05.07.02 — Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

ВведениеВ основу настоящей программы положены следующие дисциплины: основыустройства летательных аппаратов (ЛА), основы конструирования ЛА,аэродинамика, прочность ЛА, методы оптимального проектирования ЛА,инженерные методы проектирования ЛА, проектирование управленияавтоматических ЛА, инженерные методы проектирования конструкций ЛА,надежность ЛА, общее проектирование двухсредных ЛА, методы проектированиядвухсредных ЛА, прикладная гидромеханика, надежность и эффективностьдвухсредных ЛА, энергосиловые системы двухсредных ЛА, конструированиедвухсредных ЛА и их агрегатов, методы теории искусственного интеллекта,аэрогидробаллистическое проектирование, теоретические основы технологии,технологические процессы изготовления деталей ЛА, технологические процессыпроизводства ЛА, технологические процессы контроля и испытаний ЛА.Раздел 1.

Проектирование летательных аппаратов1.1. Летательный аппарат как объект проектирования, структура,состав, функции. Принципы системного подхода при проектировании,условия существования и развития. Определение и задачи проектирования.Жизненный цикл изделий, стадии разработки и создания ЛА.Обобщенная исходная модель ЛА как многоступенчатого аппарата.Проектные параметры. Обобщенные управляющие функции. Обобщеннаяматематическая весогабаритная модель ЛА. Математическая модель режимовдвижения ЛА.Особенности боевого применения ЛА.

Информационное обеспечениеавиационно-ракетных комплексов. Комплекс ЛА - основная структурная единица.Отличительные особенности современных ЛА. Новое поколение ЛА интеллектуальное высокоточное оружие. Новые условия боевых операций ЛА.1.2. Общие и частные критерии оценки проектно-конструкторскихрешений. Содержание и методы разработки технического задания на проектЛА.

Проектное моделирование, весовой и баллистический анализ ЛА, моделиоценки эффективности и затрат на создание. Выбор основных проектныхпараметров. Общий подход к оптимизации проектных параметров ЛА(проектныхрешений):задача,критерии,модели,математическаяформулировка постановок задач проектирования, методы оптимизации.Особенности проектно - конструкторских задач - многокритериальный,многопараметрический , динамический, стохастический характер, основныеметоды поиска решений. Алгоритм решения проектных задач.

Трисоставляющих процесса проектирования: изобретательство, инженерныйанализ, принятие решений.Конструктивно-компоновочная схема (ККС). Уравнения существования ифункционирования ЛА. Тройственность процессакомпоновки: аэродинамическая, объемно-массовая и конструктивно-силоваякомпоновка. Компоновка и центровка ЛА. Компоновочные чертежи, общие виды,теоретические чертежи, требования к ним.1.3.

Основные абсолютные и относительные параметры ЛА. Связи междухарактеристиками и параметрами ЛА. Влияние параметров ЛА на его летнотехнические и технико - экономические характеристики. Анализ влияния основныхпроектных параметров ЛА на дальность полета, начальную массу, массу полезнойнагрузки и т.п. Выбор расчетных случаев и условий для проектирования ЛА,ограничения по числу М, скоростному напору, расчетной перегрузке и др. Выбортиповых траекторий полета ЛА.1.4. Аэродинамика ЛА.

Физические свойства воздуха. Воздушный поток иего свойства. Уравнения установившегося движения. Особенности сверхзвуковогообтекания. Аэродинамические силы: подъемная и боковая силы, силасопротивления. Поляра летательного аппарата. Аэродинамические моменты:моменты тангажа, рыскания и крена.

Продольная балансировка и статическаяустойчивость ЛА.1.5. Задачи проектирования систем управления, стабилизации и наведенияЛА. Важнейшие характеристики управляемости и их связи с параметрами ЛА.Возмущающие факторы. Методы и реализация органов управления.Проектирование несущих поверхностей. Проектирование органов управления ЛА.Управление летательными аппаратами.

Физические основы управления.Уравнения движения ЛА. Формирование команды управления. Методы итраектории теленаведения. Методы и траектории самонаведения. Контуруправления при теленаведении. Контур управления при самонаведении.Формирование управляющих воздействий. Способы создания управляющихвоздействий. Передаточные функции жесткого БЛА. Бортовая системастабилизации. Обоснование структуры и выбор основных параметров системыстабилизации при аэродинамическом способе управления. Влияние упругостиконструкции на работу системы стабилизации. Передаточные функции упругогоЛА. Выбор способов обеспечения устойчивости контура стабилизации упругогоЛА.

Особенности проектирования системы стабилизации поперечного движенияЛА (по тангажу, курсу) при сочетании аэродинамического и газодинамическогоспособов создания сил и моментов.1.6. Методы оптимального проектирования. Классификация методовоптимальногопроектирования.Вариационныеметодыоптимальногопроектирования.Нелинейныеметодыоптимальногопроектирования.Методы оптимизации при векторном критерии. Область компромиссов.Нормализация критериев эффективности.

Учет приоритета критериев.Интеллектуальные методы проектирования. Нейросетевые методы. Методыпроектирования на основе гибких вычислений. Генетические алгоритмы.Статистический синтез проектных решений при разработке сложных систем.Модели и методы статистического синтеза. Устойчивость проектныхрешений. Прикладные задачи статистического синтеза.1.7. Проектированиеиуправлениеразработкой.Программаобеспечения надежности и безопасности. Влияние требований к надежностии безопасности (в том числе экологической) на проектно - конструкторскиерешения.Модернизациякомплексов,созданиемодификацийЛА.Особенности решения соответствующих проектно конструкторских задач.1.8.

Особенности устройства и функционирования ЛА различногоназначения. Высокоточное ракетное оружие. Зенитные управляемые ракеты.Авиационные ракеты воздушного боя. Крылатые ракеты, предназначенныедля поражения наземных и морских точечных объектов. Управляемые(корректируемые)бомбы.Противотанковыеуправляемыеракеты.Противоракеты.Тактическиеиоперативно-тактическиекомплексысухопутныхвойск.Беспилотныебоевыесамолеты.Дистанционнопилотируемые ЛА и их комплексы.Бортовое оборудование и оснащение ЛА. Бортовая аппаратура управления истабилизации полета ЛА.

Бортовые координаторы цели (головки самонаведения).Аппаратура системы автоматического управления и стабилизации. Силовыеприводы. Приемно-передающая аппаратура. Боевое оснащение ЛА. Взрывчатыевещества, применяемые для снаряжения боевых частей ЛА. Устройство иконструкция элементов боевого оснащения ЛА: боевые части; взрыватели;предохранительно-исполнительныемеханизмы.Аппаратураобеспеченияфункционирования бортовых систем. Бортовые источники электропитания ибортовая сеть.

Телеметрическая аппаратура.Рекомендуемая литература1. Аппазов Р.Ф., Лавров С.С, Мишин В.П. Баллистика управляемых ракетдальнего действия. Наука, 1966.2.Беспилотныелетательныеаппараты.Основыустройстваифункционирования / Под ред. И.С. Голубева и И.К. Туркина. 3-е изд.- М.:МАИ, 2010.3. Новиков В.Н. Введение в ракетно-космическую технику. - М.: Изд-воМАИ. 2010.4. Тарасов Е.В., Балык В.М. Методы проектирования двухсредныхлетательных аппаратов. Учебное пособие. М.: МАИ-ПРИНТ, 2008.5.

Голубев И.С, Самарин А.В. Проектирование конструкций летательныхаппаратов: Учебник для студентов втузов.- М.: Машиностроение, 1991.6. Гущин В.Н. Проектирование искусственных спутников Земли. Тексты лекций. М: МАИ, 1999, 56 с.7.

Гущин В.Н. Управление разработками авиакосмических систем. Учеб. пособие.- М.: Изд-во МАИ, 1999.8. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы).Учебник для технических вузов / В.П. Мишин, В.К. Безвербый, Б.М. Панкратов идр.; Под ред. В.П. Мишина. -М.: Машиностроение, 1985.9. Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов: Учебникдля студентов вузов/ Б.В.

Грабин, О.И. Давыдов, В.И. Жихарев и др.; Под ред. В.П.Мишина, В.К. Карраска.-М: Машиностроение, 1991.10. Проектирование зенитных управляемых ракет / Под ред. И.С. Голубева и В.Г.Светлова: 2-е изд. - М.: Изд-во МАИ, 2001.11. Щеверов Д.Н., Матвеев Ю.А. Проектирование и управление разработкой ЛА.М. 1993.12. Матвеев Ю.А. Методы проектирования модификаций ЛА при разработке. -М.:1992.13. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. М.: Горячаялиния-Телеком, 2002.14.

Леоненков А.В. Нечёткое моделирование в среде MatLab и Fuzzi Tech. СПб.:Изд-во BHV, 2011.15. Мизрохи В.А. Проектирование управления зенитных ракет. Учебно-научноеиздание. -М.: Изд-во ООО «Экслибрис-Пресс», 2010.16. Системы оборудования летательных аппаратов. Учебник. / Под ред. A.M.Матвеенко и В.И. Бекасова.

-М.: Машиностроение, 1995.Вопросы к разделу 11. Классификация ЛА. Сведения о ЛА различного назначения, особенностях ихустройства и функционирования.2. Понятие сложной технической системы (структура, функционирование,управление). Комплекс ЛА - основная структурная единица. ЛА в составекомплекса - сложной технической системы.3. Аэродинамические силы ЛА. Аэродинамическое качество. Поляра.4. Аэродинамические моменты ЛА. Продольная балансировка и статическаяустойчивость ЛА.5. Уравнения движения ЛА.6.

Методы и траектории теленаведения. Оценка точности теленаведения. Контуруправления при теленаведении.7. Методы и траектории самонаведения. Оценка точности самонаведения. Контуруправления при самонаведении.8. Способы создания управляющих сил и моментов.9. Передаточные функции ЛА.10. Обоснование структуры и выбор основных параметров системыстабилизации при аэродинамическом способе управления.11. Влияние упругости конструкции на работу системы стабилизации.

Выборспособов обеспечения устойчивости контура стабилизации упругого ЛА.12. Бортовая аппаратура управления и стабилизации полета ЛА. Головкисамонаведения. Аппаратура системы автоматического управления и стабилизации.Приемно-передающая аппаратура. Силовые приводы.13. Устройство и конструкция боевого оснащения ЛА: боевые части,взрыватели, предохранительно-исполнительные механизмы.14. Аппаратура обеспечения функционирования бортовых систем.