24.04.03 Баллистика и гидроаэродинамика

Приложение № 16к приказу № 661-1 от 16 ноября 2015 г.Министерство образования и науки Российской федерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Московский авиационный институт(национальный исследовательский университет)»МАИПРОГРАММАВСТУПИТЕЛЬНЫХ ЭКЗАМЕНОВВ МАГИСТРАТУРУ ПО НАПРАВЛЕНИЮ24.04.03 «БАЛЛИСТИКА И ГИДРОАЭРОДИНАМИКА»Восновупрограммыположеныследующиевузовскиедисциплины:«Аэрогидромеханика», «Гидроаэродинамика», «Динамика полета», «Управление движениемлетательных аппаратов», «Динамика ЛА», «Основы теории управления», «Управление втехнических системах».Часть 1.Модели жидкостей и газов.

Гипотеза сплошности. Принцип обратимости. Основныефизико-механические параметры и свойства жидкостей и газов. Стандартная атмосфера.Режимы течений жидкостей и газов. Силовое воздействие потока на тело.Установившееся и неустановившееся движения. Линия тока, траектория. Уравнениенеразрывности. Поступательное, деформационное и вращательное движения частицысплошной среды. Потенциальное и вихревое движения. Циркуляция вектора скорости.Силы, действующие на частицу сплошной среды.

Уравнения Эйлера и Навье-Стокса.Уравнение переноса полной энергии. Полная система уравнений, описывающая движениесплошной среды. Начальные и граничные условия.Особенности динамики сжимаемой среды. Одномерноеустановившеесяизоэнтропическое течение газа, параметры торможения, критические параметры. СоплоЛаваля, расчетный и нерасчетный режимы течения.Распространение слабых возмущений в потоке газа, поверхности разрыва.Классификация разрывов в газе.

Ударные волны и скачки уплотнения. Виды скачковуплотнения. Изменение параметров потока при переходе через скачок уплотнения. Слабыеразрывы в газе. Волны разрежения.Моделирование и подобие явлений. Виды подобия. Параметры подобия, формулыподобия. Критерии подобия. Полное и частичное подобие. Способы осуществления подобияпри проведении экспериментальных исследований. Аэродинамические трубы игазодинамические установки.Понятие пограничного слоя и общие сведения о пограничном слое. Уравненияпограничного слоя.

Общие сведения о методах расчета параметров потока в ламинарном итурбулентном пограничном слое.Аэродинамические характеристики профилей и крыльев конечного размаха. ТеоремаН.Е. Жуковского о подъемной силе. Тонкий профиль в несжимаемом потоке. Вихревыемодели крыла. Скос потока. Индуктивное сопротивление. Влияние формы крыла в плане нааэродинамические характеристики.

Поляры крыла, аэродинамическое качество. Влияниесжимаемости на аэродинамические характеристики, критическое число Маха. Волновоесопротивление. Аэродинамические характеристики профиля и крыла при дозвуковых,околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Аэродинамика механизированного крыла.Назначение и принцип действия механизации. Механизация крыла (жесткая, струйная,комбинированная).Геометрические параметры фюзеляжа в виде тела вращения. Картина обтекания прималых и больших углах атаки. Нелинейные аэродинамические характеристики.Аэродинамика самолета в полетной, взлетной и посадочной конфигурациях.Интерференция частей самолета.

Особенности обтекания оперения самолета.Аэродинамическая эффективность и шарнирные моменты рулей. Поляры, аэродинамическоекачество самолета с отклоненными органами управления и без них. Аэродинамическиехарактеристики самолета при отклоненной механизации. Влияние близости земли нааэродинамические характеристикиПонятие устойчивости и управляемости.

Аэродинамические характеристики,определяющие продольную статическую устойчивость и управляемость. Аэродинамическиймомент тангажа. Центр давления и фокус по углу атаки. Понятие о балансировке самолета.Продольная балансировка Балансировочная поляра. Аэродинамические моменты рысканияи крена. Аэродинамические характеристики, определяющие боковую статическуюустойчивость и управляемость.Критические режимы обтекания самолета. Обтекание самолета на больших углахатаки, срыв потока. Допустимый коэффициент аэродинамической подъемной силы.Авторотация крыла. Механизация крыла, предназначенная для предотвращения срывапотока.Аэродинамические характеристики самолета при неустановившемся движении.Методы расчета нестационарных аэродинамических характеристик.

Демпфирующиемоменты тангажа и крена. Запаздывание угла скоса потока.Особенности гиперзвуковых скоростей. Закон гиперзвукового подобия. Расчетаэродинамических характеристик объектов при гиперзвуковых скоростях.Аэродинамическая компоновка современных и перспективных самолетовИспользуемые аэродинамические схемы и виды крыльев. Непосредственное управлениесилами. Управление отрывом потока.Уравнения механики, описывающие движение центра масс и вращение вокругцентра масс. Уравнение Мещерского. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.Внешние силы, действующие на летательный аппарат в полете.

Системы координат,применяемые в динамике полета. Уравнения движения в проекциях на оси подвижнойсистемы координат.Установившиеся режимы полета летательного аппарата. Метод тяг Жуковского.Режимы полета на диаграмме потребных и располагаемых тяг. Метод мощностей. Расчетобласти возможных режимов горизонтального полета. Ограничения диапазона скоростей.Набор высоты. Статический и динамический потолки самолета.Расчет дальности и продолжительности полета. Основные определения.Километровый и часовой расходы топлива.

Расчет дальности полета самолета. Радиусдействия самолета.Маневренные характеристики самолета. Располагаемые перегрузки и ограничения наних. Криволинейное движение в горизонтальной плоскости. Вираж самолета. Криволинейноедвижение в вертикальной плоскости.Взлетно-посадочные характеристики. Расчет взлетной дистанции самолета. Расчетпосадочной дистанции самолета.

Укороченный и вертикальный взлет самолета.Метод малых возмущений. Линеаризация уравнений движения. Упрощенияматематической модели движения. Разделение системы на две независимых системыуравнений, описывающих соответственно продольное и боковое возмущенное движение.Продольные моменты аэродинамических сил. Фокус самолета. Понятие опродольной статической устойчивости. Моменты органов продольного управления.Демпфирующие продольные моменты. Боковые аэродинамические моменты.

Путевая ипоперечная статические устойчивости. Моменты органов бокового управления. Боковыедемпфирующие моменты. Моменты сил тяги. Шарнирные моменты органов управления.Установившееся продольное движение. Балансировка самолета в горизонтальномполете. Продольная статическая устойчивость по скорости. Балансировка в криволинейномполете. Продольная статическая устойчивость по перегрузке. Расход ручки на единицуперегрузки.

Продольная статическая устойчивость самолета со свободным рулем высоты.Усилия на рычагах управления. Диапазон центровок.Установившееся боковое движение. Балансировка самолета при посадке с боковымветром. Балансировка в прямолинейном полете при отказе бокового двигателя. Режимбалансировки в криволинейном полете с креном и скольжением. Расходы перемещения ручкии педалей.

Усилия на рычагах управления.Краткие сведения из теории автоматического управления.Методы решениялинейных дифференциальных уравнений. Передаточная функция линейной САУ. Переходнаяфункция. Частотные характеристики. Элементарные звенья САУ. Критерии устойчивостилинейных систем. Показатели качества переходных процессов.Продольное возмущенное движение.

Уравнения продольного возмущенногодвижения. Условия устойчивости продольного движения. Разделение уравнений.Короткопериодическое движение. Влияние конструктивных параметров самолета и режимаполета на показатели короткопериодического движения. Улучшение характеристикпродольной устойчивости и управляемости средствами автоматики.Боковое возмущенное движение. Уравнения бокового возмущенного движения.Условия устойчивости. Разделение уравнений движения. Изолированное движение крена.Изолированное движение рыскания. Взаимодействие движений крена и рыскания.

Влияниережима полета на показатели бокового движения. Улучшение характеристик боковойустойчивости и управляемости средствами автоматики.Взаимодействие продольного и бокового движений. Виды взаимодействия.Инерционное взаимодействие. Условия устойчивости углового движения. Критическиескорости крена.Полет самолета на больших углах атаки. Особенности полета на больших углах атаки.Критические режимы: сваливание, штопор и др.Часть 2Раздел 1. Основы баллистического проектированияПолет ЛА как управляемое движение.

Цели и задачи управления. Управляющие силыи моменты. Способы создания управляющих воздействий; динамические схемы ЛА. Органыуправления. Место баллистического и динамического проектирования в процессе разработкикомплекса управляемого ЛА.Системы координат, применяемые в механике полета.

Углы, используемые дляопределения положения ЛА. Модели движения, фигуры (формы) гравитационного поляЗемли. Атмосфера Земли и ее модели. Активные силы и моменты, действующие на ЛА вполете.Модель ЛА как системы переменного состава. Принцип затвердевания. Векторныеуравнения движения центра масс ЛА в различных системах координат (инерциальной,земной, подвижной).

Векторные уравнения вращательного движения ЛА относительно егоцентра масс.Скалярные уравнения движения центра масс ЛА в проекциях на оси различныхсистем координат. Скалярные уравнения вращательного движения. Кинематическиеуравнения движения ЛА (векторные и скалярные). Геометрические соотношения.Модель движения центра масс ЛА с учетом формы и вращения Земли.