Разработка методики расчета эксплуатационных характеристик большегрузных дирижаблей с грузом на внешней подвеске

• Автор: Байрамов, Авез Байрам оглы
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Анализ современного состояния в области дирижаблестроения

и эксплуатации дирижаблей в гражданской авиации России

1.1. Состояние разработок по созданию большегрузных дирижаблей для решения транспортных проблем России.

1.2. Перспективы применения БГД различного назначения

на транспорте

1.2.1. Направления разработок БГД как транспортных средств

1.2.2. Эксплуатационные требования к свойствам большегрузных дирижаблей с внешним подвесом грузов.

1.2.3. Классификация летательных аппаратов по МКИ

и классификатор типов дирижаблей.

1.3. Оценка перспектив создания жестких композитных конструкций БГД .
1.3.1. Схемы применения композитов
1.3.2. Сравнительные характеристики весовой отдачи аэростатических воздухоплавательных аппаратов разных типов
1.3.3. Оценка аэростатической силы газонаполненных оболочек
и сплавной силы в традиционном дирижабле.
1.3.4. Требования к структурно параметрическому анализу эксплуатационных свойств дирижаблей
1.4. Задачи диссертационного исследования.
Вы воды1.
Глава 2. Разработка модели динамики движения дирижабля
с грузом на внешней подвеске под дирижаблем
2.1. Анализ существующих математических моделей дирижаблей, применяемых при перевозке грузов на внешней подвеске.
2.1.1. Общая характеристика динамической системы БГДгруз
2.1.2. Основные допущения в моделях динамики БГД с грузом
2.1.3. Методологическая основа принципов построения моделей динамики движения дирижаблей.
2.2. Концепция построения математических моделей динамики дирижабля как элементов некоторых динамических систем
2.2.1. Классификация динамических и кинематических схем построения моделей движения дирижабля как взаимосвязанной
системы с подвешенным грузом.
2.2.2. Классификация динамических задач взаимодействия подсистем Б1БГД и Бг груз.
2.3. Схемные варианты математических моделей динамики движения дирижабля грузом
2.4. Исследование колебаний системы Дирижабльгруз
с учтом положений метацентра архимедовой силы.
2.4.1. Расчетная схема системы Дирижабльгруз с учетом положений метацентра архимедовой силы .
2.4.2. Колебания системы вокруг метацентра.
2.5. Разработка модели динамики относительного движения груза на внешней подвеске под дирижаблем в системе координат
переносного движения .
2.5.1. Постановка задачи .
2.5.2. Уравнения движения груза как твердого тела, подвешенного под дирижаблем, в относительной системе координат, связанной
с центром масс дирижабля.
2.5.3. Вывод уравнений движения груза при маневрировании I дирижабля с учетом связи между дирижаблем и грузом по методу
уравнений Лагранжа 2го рода.
2.5.4. Исследование колебаний груза при жестких или гибких
связях на тросе
2.6. Численное моделирование движения груза по углу
смещения от вертикали а на внешней подвеске под дирижаблем
2.7. Моделирование процессов гашения поперечных колебаний
груза на внешней подвеске при боковом маневрировании дирижабля
2.7Л. Исходные предпосылки.
2.7.2. Оценка эффективности маневрирования дирижабля
с целью гашения колебаний груза
2.7.3. Результаты математического моделирования
2.7.4. Амплитуда бокового смещения дирижабля В0 при разных значениях давление внутри оболочки.
2.8. Влияние соотношений эксплутационных параметров
на динамику движения системы Дирижаблягруз
2.8.1. Влияние соотношения масс дирижабля и груза
на характер колебаний системы Дирижабльгруз.
2.8.2. Влияние длины подвеса тросовой системы на динамику колебаний
Выводы2.
ф Г лава 3. Методика расчта эксплуатационных параметров
большегрузных дирижаблей, применяемых в качестве транспортного средства
3.1. Методика расчета летнотактических характеристик дирижаблей.
3.2. Требования к функциональным свойствам БГД и выбору
формы аппарата
3.3. Особенности расчта корпуса жесткого дирижабля.
3.4. Расчетные соотношения импульсной теории винта для подборе двигателей дирижаблей по мощности с учетом
параметров режима полета.
3.4.1. Постановки задачи.
3.4.2. Схема решения
Выводы3.
Глава 4. Оценка и обеспечение безопасности полетов БГД
4.1. Оценивание безопасности полетов БГД на основе моделей
рисков
4.1 Л. Трактовки понятия рисков и их значения при оценке уровней опасности в различных системах.
4.1.2. Два типа моделей риска и их разновидностей для 2х
мерного оценивания свойств риск
4.1.3. Характеристика и разновидности задач с моделями
рисков 1го типа.
4.2. Условия безопасности транспортировки грузов на внешней подвеске на маршевом полете или при висении по методике программы СИТ по ИКАО Методическая основа алгоритмов оценивания рисков и СИТ
4.3. Оценка рисков возникновения авиапроисшествий с БГД
в полете при сильном боковом ветре груза на внешней подвеске.
4.3.1. Оценка безопасности полете БГД при порывах сильного бокового ветра
4.3.2. Оценка аэродинамических возмущений при боковом ветре
4.3.3. Динамика режимов крейсерского полта и висения.
4.3.4. Режимы причаливания и трелевки.
4.3.5. Интегральная оценка безопасности режимов полета БГД
4.4. Оценка рисков реализации инновационных проектов БГД
4.4.1. Общая постановка задачи .
4.4.2. Общая методика оценивания рисков на основе моделей
простых рисков.
4.5. Обеспечение контроля перелетов БГД с помощью средств
системы ОрВД России .
Выводы4
Заключение
Литература


Принцип управляемых рисков в системе управления и контроля безопасности полета дирижаблей при перевозке груза основан на теории рисковых цепей Дж. Ризона по ИКАО Д. Модели и алгоритмы определения показателей качества в классе простых рисков основаны на теории экспертных систем, по рекомендация ИКАО и ИПУ РАН Д. Д Дополнительный список. Доказана высокая эффективность применения БГД в качестве авиации общего назначения при их внедрении в транспортную систему с учтом критериев лтной годности. Апробация результатов и публикации по теме диссертации. Результаты диссертации, отражающие научные проблемы использования большегрузных дирижаблей в народном хозяйстве и схемы оценки уровня безопасности полетов с учетом рисков возникновения авиапроисшествий докладывались на межвузовских конференциях и академических семинарах. Автором опубликовано по теме диссертации 5 печатных основных работ , . Краткое содержание диссертации по главам следующее. В главе 1 Анализ современного состояния в области дирижаблестроения и эксплуатации дирижаблей в России представлен анализ современного состояния дирижаблестроения, выявлены направления исследований по рассматриваемой проблеме. Оценены возможности использования дирижаблей, как транспортных средств с учетом тенденции роста потребностей в перевозке грузов с использованием большегрузных дирижаблей. В главе 2 Разработка математической модели движения груза, подвешенного под дирижаблем, в форме дифференциальные уравнения Лагранэса 2го рода, являющейся основной теоретической частью исследуемых вопросов, рассмотрены уравнения движения груза на внешней подвеске под дирижаблем, и решена задача о поперечных колебаниях груза. Дан анализ влияния характера выполнения бокового, маневра дирижабля на процессы колебаний груза. Приведены результаты математического моделирования по оценке влияния отдельных параметров маневра дирижабля на гашение колебаний по аналогии с подобными процессами при эксплуатации вертолетов и вертостатов. Описан общий принцип системного анализа характеристик процессов перевозок грузов на дирижаблях при выполнении транспортных операций и авиационных работ. Важным результатом является разработка классификатора динамических режимов движения системы БГДгруз с учетом положения метацентра и центра масс системы. Глава 3 Расчеты эксплуатационных параметров большегрузных дирижаблей для использования в транспортной системе гражданской авиации также является теоретической, в которой рассмотрены возможности совершенствования и оптимизация способов перевозки грузов на основе критериев оценки экономической эффективности применения большегрузных дирижаблей в народном хозяйстве и критериев обеспечения безопасности полетов. Разработан метод расчта эксплутационных параметров большегрузных дирижаблей как перспективных транспортных средств в системе гражданской авиации. В главе 4 Обеспечение безопасности полетов БГД рассмотрены схемы и примеры использования большегрузных дирижаблей при перевозке различных грузов в разных регионах России. Дана оценка состояния и тенденции роста объемов перевозки грузов с использованием большегрузных дирижаблей. Дан анализ нормативных документов ИКАО, необходимых для разработки Руководства по лтной эксплуатации дирижабля по критериям обеспечения летной годности и безопасности. Структура диссертации представлена четыре главы общим объмом 0 страниц с приложением и списком литературы из наименований. БГД большегрузный дирижабль БП безопасность полетов ВС воздушное судно АЛА аэростатический летательный аппарат НПП наставление по производству полетов ИКАО международная авиационная организация ГА гражданская авиация УВД ОВД ОрВД управление организация воздушным движением ММ математическая модель ЛС летный состав АП, ПАП авиационное происшествие, предпосылки к авиационному происшествию НИР НИОКР научноисследовательская работа, опытноконструкторская НИР ППЛС правила подготовки летного состава РЛЭ руководство по летной эксплуатации ФАС федеральная авиационная служба название полномочного органа по ГА России до г. ФАВТ ФСНСТ федеральная служба надзора за безопасностью на транспорте РФ МЦ метацентр архимедовой силы ЦТ центр тяжести.