AER717 Aerodinamika un lidojumu dinamika

Kods AER717
Nosaukums Aerodinamika un lidojumu dinamika
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Akadēmiskais
Tematiskā joma Aviācijas transports
Struktūrvienība Būvniecības un mašīnzinību fakultāte
Mācībspēks Sergejs Kuzņecovs, Aloizs Lešinskis
Kredītpunkti 4.0 (6.0 ECTS)
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss dod priekšstatu par lidmašīnas aerodinamiku. Tiek apskatīti spēki un momenti kas iedarbojas uz lidaparāta sastāvdaļām lidojuma laikā, šo spēku vadības principi un to atkarība no lidaparāta ģeometrijas, orientācijas un lidojuma ātruma. Tiek piedāvāti arī lidojuma dinamikas teorijas elementi. Tai skaitā lidmašīnas kustība gravitācijas, dzinēju vilkmes un aerodinamisko spēku un momentu iedarbības rezultātā. Lidojuma etapu, tāluma un ilguma aprēķini. Lidmašīnas stabilitātes un vadāmības parametri un to aprēķinu sakarības..
Studiju kursā ir paredzēti laboratorijas darbi un individuālais aprēķinu darbs..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Fluīdi to raksturojumi, fluīdu mehānika, tās sadaļas un pielietojums, Aerodinamika kā Fluīdu dinamikas sastāvdaļa. Fluīdu, tai skaitā gaisa, īpašības. Standartatmosfēra. 4 2 0 0
Kustības atgriezeniskuma princips. Eksperimentālās pētījumu metodes aerodinamikā, dimensiju un līdzības teorijas. Līdzības kritēriji. Vēja tuneļi. 3 3 0 0
Fluīdu kinemātika. Potenciāla un virpuļkustība. Plūsmas Nepārtrauktības vienādojums. 3 2 0 0
Fluīdu dinamika. Bernuli vienādojums un tā pielietojums. 3 3 0 0
Lamināra un turbulenta plūsmas. Robežslānis, tā atraušanās. Aerodinamiskās pretestības veidošanās un tās sastāvdaļas. 3 3 0 0
Aerodinamiskais profils, tā raksturojumi. Divdimensiju plūsma. Cēlējspēka veidošanās. Uzplūdes leņķis. Profila cēlējspēks un pretestība, profila polāra. 3 2 0 0
Spārna ģeometriskie un aerodinamiskie raksturojumi. Virpuļkustība ap spārnu. Induktīvā pretestība, tās aprēķini. Lidmašīnas polāra. 3 4 0 0
Virpuļu sliede aiz spārna. Spārna applūsmas vadība. Novelšanās, spārna autorotācija, grīste. Apledojuma un nosēdumu ietekme. 2 2 0 0
Spārna mehanizācija, tās nepieciešamība, darbība un pielietojums. 2 2 0 0
Gaisa saspiežamības ietekme uz aerodinamiskajiem parametriem. Maha skaitlis. Transskaņas (apskaņas) un virsskaņas lidojuma režīmi. 2 2 0 0
Taisni un slīpi blīvējuma lēcieni. Virsskaņas plūsmas izplešanās. Viļņa pretestība un tās samazināšana. 2 2 0 0
Rezultējošie spēki un momenti, kas darbojas uz lidaparātu, to pielikšanas punkti. Vadības orgāni. Lidojuma režīmi un etapi, to aprēķinu metodes. 2 2 0 0
Koordinātu sistēmas. Eilera leņķi. Kinemātiskās sakarības starp parametriem zemes un saistītajā koordinātu sistēmās. 2 2 0 0
Lidaparātu kustības diferenciālvienādojumi. Spēku un momentu projicēšana uz koordinātu sistēmu asīm. Lidmašīnas kustības sadalīšana garenkustībā un sānu kustībā. 2 2 0 0
Līdzsvarotie lidojuma režīmi. Vienmērīgs horizontāls lidojums, nepieciešamās un iespējamās vilkme un jauda. Svara un lidojuma augstuma ietekmes. 1. un 2. lidojuma režīmi. 3 3 0 0
Horizontāla lidojuma raksturīgie ātrumi, ātrumu diapazons, tā atkarība no augstuma. Lidojuma griesti. Augstuma-ātruma diapazona diagrammu ekspluatācijas ierobežojumi. 2 2 0 0
Lidojuma augstuma uzņemšana; maksimālais trajektorijas slīpuma leņķis. Augstuma uzņemšanas vertikālā ātrumspēja, maksimālā vertikālā ātrumspēja. Vertikālās ātrumspējas polāra. 3 3 0 0
Nolaišanās (augstuma samazināšana). Planēšana. Vienmērīgas planēšanas režīms. Planēšanas polāra. Maksimālie planēšanas tālums un ilgums. 2 2 0 0
Lidojuma tālums un ilgums. Bregē (Breguet) tāluma un ilguma aprēķinu formulas propelleru un turboreaktīvajām lidmašīnām. Ekspluatācijas parametru ietekme uz lidojuma tālumu un ilgumu. 3 2 0 0
Uzlidošana. Uzlidošanas distance, raksturojošie ātrumi. Sabalansētā uzlidošanas distance, pārtraukta uzlidošana. Ieskrējiens, ieskrējiena garums. Uzlidošanas distances gaisa etaps. 3 3 0 0
Nosēšanās, nosēšanās posmi un distance. Uzlidošanas - nosēšanās parametru uzlabošana ar spārnu mehanizācijas palīdzību. Zemes tuvuma un ekspluatācijas parametru ietekme uz uzlidošanu un nosēšanos. 3 3 0 0
Vienmērīgs pagrieziens horizontālā plaknē, pareiza virāža, virāža ar slīdi. Līklīnijas kustība vertikālā plaknē. Manevrēšanas, jeb Ātruma –pārslodzes (V – n) diagramma. 2 2 0 0
Lidmašīnas stabilitāte, tās veidi. Īsperioda un ilgperioda kustības. Statiskā un dinamiskā stabilitāte, raksturojumi. Garenkustības statiskā stabilitāte, garenmoments, to veidojošās komponentes. 3 2 0 0
Lidmašīnas garenmomenta balansēšana, augstumstūres un trimmeru ietekme. Balansēšanai nepieciešamais augstumstūres atliekuma leņķis. Augstumstūres šarnīra moments un stūres kolonnas noslogojums. 3 2 0 0
Lidmašīnas sānu kustības statiskā stabilitāte un vadāmība. Virziena kustības līdzsvars, moments, tā sastāvdaļas, statiskā stabilitāte, vadāmība. Sānsveres kustības šķērsmoments, momenta koeficients. 3 2 0 0
Lidmašīnas kustības dinamiskā stabilitāte, analīzes iespējas. Īsperioda un ilgperioda garenkustības. Aprēķini, izmantojot raksturvienādojuma saknes. 3 2 0 0
Sānu kustības raksturvienādojums un tā saknes. Sānsveres kustība, spirālkustība un holandiešu solis. Sānsveres kustības, spirālkustības un holandiešu soļa aproksimācijas. 3 2 0 0
Stabilitātes un vadāmības novērtēšana ar Kūpera-Harpera skalas palīdzību. Prasības stabilitātes un vadāmības raksturojumiem, standarti. 2 2 0 0
Studiju darbs. Pasažieru lidmašīnas lidojuma režīmu, tāluma un ilguma aprēķins. 6 15 0 0
Kopā: 80 80 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir sniegt zināšanas par teorētiskās un eksperimentālās aerodinamikas un lidojumu dinamikas metožu uzdevumiem un saturu, kā arī par to lietošanu praktiskiem mērķiem. Studiju kursa uzdevumi: - veidot zināšanas par galvenajām teorētiskās un eksperimentālās aerodinamikas likumsakarībām, aprēķinu un pētīšanas metodēm; - sniegt teorētiskās zināšanas par galvenajām lidojumu dinamikas pētīšanas metodēm un to lietošanas jomām; - sniegt praktiskas iemaņas eksperimentālā aerodinamikas jomā, izpildot laboratorijas darbus; - attīstīt praktiskas iemaņas lidojumu dinamikā, izpildot aprēķinu uzdevumus.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Pārzina aerodinamikas pamatus – šķidrumu un gāzu īpašības, fluīdu kinemātiku un dinamiku, tai skaitā to galvenās likumsakarības. - Eksāmena jautājumi. Laboratorijas darbu “Gaisa plūsmas ātruma mērīšana” un “Pretestības spēka atkarība no ķermeņa raksturīgā laukuma” aizstāvēšana.
Pārzina potenciālas un viskozas gaisa plūsmu galvenās īpašības un robežslāņa teorijas pamatus. Prot novērtēt teorētiskās un eksperimentālās aerodinamikas metodes un pielietot tās praksē. - Eksāmena jautājumi. Laboratorijas darbu “Pretestības spēka atkarība no plūsmas ātruma”, “Ķermeņa formas ietekme uz pretestības spēku” un “Sfēras aerodinamiskās pretestības krīze” aizstāvēšana.
Pārzina aerodinamiskais profila raksturojumus. Spēj izskaidrot cēlējspēka veidošanos atkarībā no uzplūdes leņķa. - Eksāmena jautājumi.
Pārzina galīga vēziena spārna raksturojumus. Spēj izskaidrot induktīvās pretestības un virpuļu sliedes veidošanos. Izprot lidmašīnas polāras nozīmi un raksturojošos parametrus - Eksāmena jautājumi. Laboratorijas darba “Spārna cēlējspēka un pretestības spēka koeficienti atkarība no uzplūdes leņķa un stūres uzstādīšanas leņķa. Spārna polāra.” aizstāvēšana.
Spēj izskaidrot gaisa saspiežamības ietekmi uz aerodinamiskajiem parametriem, blīvējuma lēcienu un viļņa pretestības veidošanos pie lieliem lidojuma ātrumiem. - Eksāmena jautājumi.
Spēj veikt aptuvenus aprēķinus lidojuma norisē (lidojuma režīmu un etapu aprēķinos), izmantojot lidmašīnas aerodinamiskos, ģeometriskos, masas un spēka iekārtas parametrus. - Eksāmena jautājumi. Studiju darba “Pasažieru lidmašīnas lidojuma režīmu, tāluma un ilguma aprēķins” individuālā varianta izpildes vērtējums.
Spēj novērtēt lidmašīnas statisko stabilitāti un vadāmību konkrētos lidojuma apstākļos. - Eksāmena jautājumi.
Spēj novērtēt lidmašīnas dinamisko stabilitāti, izmantojot raksturvienādojumu saknes. - Eksāmena jautājumi.
Orientējas automātikas un citu ierīču pielietošanā lidaparātu stabilitātes un vadāmības parametru koriģēšanai. - Eksāmena jautājumi.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Studiju darbs - 30%
Laboratorijas darbi - 20%
Eksāmens - 50%
 
Priekšzināšanas Materiālā punkta ātrums un paātrinājums. Vielas masas nezūdamības likums. Kustības daudzuma izmaiņas likums. Ārējie un iekšējie spēki. Ņūtona likumi. Darbs un enerģija. Enerģijas saglabāšanas likums. Diferenciālās un integrālās skaitļošanas pamati.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP EKPS Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 4.0 6.0 3.0 0.4 0.6 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]