- •Лабораторная работа №1 изучение законов и закономерностей инноватики
- •1.Цель работы
- •2.Теоретические сведения
- •2.1.Законы инноватики. Высокие и критические технологии
- •2.1Смена поколений техники и технологий отечественной авиации
- •2.2. Порядок выполнения лабораторного занятия
- •3.Описание работы в среде Microsoft Office Excel
- •4.Контрольные вопросы по лабораторному занятию
- •Основные тактико-технические характеристики отечественных сверхзвуковых истребителей-перехватчиков
- •Основные тактико-технические характеристики отечественных самолетов-истребителей вертикального взлета и посадки
- •Основные тактико-технические характеристики отечественных многофункциональных высокоманевренных самолетов-истребителей (истребителей-бомбардировщиков)
Основные тактико-технические характеристики отечественных самолетов-истребителей вертикального взлета и посадки
№ |
Модель самолета |
Первый полет |
Максимальная скорость, км/ч |
Тип двигателя |
Кол. двигателей |
Тяга, кг Безфорсажная / форсажная |
Примечания |
1 |
Як-36 |
27.07.1964 |
900,0 |
Р-27-300 |
2 |
5300,0 |
Использование поворотного сопла |
2 |
Як-38 |
2.12.1970 |
1010,0 |
Р-27В-300 РД-38 |
1+ 2 ПД |
7000+ 6500 (двух) |
Использование подъемных двигателей |
3 |
Як-141 |
9.03.1987 |
1800,0 |
Р-79В-300 +два РД-41 |
1+ 2ПД |
9000/ 15500 +4260 |
Использование подъемных двигателей |
4 |
|
|
|
|
|
|
Примечание: в 2006 году в США испытан самолет F-35 c двигателем F-135 c тягой 18000 кг. |
Т а б л и ц а 1.3
Основные тактико-технические характеристики отечественных многофункциональных высокоманевренных самолетов-истребителей (истребителей-бомбардировщиков)
№ |
Модель самолета |
Первый полет |
Максимальная скорость, км/ч |
Тип двигателя |
Кол. двигателей |
Тяга, кг Безфорсажн. / форсажная |
Примечания |
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
(8) |
1 |
ЯК-25
|
19.06.1952 |
1090,0 |
АМ-5А |
2 |
2000,0 / - |
Один из первых многофункциональных истребителей-бомбардировщиков: барражирующий истребитель-перехватчик, фронтовой бомбардировщик, самолет-разведчик, высотный самолет-разведчик |
2 |
Як-27 |
1956 |
2138,0 / 1285,0 |
РД-9Ф |
2 |
2000 / 3820 |
Однократная скорость М=1,8 зарегистрирована на предельной высоте 23500 м Проведен эксперимент по управлению направлением вектора тяги |
3 |
Ту-128 |
18.03.1961 |
1910,0 |
АЛ-7Ф-2 |
2 |
6800 /10100 |
Истребитель на базе бомбардировщика |
4 |
Су-17 |
2.08.1966 |
2300,0 |
АЛ-21Ф-3 |
1 |
7800/ 11200 |
С изменяемой геометрией крыла |
5 |
МиГ-23 |
10.06.1967 |
2500,0 |
Р-35-300 |
1 |
8550 /12700 |
С изменяемой геометрией крыла |
6 |
МиГ-29
|
6.10.1977 |
2450,0 |
РД-33 |
2 |
5040/8340 |
Управляемый вектор тяги с модификации МиГ-29ОВТ с двигателем РД-133 |
7 |
Су-27 |
20.04.1981 |
2500,0 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600/ 12500 |
Первый проект 1977 года аннулирован Модификация – Су-37 |
8 |
Су-30 |
01.1987 |
2125,0 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600/12500 |
Многофункциональный истребитель |
9 |
Су-33 |
17.08.1987 |
2300,0 |
АЛ-31К |
2 |
7600 /13300 |
Истребитель корабельного базирования |
10 |
Су-35 |
28.06.1988 |
2500,0 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600 /12500 |
Многофункциональный истребитель |
11 |
Су-32 |
13.04.1990 |
1900 |
АЛ-31Ф |
2 |
7600/12500 |
Используется как истребитель-бомбардировщик |
12 |
С-37 «Беркут» |
25.09.1997 |
2200,0 |
Д-30Ф6 |
2 |
н/д /15600 |
С крылом обратной стреловидности |
13 |
Су-33КУБ |
29.04.1999 |
2120,0 |
АЛ-31Ф-3 |
2 |
7670/ 12800 |
Учебно-тренировочный морской истребитель |
Обобщая рассмотренные данные по сверхзвуковым самолетам -истребителям и тенденциям развития авиационных реактивных двигателей для этого типа изделий рекомендуется построить обобщенные графики развития авиационных двигателей (табл. 1.6), из которых можно сделать вывод об изменении конкурентных преимуществ высокоманевренных и многофункциональных самолетов-истребителей данного поколения (истребителей-бомбардировщиков, способных нести высокоточное оружие) в сопоставлении с зарубежными аналогами, рис..
Т а б л и ц а 1.6
Уравнения регрессии развития авиационных двигателей для сверхзвуковых самолетов-истребителей различных поколений
№ |
Поколение самолетов-истребителей |
Зависимость развития реактивных двигателей для данного поколения самолетов (Р- тяга двигателя, кг) |
Критерий согласия, R2 |
1 |
Дозвуковые самолеты-истребители |
|
|
2 |
Сверхзвуковые истребители-перехватчики |
|
|
3 |
Самолеты-истребители вертикального взлета и посадки |
|
|
4 |
Многофункциональные, высокоманевренные истребители (истребители-бомбардировщики) |
|
|
Примечание: Данные для дозвуковых самолетов-истребителей – справочные.
а) самолет пятого поколения F-22
б) самолеты пятого поколения на базе F-35
Рис. 1.1 (Приложение). Самолеты пятого поколения ВВС и ВМС США
а)
б)
Рис.1.2 (Приложение) Самолет пятого поколения МиГ
[ а)–Проект 1.44 б)–МиГ-35]
Для развития двигателей пятого поколения, которые устанавливают на новейшие самолеты истребители (высотные и дальние истребители-перехватчики, высокоманевренные и многофункциональные фронтовые истребители и истребители-бомбардировщики, самолеты палубной авиации, укороченного и вертикального взлета) при выполнении лабораторного занятия, студенты могут также сделать выводы о применение новейших (высоких и критических) технологий производства современных авиационных двигателей (рис.1.3.Приложения) в следующих направлениях1:
а)
б)
Рис.1.3 Приложение. Авиационный двигатель Pratt & Whitney F119-PW-100 для самолета F-22 Raptor.
изготовления корпусов вентиляторов из композиционных материалов, выполненных в виде одной детали, которая не требует механической обработки;
изготовления конструкций типа «блиск» с регулируемым положением лопаток вентилятора и компрессора высокого давления;
применения щеточных уплотнений;
использования камер сгорания с «плавающими стенками» из сплавов на основе кобальта, стойкого к окислению;
производства охлаждаемых турбин высокого и низкого давления с противоположным вращением роторов, лопатками из монокристаллического сплава с термозащитными покрытиями и системой охлаждения, с дисками увеличенной трещиностойкости и работоспособными при температуре более 7050С;
создания форсажных камер из несгораемого титанового сплава;
изготовления плоского интегрированного с планером самолета сопла с отклонением менее чем за 1 сек. вектора тяги на ±20%, створки такого реактивного сопла изготовлены на основе керамики;
создания высокорезервированной интегрированной системы управления двигателем и самолетом по параметрам вектора тяги, расхода топлива, поворота лопаток вентилятора и компрессора с технической диагностикой состояния двигателя для обеспечения предсказания ресурса конструкции;
использования систем смазки, работающих при высоких температурах без охлаждения и т.п.
Важно при обосновании выводов отметить, что базовые технологии изготовления изделий авиационной техники отличает комплексная увязка не только технологических процессов основного, но и вспомогательного производства. Так, например, базовые технологические процессы постановки на производство новой техники на основе бесплазовой увязки деталей и технологической оснастки летательных аппаратов2 обеспечивают на основе разработки автоматизированных систем технологической подготовки производства и математического моделирования объектов и процессов производства не только многократное снижение погрешностей изготовления ( формблоков с 0,8 до 0,26,мм; пуансонов с 2,2 до 0,26 мм; рубильников с 2,0 до 0,7 мм.) в сравнении с плазово-шаблонным методом, но и широкое применение станков с ЧПУ путем разработки управляющих программ на основе аналитических методов задания обводов самолетов, использования координатографов и других высокоавтоматизированных средств технологической подготовки производства. В авиадвигателестроении такими базовыми технологическими процессами, в которых в концентрированной и комплексной формах обеспечиваются:
параметры качества изделия (например, по названным выше в табл.1.3. показателям π*к и Т*г);
критерии эффективности технологической подготовки производства техники новых поколений на основе разработки новых технологических процессов, как основного, так и вспомогательного производства,
являются лопатки газотурбинного двигателя.
1 Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных двигателей/под ред. В.А.Скибина и В.И.Солонина. –М.:ЦИАМ. 2004.-424с.
2 Современные технологии авиастроения / под ред. А.Г.Братухина, Ю.Л.Иванова. –М.: машиностроение, 1999. -832 с.