждается данными опытов Дж. Лауфера и Т. Вребаловича (1960) для М = 2,2 и А. Деметриадиса (1958) для М = 5,8, а также результатами численных расчётов Л. Мэка (1965), показавшего, что перестройка нейтральной кривой связана с появлением следующей моды нейтрального колебания, число которых увеличивается при дальнейшем возрастании числа М. Особый вид неустойчивости трёхмерных возмущений связан с дестабилизирующим влиянием центробежных сил, на которое указал ещё Рэлей (1917). Классическим примером служит здесь течение между двумя соосно вращающимися цилиндрами, У. г. которого теоретически и экспериментально была изучена Г. Тейлором (1923). Как показал Г. Гёртлер (1940—41), подобная неустойчивость с появлением продольных вихрей возникает и в пограничном слое на вогнутой стенке, что было подтверждено опытами Г. Липмана (1943—45). Основополагающее исследование по нелинейной теории У. г. стационарных плоских течений было выполнено Л. Д. Ландау (1944). Отправляясь от решения линейной задачи при Re, близких к Reкр, он получил уравнение для квадрата модуля амплитуды и указал на возможность ограничения экспоненциального роста возмущений, что может привести к появлению нового периодичного во времени течения с конечной амплитудой и своим Reкр, после превышения которого оно также станет неустойчивым. Ландау предположил, что турбулентность возникает в результате последовательной смены таких течений, приобретающих всё более сложную и, наконец, хаотичную форму. Д. Мексин и Дж. Стюарт (1951) показали, что вследствие искажения плоского течения Пуазёйля конечными возмущениями Reкр может уменьшаться. Стюарт (1960—62) и Дж. Уотсон (1960) предприняли попытки использовать методы, основанные на разложениях функции тока в ряды Фурье, и после упрощений также получили уравнение Ландау с неизвестной постоянной, определить которую не удалось из-за больших вычислительных трудностей. В. В. Струминский применил (1963—65) для изучения нелинейных непериодических процессов видоизменённый метод Ж. А. Пуанкаре, представив функцию тока и независимую переменную t в виде рядов по степеням малого параметра; он показал, что при t{{→ ∞}} решение нелинейного уравнения стремится к стационарному решению, обосновав основной вывод Ландау. С середины 1950 х гг. в теории У. г. все большее распространение получают численные методы: Л. Томас (1953) впервые рассчитал на ЭВМ характеристики устойчивости течения Пуазёйля; В. Браун (1959) исследовал устойчивость поперечных течений в пограничном слое на вращающемся диске и стреловидном крыле, а Л. Мэк (1960—60) и Браун (1961—65) — устойчивость ламинарного пограничного слоя в сжимаемой жидкости. Использование численных методов и ЭВМ существенно расширило возможности исследования У. г.; оно позволило во многих важных случаях установить связь между характеристиками устойчивости ламинарных течений и наблюдаемыми в экспериментах числами Re перехода.
Нейтральные кривые. Устойчивость конструкций летательных аппаратов — способность конструкций ЛА сохранять заданную форму равновесия, отвечая на малые приращения статической нагрузки малыми приращениями деформаций. Различают несколько форм потери устойчивости тонкостенных подкрепляющих конструкций ЛА. Местная форма потери У. к. наблюдается в тонкостенных плоских элементах при действии сжимающих и сдвигающих усилий. Критические напряжения, при которых конструкция или отдельный элемент конструкции теряет устойчивость, определяются по формуле: {{σ}}кр = K[{{π}}2E{{η}}/12(1 ― {{μ}}2)]({{δ}}/b)2, где b и {{δ}} — характерные ширина и толщина элемента конструкции, К — коэффициент устойчивости, зависящий от вида нагружения и граничных условий закрепления. При достижении местной потери У. к. появляются волнообразные выпучины и впадины, но конструкция, как правило, продолжает воспринимать увеличивающуюся нагрузку вплоть до достижения общей потери У. к., когда образовавшиеся волны проходят через подкрепляющие элементы конструкции. Критические напряжения обшей потери У. к., например при сжатии стержней и широких продольно-подкреплённых панелей, определяются по формуле: {{σ}}кр = c{{π}}2E{{η}}J/Fl2, где J — наименьший момент инерции, F — площадь поперечного сечения, l — длина, с — коэффициент защемления нагруженных кромок. Для тонкостенных стержней и панелей, подкреплённых профилями открытого поперечного сечения, при недостаточной ширине свободных полок профиля может иметь место более общая изгибно-крутильная форма потери У. к., при которой профиль не только изгибается, но и закручивается относительно оси сопряжения стенки профиля с обшивкой панели. Гладкие оболочечные конструкции при сжатии теряют общую устойчивость либо по осесимметричной форме с образованием кольцевых выпучин и впадин, либо по неосесимметричной форме с образованием ромбовидных волн. В общем случае критические напряжения определяются по формуле: {{σ}}кр = KE{{η}}({{δ}}/R), где К — коэффициент, зависящий от вида нагружения, относительной длины оболочки радиусом R и толщиной {{δ}} и граничных условий закрепления торцов оболочки. Характерной формой потери устойчивости при сжатии трёхслойных оболочек и панелей (например, сотовых) является сдвиговая форма, при которой после достижения критического усилия происходит местный сдвиг заполнителя с образованием поперечной к направлению усилия складки. Существуют различные подходы к решению задач У. к. Точный метод решения предусматривает решение соответствующей системы дифференциальных уравнений с учётом граничных условий (задачи устойчивости длинных пластин с произвольными граничными условиями на продольных кромках). Различные варианты энергетических методов решения задач У. к. основаны на сравнении энергии деформации конструкции с работой внешних сил. Точность решений этими методами зависит от вида и числа членов ряда, используемых для аппроксимации формы прогиба конструкции. При определении критических усилий динамическими методами учитывают частоту собственных колебаний нагруженной конструкции, которая стремится к нулю, когда усилия стремятся к критическим. На практике используют различные модификации конечно-разностных методов решения задач У. к. Для решения задач У. к. разработаны также методы конечных элементов. Значительные трудности при решении задач У. к. представляет точный учёт пластичности материала конструкции. При практических расчётах критических напряжений в формулы вводят множитель при модуле упругости E — коэффициент пластичности {{η}}, зависящий от значений касательного и секущего модулей в точке критического напряжения на диаграмме деформирования материала.
И. Д. Усыскин. Ут — обозначение учебно-тренировочных самолётов конструкции А. С. Яковлева. Широкое применение нашли двухместный самолёт первоначального обучения УТ 2 и одноместный учебно-тренировочный (спортивно-пилотажный) УТ 1. См. Як. «Утва» (UTVA) — авиастроительное предприятие Югославии. В 80 х гг. выпускало учебно-тренировочные самолёты UTVA 75 (первый полёт в 1976) и «Ласта» (1985) с ПД. УТИ — принятое обозначение отечественных учебно-тренировочных истребителей. Они являлись как правило, двухместными модификациями боевых машин и оснащены вооружением. Первоначально им присваивались порядковые номера, например УТИ 1 (был создан в 1934 на базе истребителя И 5), УТИ 4 (И 16) и др., а начиная с 40 х гг. использовались обозначения, принятые для модифицированных образцов (Ла 5УТИ, МиГ 15УТИ и т. п.). «Утка» — схема самолёта, при которой горизонтальное оперение расположено впереди крыла (см. Аэродинамическая схема, Дестабилизатор). Уткин Виктор Васильевич (1912—1981) — советский учёный в области авиации, профессор (1979), доктор технических наук (1962), Герой Социалистического Труда (1971). Окончил Дирижаблестроительный институт (1939). Работал в ЦАГИ (с 1939), ЛИИ (с момента его организации в 1941, в 1966—81 директор), МФТИ (с 1978 — заведующий кафедрой). Проводил и возглавлял работы, связанные с доводкой и испытаниями серийных и опытных самолётов, аэродинамическими исследованиями и аварийным покиданием самолётов на больших скоростях полёта. Государственная премия СССР (1949, 1952). Награждён 2 орденами Ленина, орденами Трудового Красного Знамени, «Знак Почёта», медалями. В. В. Уткин. Уточкин Сергей Исаевич (1876—1915/1916) — один из первых русских лётчиков, воздухоплаватель, известный вело-, мото- и автогонщик. С 1907 летал на воздушном шаре, затем освоил планёр. В 1909 построил самолёт-моноплан, но довести его не удалось; получались только подлёты. Летать научился самостоятельно. 15 (28) марта 1910 в Одессе (через неделю после М. Н. Ефимова) совершил свой первый полёт на самолёте. Экзамен на звание пилота-авиатора сдал 31 марта (13 апреля) 1910 в Одесском аэроклубе. Построил биплан, на котором летал с декабря 1910. В 1910—11 совершал демонстрационные полёты во многих городах России и за рубежом. Публичные полёты У. способствовали популяризации достижений авиации. Лит.: Ляховецкий М. Б., Рудник В. А., В небе — Уточкин!, Одесса, 1985. С. И. Уточкин. Уфимский авиационный институт (УАИ) имени Серго Орджоникидзе — высшее учебное заведение; готовит инженеров для авиационной, машиностроительной и приборостроительной отраслей промышленности. Основан в 1932 в Рыбинске Ярославской области. В 1941 перебазирован в Уфу. С 1942 указанное название. С институтом связана деятельность таких учёных и конструкторов, как В. Я. Климов, Н. Д. Кузнецов, П. А. Соловьёв, С. А. Гаврилов, А. А. Саркисов. В составе института (1990): факультеты — авиационных двигателей, авиационного приборостроения, информатики и робототехники, 1 й и 2 й авиационно-технологические, инженерно-экономический; 3 вечерних факультета; подготовительное отделение; факультет повышения квалификации инженерно-технических работников авиационной промышленности; 43 кафедры; научно-исследовательская часть, в которой 2 проблемные и 10 отраслевых лабораторий, 3 конструкторско-технологических бюро, опытный завод. В 1989/90 учебном году в институте обучалось около 10 тыс. студентов, работало 750 преподавателей, в том числе 45 профессоров и докторов наук, 510 доцентов и кандидатов наук. Издаются научные труды (с 1932). Институт награждён орденом Ленина (1982). Уфимское моторостроительное производственное объединение — ведёт отсчёт от 1925 — года основания Рыбинского авиамоторного завода № 26, который в ноябре 1941 был эвакуирован в Уфу и объединился там с основанным в 1931 заводом, строившим комбайновые двигатели. До эвакуации завод выпускал ПД М 17, М 100, М 103, М 105. В годы Великой Отечественной войны Уфимский завод № 26 изготовил 97 тыс. ПД М 105 (ВК 105) и ВК 107. После войны освоил производство реактивных двигателей. Выпускал ТРД РД 10, РД 45Ф, ВК 1А, РД 9Б, Р11Ф 300, Р13-300, Р25-300, Р95Ш, Р29Б 300. В разные годы в КБ завода работали В. Я. Климов, С. П. Изотов, Н. Д. Кузнецов, С. А. Гаврилов. Предприятие награждено 2 орденами Ленина (1936, 1971), орденом Красного Знамени (1945). В 1978 на основе завода образовано ПО. Уфимцев Анатолий Георгиевич (1880—1936) — русский советский изобретатель. Строил планеры, на которых совершал кратковременные полёты. В 1902 выдвинул идею создания двухтактного бензинового двигателя для ЛА. В 1908 У. построил два двигателя: шестицилиндровый мощностью 30—45 кВт и двухцилиндровый мощностью 10—13 кВт. С двигателем малой мощности У. в 1909 построил модель своего ЛА — малый «сфероплан» с крылом в виде части сферической поверхности большого радиуса, которую он выбрал из соображений минимальной массы конструкции, и трёхколёсным шасси. Площадь крыла 9 м2, масса ЛА 75 кг. Весной 1910 был готов большой «сфероплан» с площадью крыла 36 м2, на котором У. делал пробежки и рулёжки, осваивая самолёт (рис. в табл. IV). Лётных испытаний самолёт не прошёл (его разбила буря). Из-за отсутствия средств У. вынужден был прекратить свои опыты в области авиации и заняться нефтяными двигателями малой мощности для применения в сельском хозяйстве. В 1912 на Международной воздухоплавательной выставке в Москве У. за его биротативный двигатель была присуждена большая серебряная медаль. Позднее У. вместе с В. П. Ветчинкиным занимался ветроэнергетическими установками. А. Г. Уфимцев. Уход на второй круг — манёвр перевода самолёта из установившегося снижения при заходе на посадку в набор высоты (до установленной высоты для полёта по «коробочке») с целью совершения повторного захода на посадку и осуществления посадки; необходим при неточном выводе самолёта к ВПП, ошибках в выдерживании режима полёта, помехах на ВПП, ухудшении метеоусловий и др. Производится на малой высоте (обычно до выравнивания). У. на в. к. с одним неработающим двигателем (для многодвигательных самолётов) является расчётным случаем для выбора его энерговооружённости (тяговооружённости), поскольку представляет собой взлёт при посадочной конфигурации. Ухтомский вертолётный завод имени Н. И. Камова — берёт начало от опытного завода винтовых аппаратов № 290, образованного в 1940 на базе аэродромных сооружений на подмосковной станции Ухтомская Казанской ж. д. и возглавлявшегося Н. И. Камовым. Здесь велись работы по автожирам, но в октябре 1941 завод был эвакуирован в г. Билимбай Свердловской области и там в 1943 расформирован. КБ Камова было воссоздано в 1948 в Москве (ОКБ 2), с 1951 продолжило свою деятельность в Тушине (ОКБ 4) и выполняло в этот период работы по созданию вертолётов Ка 10 и Ка 15. В 1954 предприятие перебазировали на старую территорию на станции Ухтомская, где разработки и опытное строительство вертолётов семейства Ка были продолжены. Указанное название — с 1967, имя Камова присвоено в 1974. Предприятие награждено орденом Трудового Красного Знамени (1982). О вертолётах, созданных на предприятии под руководством Камова и его преемника С. В. Михеева, см. в ст. Ка. Учебно-боевой самолёт — специально разработанный самолёт, который может быть использован как для подготовки лётного состава, так и для выполнения боевых задач. Тренировочный и боевой варианты могут выпускаться отдельно, отличаясь в основном составом вооружения. У. б. с. в 60—80 х гг. занимали видное место в продукции авиационной промышленности многих зарубежных стран, благодаря сравнительно невысокой стоимости широко экспортировались в менее развитые страны. Вооружение У. б. с. включает пушки, бомбы, неуправляемые и управляемые ракеты. При боевом применении используются главным образом в качестве лёгких штурмовиков. Типичные представители зарубежных У. б. с. — самолёты Бритиш аэроспейс «Хоук», Дассо-Бреге — Дорнье «Альфа джет». Учебные заведения в области авиастроения. Начало высшему авиационному образованию в нашей стране положил Н. Е. Жуковский, организовавший в 1920 в Московском высшем техническом училище (МВТУ) аэродинамическую специализацию. Учебный план включал гидродинамику, экспериментальную аэродинамику, расчёт воздушных винтов, аэродинамический расчёт самолётов, конструирование самолётов, авиационных двигателей, а также практические занятия в аэродинамической лаборатории. После смерти Жуковского эту специализацию возглавил его ученик Б. Н. Юрьев, по инициативе которого на механическом факультете МВТУ в 1925 было открыто аэромеханическое отделение, реорганизованное в сентябре 1929 в аэромеханический факультет. Но создание факультета в МВТУ и малочисленность авиационных отделений в других втузах не могло обеспечить инженерными кадрами развивающуюся авиационную промышленность. В 1930 на базе аэродинамического факультета МВТУ было создано Высшее аэромеханическое училище, которое в том же году было переименовано в Московский авиационный институт (МАИ); через два месяца состоялся первый выпуск авиационных инженеров. В 1930 был также открыт авиационный институт в Харькове, в 1932 — в Казани и Рыбинске (в 1941 перебазирован в Уфу). В 1990 в СССР имелось 8 авиационных вузов, которые готовили инженеров широкого профиля по многим авиационным специальностям: МАИ, Харьковскай авиационный институт, Казанский авиационный институт, Куйбышевский авиационный институт, Уфимский авиационный институт, Московский авиационный технологический институт, Рыбинский авиационный технологический институт, Ленинградский институт авиационного приборостроения. Факультеты авиационного профиля есть в других вузах (например, факультет аэромеханики и летательной техники в Московском физико-техническом институте). Авиационные вузы являются научными центрами по разработке проблем авиационной техники, технологии, материаловедения, экономики и организации производства. В научно-исследовательских секторах институтов работают проблемные и отраслевые лаборатории, а также научные подразделения кафедр. Кроме высших авиационных учебных заведений работают средние специальные учебные заведения (техникумы), выпускающие техников-механиков и техников-технологов по авиационным специальностям. Они расположены, как правило, в центрах авиастроительной промышленности. В. И. Лавренец. Учебные заведения гражданской авиации в СССР — начали создаваться в начале 30 х гг. К 1938 работали Киевский и Ленинградский институты по подготовке инженеров для гражданской авиации, авиационные техникумы в Горьком, Киеве, Ленинграде, Москве, Саратове, школы пилотов и авиационных техников в Балашове, Батайске, Тамбове. Специалисты для гражданской авиации готовились также при машиностроительных институтах и техникумах, через систему курсов Центрального заочного учебного комбината ГВФ. В 1990 г. функционировали Академия гражданской авиации, Московский институт инженеров гражданской авиации, Киевский институт инженеров гражданской авиации, Рижский институт инженеров гражданской авиации. Высшие учебные заведения гражданской авиации являются также научными центрами по разработке проблем в области авиационной техники, её эксплуатации, безопасности полётов, экономики и организации предприятий воздушного транспорта. В начале 90 х гг. в стране действовали средние специальные училища. Бугурусланское, Краснокутское и Сасовское лётные училища готовили пилотов самолётов, Кременчугское — пилотов вертолётов. Омское лётно-техническое училище готовило радиотехников по эксплуатации радиооборудования самолётов, наземных радиосредств самолётовождения и посадки, техников-электриков по эксплуатации авиационных приборов и электрооборудования, Рижское лётно-техническое училище — специалистов по управлению воздушным движением. Иркутское, Кирсановское, Троицкое, Фрунзенское училища вели подготовку техников-механиков по эксплуатации самолётов и двигателей, Выборгское — техников-механиков по эксплуатации вертолётов и двигателей. Егорьевское, Красноярское, Криворожское, Ленинградское, Минское, Рыльское и Славянское авиационно-технические училища готовили техников-механиков, техников-эксплуатационников, техников-электриков, техников-технологов и радиотехников. В. И. Лавренец. Учебный летательный аппарат — предназначается для первоначального обучения и тренировки лётчиков. Обычно оборудован системой двойного управления рулями ЛА и двигателем (для обучаемого и инструктора). Основные требования к жүктеу/скачать 14.24 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|