Меню

Авиарейсы структурная модель: Системный анализ и структурная модель авиарейсов

Category: Разное

Содержание

Проектирование и создание базы данных «Рейсы – самолеты» для автоматизации учета. Автоматизированная информационная система на основе базы данных «Рейсы

Отношение «Рейсы»

номер
рейса

аэропорт
отправления

дата
отправления

время
отправления

место прибытия

город прибытия

дата прибытия

время прибытия

бортовой номер
самолета

количество мест
общее

Отношение
«Места»

номер
рейса 

дата отправления

количество свободных мест

цена билета

Рис.4.
Функциональные зависимости в отношениях «Рейсы», «Места»

Даталогическая
модель нормализованных отношений представлена на рис.5.




РЕЙСЫ

Номер рейса

Аэропорт отправления

Дата отправления

Время отправления

Место прибытия

Дата прибытия

Время прибытия

Борт. номер самолета

Кол-во мест общее


 


АЭРОПОРТЫ

Название аэропорта

Город

Страна

Телефон

Юридический адрес

Наличие детской комнаты


 


 

     1                                                    М               1




 

                                                     1



 

                   
М

       
             м



МЕСТА

Номер рейса

Дата отправления

Кол-во свободных мест

Цена билета


 

                      1




САМОЛЕТЫ

Бортовой номер

Модель

Авиакомпания

Макс. вместимость

Год выпуска


 

 

                                                                       1






КЛИЕНТЫ

Номер билета

Фамилия, имя, отчество

Серия и номер паспорта

Адрес

Телефон домашний

Телефон сотовый

Номер рейса

Цена билета


 

 



 

                                 М

Рис.5.
Даталогическая модель базы данных «Рейсы – самолеты»

4.4.2.  Определение
структуры таблиц реляционной базы данных «Рейсы – самолеты»

Определим
структуры таблиц в среде СУБД
Microsoft Access 2003. Дадим названия
таблицам и атрибутам, определим типы данных и размерность атрибутов. В таблицах
выберем первичные ключи и индексированные поля (таблицы 1-5).

 Таблица 1. Структура таблицы «Рейсы» РБД
«Рейсы – самолеты»












Название
таблицы

Имя
поля

Тип
данных

Размер
поля

Первичный
ключ/

вторичный
ключ/

индексированное
поле

Рейсы

Номер рейса

Текстовый

8

Первичный ключ


Аэропорт отправления

Текстовый

30



Дата отправления

Дата/время




Время отправления

Дата/время




Место прибытия

Текстовый

30



Город прибытия

Текстовый

20



Дата прибытия

Дата/время




Время прибытия

Дата/время




Борт_номер самолета

Текстовый

8



Кол_во мест общее

Текстовый

8


Таблица 2. Структура таблицы «Аэропорты»
РБД «Рейсы – самолеты»

Моделирование системы управления самолётом / Хабр

Здравствуйте!

В предыдущей статье [1] мы рассмотрели некоторые особенности применения библиотеки Python Control Systems Library для проектирования систем управления. Однако, в последнее время широко используется проектирование систем управления с помощью переменных состояния, что значительно упрощает расчёты.

Поэтому, в данной статье на примере системы управления из публикации [2] мы рассмотрим упрощённую модель автопилота с использованием переменных состояния и функций tf, ss библиотеки Control.

Физические основы работы автопилота и системы уравнений полёта

Уравнения, управляющие движением летательного аппарата, представляют собой очень сложный набор из шести нелинейных связанных дифференциальных уравнений. Однако, при определенных предположениях, они могут быть разделены и линеаризованы в уравнения продольных и боковых перемещений. Полёт самолета определяется продольной динамикой.

Рассмотрим работу автопилота, который контролирует высоту воздушного судна. Основные координатные оси и силы, действующие на самолет, показаны на рисунке, приведенном ниже.


Будем считать, что самолет находится в устойчивом полёте с постоянной высотой и скоростью, таким образом, тяга, вес и подъемные силы уравновешивают друг друга в направлениях координатных осей.

Мы также предположим, что изменение угла тангажа ни при каких обстоятельствах не изменит скорость полета (это нереально, но немного упростит решение). В этих предположениях продольные уравнения движения для летательного аппарата могут быть записаны следующим образом:

Обозначения переменных [3]:

Для этой системы вход будет углом отклонения , а выход будет углом тангажа

Введение численных значений в уравнения движения

Прежде чем найти передаточные функции из модели состояния пространства, подключим некоторые числовые значения, чтобы упростить приведенные выше уравнения моделирования:

Эти значения взяты из данных одного из коммерческих самолетов Boeing.

Передаточные функции

Чтобы найти передаточную функцию указанной системы, нам нужно взять преобразование Лапласа из приведенных выше уравнений моделирования. Напомним, что при нахождении передаточной функции должны приниматься нулевые начальные условия. Преобразование Лапласа приведенных уравнений показано ниже.

После нескольких шагов простых алгебраических преобразований, мы должны получить следующую передаточную функцию:

Пространство состояний объекта управления

Признавая тот факт, что приведенные выше уравнения моделирования уже находятся в форме переменных состояния, мы можем переписать их как матрицы, как показано ниже:

Для выходной характеристики модели — угла тангажа, можно записать следующее уравнение:

Исходные данные для моделирования

Следующим шагом будет выбор некоторых критериев проектирования. В этом примере мы разработаем контроллер обратной связи, так что в ответ на команду шага угла тангажа фактический угол наклона тангажа будет меньше 10%, время нарастания менее 2 секунд, время установления менее 10 секунд и установившаяся ошибка менее 2%.

Таким образом, требования к исходным данным следующие:

  • Перегрузка менее 10%
  • Время нарастания менее 2 секунд
  • Время установления менее 10 секунд
  • Стабильная ошибка менее 2%

Моделирование системы управления средствами Python

Теперь мы готовы представлять систему с использованием Python. Ниже приведен листинг модели системы управления в пространстве состояний.

from control import *
num= [1.151, 0.1774] # Числитель передаточной функции
den= [1, 0.739, 0.921,0] # Знаменатель передаточной функции
P_pitch= tf(num, den)
print("Генерация передаточной функции по соотношению (9):\n %s"%P_pitch)
A = [[-0.313, 56.7, 0],[ -0.0139, -0.426, 0], [0, 56.7, 0]];
B = [[0.232], [0.0203],[0]];
C = [[0, 0, 1]];
D =[[0]];
pitch_ss = ss(A,B,C,D)
print ("Модель пространства состояний \n системы   управления по уравнению (10): \n \n %s"%pitch_ss)

Результат роботы программы:

Генерация передаточной функции по соотношению (9):

Модель пространства состояний системы управления по уравнению (10):

A = [[-3.13e-01 5.67e+01 0.00e+00]

[-1.39e-02 -4.26e-01 0.00e+00]

[ 0.00e+00 5.67e+01 0.00e+00]]

B = [[0.232 ]

[0.0203]

[0. ]]

C = [[0 0 1]]

D = [[0]]

Вывод: Средства библиотеки Python Control Systems Library позволяют проводить исследование систем управления во временной области с помощью переменных состояния.

Ссылки:

1. Использование библиотеки Python Control Systems Library для проектирования систем автоматического управления.

2. Aircraft Pitch: System Modeling.

3. Extras: Aircraft Pitch System Variables.

1. Задание………………………………………………………………………… 3

СОДЕРЖАНИЕ

2. Анализ и
описание предметной области
…………………………………… 4

3. Цели и
задачи создания базы данных «Рейсы —
самолеты»
……………….5

4.Проектирование
базы данных
………………………………………………
6

4.1 Входные и выходные данные
задач
…………………………….……6

4.2 Инфологическое проектирование базы
данных
……………….…..7

4.3 Выбор СУБД…………………………………………………..….….
9

4.4 Даталогическое проектирование базы
данных
……………………9

4.4.1. Нормализация отношений………………………………………..10

4.4.2. Определение структуры таблиц
реляционной базы данных
«Рейсы — самолеты»……………………………………………………………..13

5.
Автоматизированная информационная
система на основе базы данных
«Рейсы
— самолеты»
…………………………………………………………….17

5.1 Структура информационной
системы
……………………………..17

5.2 Запросы на выборку данных для решения
поставленных задач…..
23

5.3 Отчеты по результатам решения
задач
………………………….25

5.4. Организация
интерфейса пользователя
…………………………
.26

Приложения……………………………………………………………………..29

Литература………………………………………………………………….…34

  1. ЗАДАНИЕ

Выполнить
проектирование и создать базу данных
«Рейсы – самолеты» для

автоматизации
учета и выдачи сведений о необходимых
рейсах, аэропортах.

  1. АНАЛИЗ И ОПИСАНИЕ
    ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

В наше время
воздушный транспорт, в частности
самолеты, являются наиболее быстрым и
особенно ценится при перемещении на
далекие расстояния. В мире существует
множество аэропортов и соответственно
еще больше рейсов. На самолетах летает
большое количество людей. Для обеспечения
оперативности ведения информации о
самолетах, рейсах, клиентах и аэропортах
необходима автоматизированная система,
основанная на современной базе данных.
Использование базы данных и
автоматизированной системы для работы
с базой данных существенно сократит
время обслуживания клиентов и время
работы сотрудников аэропорта по
систематизации информации о рейсах и
многие другие задачи.

В аэропорту
необходимо хранить разнообразную
информацию о рейсах, чтобы оперативно
можно было определить информацию о
наличии рейсов по определенному маршруту,
о наличии билетов на определенный рейс.
Может существовать следующее ограничение:
самолеты, выпущенные до 1960 года, должны
быть списаны.

  1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
    СОЗДАНИЯ БАЗЫ ДАННЫХ

«РЕЙСЫ – САМОЛЕТЫ»

Проанализировав
предметную область, мы можем сказать,
что разработка базы данных в данной
предметной области актуальна. Целью
разработки
базы данных
«Рейсы – самолеты» и автоматизированной
системы для работы с ней является
повышение качества обслуживания клиентов
и улучшение качества учета данных.

Эти цели могут
быть достигнуты за счет снижения времени
поиска информации о рейсах, самолетах,
о наличии билетов.

Задачами
автоматизированной системы являются:

  1. Подготовка
    информации по рейсам для клиента

  2. Подготовка
    информации о наличии билетов и стоимости
    билетов для клиента

  3. Подготовка
    для клиента информации об аэропортах,
    связанных с необходимым ему рейсом

  4. Подготовка
    списка самолетов на списание

  5. Списание
    самолета по истечению срока годности

  6. Привязка
    определенному рейсу своей стоимости
    билета

  7. Составление
    и редактирование расписания

  1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ
    БАЗЫ ДАННЫХ

    1. Входные
      и выходные данные задач

Входными данными
задач являются:

данные о клиентах,
информация о рейсах, самолетах, аэропортах.

Информация о
рейсах:

номер рейса

аэропорт
отправления

дата отправления

время отправления

место прибытия

город прибытия

дата прибытия

время прибытия

бортовой номер
самолета

количество мест
общее

количество
свободных мест

цена билета

Информация о
самолетах:

бортовой номер
самолета

модель

авиакомпания

максимальная
вместимость

год выпуска

Информация об
аэропортах:

название аэропорта

город аэропорта

страна аэропорта

телефон

юридический
адрес

наличие детской
комнаты

Информация о
клиентах:

номер билета

Фамилия, имя,
отчество

серия и номер
паспорта

адрес

телефон домашний

телефон сотовый

номер рейса

    1. Инфологическое
      проектирование базы данных

На этапе
инфологического проектирования базы
данных строится инфологическая модель
предметной области, которая должна
отражать семантику (смысл взаимосвязи
объектов) предметной области. ИЛМ
строится не для отдельного объекта, а
отображает классы объектов и связи
между ними. Диаграмма, отражающая связи
объектов предметной области, называется
диаграммой ER-типа (так как Entity – сущность,
Relationship – связь).

Выделим
такие сущности:

сущность
«Рейсы»;

сущность
«Самолеты»;

сущность
«Аэропорты»;

сущность
«Клиенты».

Инфологическая
модель базы данных «Рейсы – самолеты»
представлена на рис.1.

Рис.1.
Инфологическая модель предметной
области «Рейсы – самолеты»

Сущность «Рейсы»
содержит информацию обо всех рейсах.
На одном рейсе может лететь много
пассажиров. Сущность «Клиенты» содержит
информацию о пассажирах, которые купили
билеты на какой-то определенный рейс.
Между сущностью «Рейсы» и сущностью
«Клиенты» существует связь типа «1:М».
Сущность «Аэропорты» содержит информацию
об аэропортах. Отдельный экземпляр этой
сущности содержит информацию об одном
аэропорте. Существует связь между
сущностью «Рейсы» и сущностью «Аэропорты»
типа «М:1». Сущность «Самолеты» содержит
информацию о самолетах. Отдельный
экземпляр этой сущности содержит
информацию об одном аэропорте. Между
сущностью «Аэропорты» и сущностью
«Самолеты» существует связь типа «1:М».
Определяются ключи – уникальные
идентификаторы экземпляров каждой
сущности: для сущности «Рейсы» — это
номер
рейса
,
для сущности «Самолеты» —
бортовой
номер

самолета, для сущности «Клиенты» —
номер
билета
,
для сущности «Аэропорты» —
название
аэропорта
.

    1. Выбор СУБД.

Для
проектирования БД «Рейсы — самолеты»
выбираем СУБД
Microsoft
Access
2003.

Microsoft
Access
2003 представляет собой мощную базу данных
(РСУБД), которая предназначена для
создания настольных приложений и
приложений клиент-сервер.

Главной
причиной успеха
Access
является то, что этот продукт позволяет
пользоваться на настольном ПК многими
возможностями систем управления
реляционными базами данных. Однако,
несмотря на всю мощь
Access,
эта настольная РСУБД легка в использовании.
Набор мастеров и разнообразных
вспомогательных средств автоматизирует
выполнение одних и тех же стандартных
процедур, ускоряя создание и изменение
таблиц, запросов, форм, отчётов и диаграмм.
Построители помогают при создании
сложных элементов управления и выражений.

Access
имеет уникальную структуру баз данных,
которая позволяет объединить все
связанные таблицы с данными, а также их
индексы, формы, отчёты и код
VBA
в едином файле базы данных с расширением
*.
mdb.

    1. Даталогическое
      проектирование базы данных

Даталогическим
(логическим) проектированием называют
проектирование логической структуры
БД в среде конкретной СУБД. Выберем в
качестве модели данных реляционную
базу данных (РБД).

Существуют разные
способы проектирования логической
структуры РБД. Рассмотрим способ
проектирования, основанный на анализе
инфологической модели и переходе от
нее к реляционным отношениям.

Для РБД
проектирование логической структуры
заключается в том, чтобы разбить всю
информацию по отношениям, а также
определить состав атрибутов для каждого
из этих отношений. От ER-модели перейдем
к реляционной модели данных (
описать
правила перехода
).

В результате
получили следующие отношения:

Рейсы (Номер
рейса
,
Аэропорт отправления, Дата отправления,
Время отправления, Место прибытия, Город
прибытия, Дата прибытия, Время прибытия,
Бортовой номер самолета, Количество
мест общее, количество свободных мест,
Цена билета)

Самолеты (Бортовой
номер самолета
,
Модель, Авиакомпания, Максимальная
вместимость, Год выпуска)

Аэропорты
(
Название
аэропорта
,
Город, Страна, Телефон, Юридический
адрес, Наличие детской комнаты)

Клиенты
(
Номер
билета
,
Фамилия И.О., Серия и номер паспорта,
Адрес, Телефон домашний, Телефон сотовый,
Номер рейса, Цена билета)

      1. Нормализация
        отношений

Все
отношения находятся в 1-ой нормальной
форме, т.к. не имеют сложных атрибутов.
Функциональные зависимости между
атрибутами отношений приведены на
рис.2.

Отношение
«Рейсы»

номер
рейса

аэропорт
отправления

дата отправления

время отправления

место прибытия

город прибытия

дата прибытия

время прибытия

бортовой номер
самолета

количество мест
общее

количество
свободных мест

цена билета

Отношение
«Самолеты»

бортовой
номер самолета

модель

авиакомпания

максимальная
вместимость

год выпуска

Отношение
«Аэропорты»

название
аэропорта

город
аэропорта

страна
аэропорта

телефон

юридический
адрес

наличие
детской комнаты

Отношение
«Клиенты»

номер
билета

номер
рейса

Фамилия,
имя, отчество

серия
и номер паспорта

адрес

цена
билета

Рис.2. Функциональные
зависимости отношений

Поскольку все
отношения имеют простые ключи, они уже
во 2-ой нормальной форме. Отношения
«Самолеты», «Аэропорты» и «Клиенты»
находятся в 3-ей нормальной форме, т.к.
в них нет транзитивных зависимостей. В
отношении «Рейсы» есть транзитивная
зависимость, значит 3-я нормальная форма
в этом отношении нарушена. Это показано
на рис.3.

Отношение «Рейсы»

номер
рейса

аэропорт
отправления

дата
отправления

время
отправления

место
прибытия

город
прибытия

дата
прибытия

время
прибытия

бортовой
номер самолета

количество
мест общее

количество
свободных мест

цена
билета

Рис.3. Транзитивная
зависимость в отношениях «Рейсы»

Приведем отношение
«Рейсы» к 3-ей нормальной форме, разделив
отношение на два отношения. Назовем их
«Рейсы» и «Места», в отношении «Места»
будет составной ключ, состоящий из двух
атрибутов —
номер рейса и
дата отправления.

Функциональные
зависимости полученных отношений после
приведения к 3-ей нормальной форме
отношений «Рейсы» приведены на рис.4.

Отношение
«Рейсы»

номер
рейса

аэропорт
отправления

дата
отправления

время
отправления

место
прибытия

город
прибытия

дата
прибытия

время
прибытия

бортовой
номер самолета

количество
мест общее

Отношение «Места»

номер
рейса

дата
отправления

количество
свободных мест

цена
билета

Рис.4. Функциональные
зависимости в отношениях «Рейсы»,
«Места»

Даталогическая
модель нормализованных отношений
представлена на рис.5.

РЕЙСЫ

Номер
рейса

Аэропорт
отправления

Дата
отправления

Время
отправления

Место
прибытия

Дата
прибытия

Время
прибытия

Борт.
номер самолета

Кол-во
мест общее

АЭРОПОРТЫ

Название
аэропорта

Город

Страна

Телефон

Юридический
адрес

Наличие
детской комнаты

1 М 1

1

М

м

МЕСТА

Номер
рейса

Дата
отправления

Кол-во
свободных мест

Цена
билета

1

САМОЛЕТЫ

Бортовой
номер

Модель

Авиакомпания

Макс.
вместимость

Год
выпуска

1

КЛИЕНТЫ

Номер
билета

Фамилия,
имя, отчество

Серия
и номер паспорта

Адрес

Телефон
домашний

Телефон
сотовый

Номер
рейса

Цена
билета

М

Рис.5. Даталогическая
модель базы данных «Рейсы – самолеты»

      1. Определение
        структуры таблиц реляционной базы
        данных «Рейсы – самолеты»

Определим
структуры таблиц в среде СУБД
Microsoft
Access 2003. Дадим
названия таблицам и атрибутам, определим
типы данных и размерность атрибутов. В
таблицах выберем первичные ключи и
индексированные поля (таблицы 1-5).

Таблица 1.
Структура таблицы «Рейсы» РБД «Рейсы
– самолеты»

Название
таблицы

Имя
поля

Тип
данных

Размер
поля

Первичный
ключ/

вторичный
ключ/

индексированное
поле

Рейсы

Номер
рейса

Текстовый

8

Первичный
ключ

Аэропорт
отправления

Текстовый

30

Дата
отправления

Дата/время

Время
отправления

Дата/время

Место
прибытия

Текстовый

30

Город
прибытия

Текстовый

20

Дата
прибытия

Дата/время

Время
прибытия

Дата/время

Борт_номер
самолета

Текстовый

8

Кол_во
мест общее

Текстовый

8

Таблица 2. Структура
таблицы «Аэропорты» РБД «Рейсы –
самолеты»

Название
таблицы

Имя
поля

Тип
данных

Размер
поля

Первичный
ключ/

вторичный
ключ/

индексированное
поле

Аэропорты

Название
аэропорта

Текстовый

30

Первичный
ключ

Город

Текстовый

20

Страна

Текстовый

30

Телефон

Числовой

Юридический
адрес

Текстовый

30

Наличие
детской комнаты

Текстовый

4

Таблица 3. Структура
таблицы «Самолеты» РБД «Рейсы – самолеты»

Название
таблицы

Имя
поля

Тип
данных

Размер
поля

Первичный
ключ/

вторичный
ключ/

индексированное
поле

Самолеты

Бортовой
номер

Текстовый

8

Первичный
ключ

Модель

Текстовый

10

Авиакомпания

Текстовый

30

Макс_вместимость

Числовой

Год
выпуска

Числовой

Таблица 4. Структура
таблицы «Клиенты» РБД «Рейсы – самолеты»

Название
таблицы

Имя
поля

Тип
данных

Размер
поля

Первичный
ключ/

вторичный
ключ/

индексированное
поле

Клиенты

Номер
билета

Текстовый

8

Первичный
ключ

Фамилия
И.О.

Текстовый

40

Серия
и номер паспорта

Текстовый

11

Адрес

Текстовый

40

Телефон
домашний

Числовой

Телефон
сотовый

Числовой

Номер
рейса

Текстовый

8

Цена
билета

Денежный

Таблица 5. Структура
таблицы «Места» РБД «Рейсы – самолеты»

Название
таблицы

Имя
поля

Тип
данных

Размер
поля

Первичный
ключ/

вторичный
ключ/

индексированное
поле

Места

Номер
рейса

Текстовый

8

Первичный
ключ

Дата
отправления

Дата/время

Первичный
ключ

Кол-во
свободных мест

Числовой

Цена
билета (руб)

Текстовый

15

Связи между
таблицами в базе данных «Рейсы –
самолеты» представлены на рис. 6.

Рис.6. Связи между
таблицами в базе данных

  1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ
    ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ БАЗЫ
    ДАННЫХ «РЕЙСЫ – САМОЛЕТЫ»

    1. Структура
      информационной системы

Для определения
структуры информационной системы,
необходимо распределить задачи, решаемые
в АИС, по пользователям системы: работник
регистратуры, клиент, администратор.

Работник
регистратуры выполняет следующие
задачи:

  1. Подготовка
    информации по рейсам для клиента

  2. Подготовка
    информации о наличии билетов для клиента

  3. Подготовка
    для клиента информации об аэропортах,
    связанных с необходимым ему рейсом

  4. Редактирование
    информации по клиентам

  5. Редактирование
    информации по билетам

  6. Привязка
    определенному рейсу свои стоимости
    билетов по классам мест

Клиент имеет
возможность:

  1. Просматривать
    данные о наличии билетов и их стоимости

  2. Просматривать
    расписание

  3. Просматривать
    информацию об аэропортах

Администратор:

  1. Подготовка
    списка самолетов на списание

  2. Списание
    самолетов по истечению срока годности

  3. Просмотр и
    редактирование информации по рейсам,
    самолетам, аэропортам

Информационную
систему «Рейсы – самолеты» можно
представить в виде 3-х подсистем (рис.7):

§ 3. Пример структурной модели предметной области

§ 3.  Пример
структурной модели предметной области

Разберем пример на построение структурной модели реальной системы. В качестве объекта для
моделирования (предметной об­ласти) выберем процесс приема абитуриентов в высшее учебное заведение. Пусть это будет университет.

 Построение модели начинается с системного анализа предмет­ной области. В данном случае
предметной областью является работа приемной комиссии университета. Представим себя в роли системных аналитиков и начнем работу.

 Поставленная нами задача является непростой. Процесс прие­ма в университет проходит
через несколько стадий. Опишем их.

 1. Подготовительный этап: предоставление информации о вузе, его факультетах для
принятия решения молодыми людьми о поступлении на конкретный факультет, на конкретную специальность.

 2. Прием документов от абитуриентов, оформление докумен­тации.

 3. Сдача абитуриентами приемных экзаменов, обработка ре­зультатов экзаменов.

 4. Процедура зачисления в университет по результатам экзаменов.

 

Все эти этапы связаны с получением, хранением, обработкой и передачей информации, т. е. с
осуществлением информацион­ных процессов.

 На первом, подготовительном этапе от нашей информацион­ной модели в первую очередь
потребуются сведения о плане прие­ма в университет: на каких факультетах какие специальности от­крыты для поступления; сколько человек принимается на каж­дую специальность. Кроме того,
абитуриентов (и их родителей) интересует, какие вступительные экзамены сдаются на каждом факультете, какие засчитываются по результатам ЕГЭ.

 На втором этапе приемная комиссия будет получать и обра­батывать информацию,
поступающую от абитуриентов, подающих заявления в университет.

 На третьем этапе приемная комиссия будет заносить в инфор­мационную базу результаты ЕГЭ
и вступительных экзаменов для каждого поступающего.

 Наконец, на четвертом этапе в систему вносятся окончатель­ные результаты приема:
сведения для каждого абитуриента о том, поступил он в университет или нет.

 Все данные, о которых говорилось выше, могут быть объеди­нены в трехуровневую
иерархическую структуру, представленную в виде графа на рис. 1.8. За каждой из вершин этого графа кроется

совокупность данных по каждому из названных (записан­ных в овале) объектов. Эти совокупности
данных сведем к табли­цам, т. е. получим структуру данных в форме табличной модели.

 

Для каждого уровня дерева 1.8 создается таблица своего типа. Вот как выглядят таблицы для
уровней факультетов и специаль­ностей (табл. 1.1 и 1.2).

Таблицы 1.1 и 1.2 представляют собой экземпляры таблиц ФАКУЛЬТЕТЫ и
СПЕЦИАЛЬНОСТИ. При описании структуры таблицы достаточно указать ее имя и перечислить заголовки всех столбцов.

Третий уровень дерева начинает формироваться на втором эта­пе работы приемной комиссии. В это
время абитуриенты пишут заявления о допуске к поступлению, сдают необходимые докумен­ты (копии паспорта, школьного аттестата и др.), заполняют анке­ту. Каждому абитуриенту присваивается его
личный идентифика­тор — номер регистрации. Далее под этим номером он будет фигу­рировать во всех документах.

 На каждого абитуриента готовится анкета, куда заносятся его исходные данные (фамилия,
имя, отчество, дата рождения и дру­гие сведения, нужные приемной комиссии), сведения о факульте­те и специальности, на которую он поступает.

 В процессе сдачи экзаменов (на третьем этапе) в анкету будут заноситься полученные
оценки. Последней записью в анкете бу­дет запись «зачислен» или «не зачислен». Всю таблицу с перечис­ленными данными назовем АБИТУРИЕНТЫ.

У вас может возникнуть вопрос: как в трех полученных таб­лицах отражена связь между ними,
которая явно обозначена на графе — рисунке 1.8? Такая связь между таблицами существует за счет имеющихся в них общих (совпадающих) полей. В таб­лицах ФАКУЛЬТЕТЫ и
СПЕЦИАЛЬНОСТИ есть общее поле «Название факультета». В таблицах СПЕЦИАЛЬНОСТИ и АБИТУРИЕНТЫ общим полем является «Название специальнос­ти».
Благодаря этому всегда можно понять, на какую специаль­ность поступает данный абитуриент, а через информацию о спе­циальности можно узнать, на какой факультет он поступает. Здесь предполагается,
что названия специальностей на разных факультетах не повторяются, как это и принято в вузах.

 Подведем итог: нами построена структура данных, состоящая из трех взаимосвязанных
таблиц, являющаяся табличной формой информационной модели предметной области «Приемная кампа­ния в университете».

Вопросы и задания

1. а) Перечислите задачи, которые должна решать проектируемая инфор­мационная модель приемной кампании в университет.

   б)  Какая информация представляется важной при приеме в вуз с точки зрения поступающего? С точки зрения вуза?

2. Разработайте по аналогии информационную модель «Школа». Модель должна быть представлена в графической и табличной формах.

Гибридная бизнес модель авиакомпаний — Блог про авиацию — LiveJournal

Представление о перевозках как о дорогой и статусной услуге бытовало в авиации с момента ее создания. Авиакомпании возили дорого, статусно, с живой музыкой в салонах, икрой и шампанским. Со временем отношение к пассажирам стало проще, но авиаперелет могли позволить себе лишь немногие – вплоть до появления низкозатратных авиакомпаний (именно так лучше всего переводить термин Low Cost Carrier).

«Гибридная» концепция быстро распространяется среди авиакомпаний. Согласно этой концепции, стандарты комфорта высоки, однако дополнительные услуги по прежнему оплачиваются отдельно.  Предполагается, что услугами таких авиакомпаний могут пользоваться даже люди с высоким достатком без ущерба для своей репутации.

Первые лоукостеры появились в США в 1978 году. Пионером на рынке стала американская компания Southwest, которая применила инновационную бизнес-модель, вскоре подхваченную по всему миру. Тогда пассажиры впервые ощутили на себе экономию на всем. Но никто не жаловался, так как цена на авиабилеты была шокирующее низкой. В то же время, пассажиры, которые пользовались услугами традиционных авиакомпаний на протяжении многих лет, испытывали неудобства при использовании бюджетных авиакомпаний. Многим хотелось летать дешево, но с удобствами. Следуя пожеланиям пассажиров, компании стали улучшать свой сервис. Так родилась концепция «гибридной» авиакомпании.

Затем процесс перекинулся на Европу, которая начала создавать единый авиарынок с 1993 года. Постепенно «ветер перемен» захватил практически весь мир.

Авиакомпании-лоукостеры совершили революцию в умах пасажиров. Оказалось, что путешествовать для человека не просто естественно – естественно не тратить на это много времени и денег. Сильно помогло развитие интернета, электронной коммерции и свобода перемещения внутри ареалов распространения лоукостеров (например, в Северной Америке или Европейском Союзе). Все бросились продавать и покупать авиабилеты дешево.

Потом оказалось, что продавать билеты дешево умеют все авиакомпании, осталось только научиться продавать их дорого, чтобы компенсировать убытки, генерируемые на дешевых билетах. Редкие из десятков создаваемых низкобюджетных авиакомпаний работали с прибылью, остальные генерировали убытки до самой смерти. Но те компании, которые смогли получить прибыль, выросли до гигантских размеров: Ryanair, Southwest, easyJet, GOL перевозят на четверых больше 220 млн. пассажиров в год.

Принципиальное отличие низкобюджетных авиакомпаний от «традиционных» строилось на четырех базовых пунктах: одноклассной компоновке воздушных судов, построению тарифов «по меню» (когда все дополнительные услуги приобретаются отдельно), отсутствии стыковочных рейсов и полном доминировании онлайн-продаж. Другие особенности (выбор второстепенных аэропортов, унификация флота и т.д.) больше относятся к снижению издержек, нежели к ориентации на целевые группы потребителей.

Путей к прибыльности оказалось ровно два: либо научиться продавать дорогие билеты, либо порезать издержки до минимально возможных. Со временем «массив» авиакомпаний, так или иначе причастных к лоукост-движению, получил выраженную сегментацию на собственно низкозатратные компании (Ryanair, Wizz Air, Vueling, Air Asia и т.д.) и на «дискаунтеров», которые совмещают в себе технологии работы и тех, и других, при этом получая возможность продавать часть билетов по дисконтным тарифам. Впрочем, большинство пассажиров и неспециалистов принципиальной разницы между «лоукостерами» и «гибридами» не видят. Вариантов гибридных моделей оказалось много, и почти каждая авиакомпания нашла свою неповторимую рыночную нишу. Правда, некоторые рыночные ниши оказались настолько неповторимыми, что их так и не смогли найти потребители.

В итоге, с 1978 по 2008 годы на рынке авиаперевозок доминировала тенденция к дивергенции между традиционными сетевыми авиакомпаниями и низкобюджетными, которые отдалялись друг от друга, как по уровням тарифов, так и по наборам услуг. Наступивший экономический кризис больно ударил по гражданской авиации, и многие авиакомпании задумались над тем, как привлечь дополнительных клиентов не из числа тех, кто не летает, а из тех, кто летает, но «в другом классе».  Началась конвергенция: лоукостеры добавляли нехарактерные для них услуги, прежде всего трансфер и гибкие «пакетные» тарифы, а «сетевики» отнимали у пассажиров бесплатный багаж и питание на борту. И добились в этом успехов – доходы американских авиакомпаний (как традиционных, так и бюджетных) от дополнительных услуг в прошлом году превысили 7,8 млрд. долларов!

Практически три четверти вновь созданных авиакомпаний в мире рекламируют себя как low cost. Таким образом, рынок бюджетных авиаперевозок уже сейчас находится в стадии высокой конкуренции, однако аналитики считают, что его рост все еще продолжится в ближайшем будущем.Новым бюджетным авиакомпаниям приходится предлагать расширенный перечень услуг по низким ценам, чтобы иметь возможность получить свою долю рынка.  Это приобретает массовый характер, таким образом, создается новый глобальный тренд. В свою очередь, давно существующим low cost авиакомпаниям приходится участвовать в этом движении, поскольку они не хотят потерять своих пассажиров.

Бюджетная авиакомпания Virgin Blue, работающая в тихоокеанском регионе, объявила о запуске новой бизнес-модели в 2011 году. Авиакомпания планирует вернуться к трем классам обслуживания (первый класс, бизнес-класс, эконом-класс), поскольку некоторая доля пассажиров намеренно избегает летать бюджетными авиакомпаниями, так как не удовлетворена ассортиментом и качеством сервиса. Генеральный директор Virgin Blue, Бретт Годфри: «Мы уверены в росте рынка авиаперевозок для среднего класса в Азии и в Австралии. Амбиции людей и их доходы постоянно растут, поэтому они вполне могут стать участниками этого рынка».

Наиболее удачным примером оказалась авиакомпания airBaltic, которая до кризиса занимала узкую нишу перевозок из/в Латвии. Но, перейдя на построение тарифа a la carte и создав удобный механизм стыковок через хаб в Риге, она смогла перехватить на себя транзитные потоки из всей Северной Европы и России. Немало в этом ей поспособствовало непростое положение конкурентов – банкротство литовской flyLAL и российской «КД авиа», а также перманентные трудности у Estonian Air, Finnair и SAS. Для повышения потребительской лояльности (опять же – дань бизнес-пассажирам) во второй половине 2009 года airBaltic ввела программу лояльности BalticMiles.

Крупнейший европейский «гибрид» airberlin в 2009 году перевез больше 30 млн пассажиров (c австрийской Niki), американские AirTran и JetBlue – 24 и 22,5 млн. пассажиров. Интересная модель появилась у ирландской Aer Lingus – на европейских она выступает как бюджетный перевозчик, но использует их фидерный потенциал для подпитки трансатлантических рейсов, на которых она работает по традиционной модели. Иначе конкурировать в Европе с Ryanair было невозможно.

Germanwings, низкобюджетная «дочка» немецкой Lufthansa, недавно ввела удобную систему пересадок через три базовых аэропорта в Кельне, Штутгарте и Берлине (Шёнефельд). Собственная бонусная программа germanwings состыкована с «материнской» Miles&More.

В то же время, нашлись и противники новой бизнес-модели. По их мнению, соединение двух потребительских рынков может быть достаточно трудным процессом, к тому же не особенно эффективным.  Впрочем, последователей ортодоксальной бизнес-модели low cost нашлось не много. В общем и целом представители авиакомпаний и эксперты пришли к единому мнению о том, что такая эволюция неизбежна.

Другой путь – создание нескольких классов комфортности в одном самолете. Для настоящих low cost авиакомпаний такое не приемлемо, поскольку выделение в салоне самолета первого класса сразу же снижает общую вместимость самолета, что неизбежно ведет к увеличению стоимости билета даже для тех пассажиров, которые летят эконом-классом, но это может быть оправдано также тем, если суммарная стоимость билетов бизнес класса равна или же больше, чем стоимость недополученной прибыли

Важная услуга на борту самолетов – питание. В том или ином виде оно присутствует у любой авиакомпании, даже у ортодоксальной бюджетной. Разница лишь в том, включено ли питание в стоимость билета или оплачивается дополнительно непосредственно на борту самолета. В этом плане гибридные авиакомпании ничем не отличаются от истинного low cost.

Как мы видим, «гибрид» до сих пор термин достаточно расплывчатый. По многим пунктам эта концепция совпадает с low cost. Насколько обосновано выделение «гибридных» авиакомпаний в отдельный класс – вопрос, на наш взгляд, спорный, поскольку вся разница может заключаться разве что в компановке салона самолета. А высокий уровень сервиса, который все равно оплачивается пассажирами дополнительно, должен являться целью любой авиакомпании.

Но в чём же главная разница этой бизнес модели? В прошлом посте была рассмотрена таблица, в которой были показаны различия между бюджетной и традиционной авиакомпанией. Рассмотрим данную таблицу ещё раз. Данная бизнес модель объединяет самое лучшее из двух бизнес моделей:

  • Бренд: Обширный бренд: «цена и сервис»
  • Цена: Простое строение цены
  • Распостранение: Интернет, прямой заказ, туристические фирмы
  • Регистрация на рейс (check-in): Билет и без билета (распечатка из интернета)
  • Аэропорты, в которые открываются маршруты: Основные  («примарные») и Второстепенные
  • Структуры системы маршрутов: Ступица и спицы («hub and spoke»)
  • Количество пассажирских классов: Больше чем 1
  • Во время полёта: Платить за все экстры
  • Использование самолётов: Интенсивное
  • Время разворота в аэропорту: Медленно, больше 25 минут
  • Продукт: Большое количество интенгрированых продуктов
  • Допольнительная прибыль: Реклама + продажи на борту
  • Места в самолёте: Резервации, больше места
  • Сервис на борту самолёта: Надёжный качественный сервис
  • Главный фокус: Полёты, обслуживание других самолётов, грузовые перевозки
  • Целевая группа: Туристы и бизнесмены

Сейчас «гибридные» авиакомпании пользуются спросом на тех направлениях, где в самолете требуется провести 3 часа и более. Удобство во время длительного перелета значит много для пассажиров. Специально для таких авиакомпаний разрабатываются новые разновидности пассажирских кресел, которые позволяют увеличить свободное пространство в салоне оставаясь по прежнему удобными.

Классы авиамоделей | Федерация авиамодельного спорта России

За многие годы развития в авиамоделизме возникло большое количество классов моделей, сгруппированых по основным признакам:

Класс F-1 «Свободнолетающие модели»  

Свободнолетающими называются модели никак не связанные с человеком после начала самостоятельного полета. Эти модели не управляются ни радиоволнами, ни кордами а исключительно теми устройствами, которые находятся на самой модели и без участия человека сами управляют полетом! Мастерство конструктора заключается в создании планера, способного парить в воздушных потоках как можно дольше и тщательной настройке всех механизмов модели, которые вовремя отклонят нужные рули и позволят модели лучшим образом уловить восходящий поток! 

Класс F-2 «Кордовые модели»

Кордовыми ( от французского слова корд — веревка) называются модели связанные с человеком двумя крепкими нитями, по которым передается управление от пилота к модели. Летают такие модели по кругу или полусфере, центром которой является пилот с ручкой управления в руках. Почти все они могут выполнять фигуры высшего пилотажа, но только вдоль поперечной оси модели — это всевозможные петли, восьмерки, квадраты и треугольники, многочисленные комбинации фигур и любые криволинейные траектории.

В зависимости от класса моделей их назначение, внешний вид и способность меневрировать сильно отличаются и более подробно об этом можно прочитать в описании каждого класса.  

Класс F-3 «Радиоуправляемые модели»

Радиоуправляемыми называются модели управление которыми происходит через радиоволны. Пилот через специальный передатчик подает команды приемнику на модели и управляет всеми рулями и механизмами самолета. Радиоуправляемые модели наиболее сложный класс в авиамоделизме, в них могут быть реализованы все технические решения, что существуют в современной авиации, от простого управления рулями высоты, до сложных закрылков, убирающихся шасси, управления газом поршневых двигателей и даже поворотом сопла на моделях с реактивными двигателями. Эти модели могут выполнять все фигуры высшего пилотажа в любой плоскости и по любой траектории. Способность маневрировать зависит лишь от конструкции и назначения модели.

Класс F-4 «Модели — копии»

Радиоуправляемыми называются модели управление которыми происходит через радиоволны. Пилот через специальный передатчик подает команды приемнику на модели и управляет всеми рулями и механизмами самолета. 

Класс F-5 «Модели с электродвигателем»

Описание класса  и вида моделей внутри класса готовится профильным Комитетом. 

Класс F-6 «Инновационные модели»

Радиоуправляемыми называются модели управление которыми происходит через радиоволны. Пилот через специальный передатчик подает команды приемнику на модели и управляет всеми рулями и механизмами самолета. 

Класс F-7 «Аэростаты»

Описание класса  и вида моделей внутри класса готовится профильным Комитетом. 

Класс S «Модели ракет»

Модель ракеты — это модель, поднимающаяся в воздух без использования аэродинамических подъемных сил для преодоления силы тяжести, приводимая в движение с помощью ракетного двигателя (-ей) и включающая в себя устройства для безопасного возвращения на землю в состоянии,  позволяющем ее повторное использование. Модели ракет изготавливаются  в основном из неметаллических материалов и подразделяются на двенадцать категорий.

Подробнее обо всех классах читайте в соответствующих разделах справа.

За  столетие  летательные  модели  существенно  совершенствовались.  Технический  прогресс  поднял  авиамоделизм  на  грандиозную  высоту. Но  даже  на  этом  уровне  нет  предела  для  развития,  соревнования  разработчиков  чудо-техники  и  спортсменов, управляющих  летательными аппаратами.

Ваш репост этого материала помогает жить авиамодельному спорту!


Компоненты и конструкция самолета

Компоненты и конструкция самолета

верхний
Меню

  • Планер — это основная конструкция самолета, конструкция которой выдерживает аэродинамические силы и нагрузки.
    • Напряжения включают вес топлива, экипажа и полезной нагрузки
  • Несмотря на схожую концепцию, самолеты можно разделить на несъемные и винтокрылые.
  • Самолет управляется вокруг своей поперечной, продольной и вертикальной осей за счет отклонения поверхностей управления полетом
  • Эти устройства управления представляют собой шарнирные или подвижные поверхности, с помощью которых пилот регулирует положение самолета во время взлета, маневрирования в полете и посадки
  • Управляются пилотом через соединительную тягу с помощью педалей руля направления и ручки управления или колеса
    • основное структурное подразделение
    • профилей для подъемной силы
      • элероны, руль высоты, рули
      • подвижных триммера, расположенных на основных управляющих поверхностях
      • Закрылки, спойлеры, скоростные тормоза и предкрылки
  • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям,
    Monocoque

  • Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям,
    Полумонокок

  • Фюзеляж — основная конструктивная единица самолета
  • Фюзеляж предназначен для размещения экипажа, пассажиров, груза, приборов и другого необходимого оборудования
    • Конструкция фюзеляжей самолетов эволюционировала от ранних деревянных ферменных конструкций до монококовых оболочек и нынешних полумонококовых оболочек.
        • В этом методе строительства прочность и жесткость достигаются путем соединения труб (стальных или алюминиевых) с получением ряда треугольных форм, называемых фермами.
          • Отрезки труб, называемые лонжеронами, привариваются по месту, образуя прочный каркас
          • Вертикальные и горизонтальные стойки приварены к лонжеронам и придают конструкции квадратную или прямоугольную форму при взгляде с торца
          • Дополнительные стойки необходимы для противодействия нагрузке, которая может исходить с любого направления
          • Стрингеры и переборки или каркасы добавляются для придания формы фюзеляжу и поддержки покрытия
        • По мере развития дизайна эти конструкции были ограждены сначала тканью, а затем металлами.
        • Эти обновления обтекаемой формы и повышенной производительности
        • В некоторых случаях внешняя обшивка может выдерживать все или большую часть полетных нагрузок
    • Фюзеляж самолета

    • В большинстве современных самолетов используется форма этой напряженной обшивки, известная как конструкция монокока или полумонокока.
        • В конструкции Monocoque (по-французски «одинарная оболочка») используется напряженная оболочка для поддержки почти всех нагрузок, как в алюминиевой банке для напитков
        • В конструкции монокока буровые установки, каркасы и переборки различных размеров придают форму и прочность напряженной обшивке фюзеляжа [Рис. 1]
        • Несмотря на то, что конструкция монокока очень прочная, она не очень устойчива к деформации поверхности
        • Например, алюминиевый напиток может выдерживать значительные усилия на концах банки, но если сторона банки слегка деформируется, выдерживая нагрузку, она легко разрушается
        • Поскольку большая часть скручивающих и изгибных напряжений переносится на внешнюю обшивку, а не на открытый каркас, необходимость во внутренних распорках была устранена или уменьшена, что позволило сэкономить вес и увеличить пространство.
        • Один из примечательных и новаторских методов использования конструкции монокока был использован Джеком Нортропом.
        • В 1918 году он разработал новый способ создания фюзеляжа-монокока, который использовался для Lockheed S-1 Racer
        • .

        • В технике использовались две формованные фанерные полуоболочки, которые были склеены вокруг деревянных обручей или стрингеров.
        • Для изготовления полуоболочек вместо того, чтобы наклеивать множество полос фанеры на форму, три больших набора еловых полос были пропитаны клеем и уложены в полукруглую бетонную форму, которая выглядела как ванна
        • Затем под плотно зажатой крышкой в ​​полость надували резиновый баллон для прижатия фанеры к форме
        • Двадцать четыре часа спустя гладкая полуоболочка была готова для соединения с другой для создания фюзеляжа.
        • Две половинки были толщиной менее четверти дюйма каждая
        • Несмотря на то, что они использовались в ранний период авиации, монококовые конструкции не возродились в течение нескольких десятилетий из-за сопутствующих сложностей.
        • Повседневные примеры конструкции монокока можно найти в автомобилестроении, где цельный корпус считается стандартом при производстве
        • В конструкции полумонокока, частично или наполовину, используется основание, к которому крепится обшивка самолета.Подконструкция, состоящая из переборок и / или каркасов различных размеров и стрингеров, усиливает напряженную обшивку, снимая часть напряжения изгиба с фюзеляжа. Основная часть фюзеляжа также включает точки крепления крыла и брандмауэр. На однодвигательных самолетах двигатель обычно крепится к передней части фюзеляжа. Между задней частью двигателя и кабиной или кабиной экипажа имеется противопожарная перегородка для защиты пилота и пассажиров от случайного возгорания двигателя.Эта перегородка называется брандмауэром и обычно изготавливается из жаропрочного материала, например из нержавеющей стали. Однако новый процесс строительства — это интеграция композитов или самолетов, полностью сделанных из композитов [Рис. 2]
  • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, моноплан (слева) и биплан (справа)

  • Распорка крыла

  • Крылья — это профили, прикрепленные к каждой стороне фюзеляжа и являющиеся основными подъемными поверхностями, которые поддерживают самолет в полете
  • .

  • Крылья могут быть прикреплены к верхней («высокое крыло»), средней («среднее крыло») или нижней («низкорасположенное») части фюзеляжа.
  • Количество крыльев тоже может быть разным
    • Самолеты с одним набором крыльев называются монопланами, а с двумя наборами — бипланами [Рис. 4]
  • Крыло Конструкция

  • Многие самолеты с высокорасположенным крылом имеют внешние подкосы или стойки крыла, которые передают полетные и посадочные нагрузки через стойки на основную конструкцию фюзеляжа [Рис. 5]
  • Поскольку стойки крыла обычно крепятся примерно на полпути к крылу, этот тип конструкции крыла называется полуконтилеверной.
  • Некоторые самолеты с высокорасположенным крылом и большинство самолетов с низкорасположенным крылом имеют полностью свободнонесущее крыло, предназначенное для несения нагрузок без внешних подкосов
  • Основными конструктивными элементами крыла являются лонжероны, нервюры и стрингеры [Рис. 6]
  • Они усилены фермами, двутавровыми балками, трубами или другими устройствами, в том числе обшивкой.
  • Неровности крыла определяют форму и толщину крыла (профиля)
  • В большинстве современных самолетов топливные баки либо являются неотъемлемой частью конструкции крыла, либо состоят из гибких контейнеров, установленных внутри крыла
  • К задней или задней кромке крыльев прикреплены два типа рулевых поверхностей, называемые элеронами и закрылками
    • Варианты конструкции предоставляют информацию о влиянии органов управления на подъемные поверхности от традиционных крыльев до крыльев, которые используют как изгиб (из-за вздутия), так и смещение (за счет изменения ЦТ самолета).Например, крыло самолета, управляющего смещением груза, имеет большую стреловидность, чтобы уменьшить сопротивление и позволить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рис. 3-9] Справочники, относящиеся к большинству категорий самолетов, доступны для заинтересованных пилотов и могут быть найдены на веб-сайте Федерального авиационного управления (FAA) по адресу www.faa.gov
    • Элероны (по-французски «маленькое крыло») — это управляющие поверхности на каждом крыле, которые управляют самолетом вокруг его продольной оси, позволяя ему «катиться» или «крениться».
      • Это действие приводит к развороту самолета в направлении крена / крена
      • При отклонении элеронов возникает асимметричная подъемная сила (крутящий момент) относительно продольной оси и сопротивление (неблагоприятный рыскание).
    • Они расположены на задней (задней) кромке каждого крыла рядом с внешними законцовками.
      • Они простираются примерно от середины каждого крыла к его кончику и движутся в противоположных направлениях, создавая аэродинамические силы, заставляющие самолет крениться
    • Хомут управляет аэродинамическим профилем через систему тросов и шкивов и действует в противоположном имении.
      • Хомут «поворачивается» влево: левый элерон поднимается, уменьшая развал и угол атаки правого крыла, что создает подъемную силу вниз.
        • В то же время правый элерон опускается, увеличивая развал и угол атаки, что увеличивает подъемную силу вверх и заставляет самолет поворачивать налево.
      • Хомут «поворачивается» вправо: правый элерон поднимается, уменьшая развал и угол атаки правого крыла, что создает подъемную силу вниз.
        • В то же время левый элерон опускается, увеличивая развал и угол атаки левого крыла, что создает подъемную силу вверх и заставляет самолет поворачиваться вправо
    • Хотя это редкость, некоторые элероны имеют триммеры, которые снижают давление на ярмо на элеронах для качения.
    • Справочник по пилотированию самолета, Типы профилей

    • Форма и конструкция крыла зависят от типа операции, для которой предназначен самолет, и адаптированы к конкретным типам полета: [Рисунок 7]
        • Прямоугольные крылья лучше всего подходят для учебных самолетов, а также для низкоскоростных самолетов
        • Разработан с закруткой для сваливания в первую очередь у основания крыла, чтобы обеспечить управление элеронами в сваливании
        • Эллиптические крылья наиболее эффективны, но их сложно изготовить (спитфайр)
        • Более эффективно, чем прямоугольное крыло, но проще в изготовлении, чем эллиптическое крыло
        • Обычно ассоциируется с обратной стреловидностью, но также может быть развернутой — предисловие
        • Стреловидные крылья лучше всего подходят для высокоскоростных самолетов для задержки тенденции к Маха
        • Срыв в первую очередь у кончиков, что ухудшает характеристики сваливания
        • Преимущества стреловидного крыла с хорошей конструктивной эффективностью и малой лобовой площадью
        • Недостатками являются низкая нагрузка на крыло и большая площадь смачиваемой поверхности, необходимые для достижения аэродинамической устойчивости.
    • Эти конструктивные изменения обсуждаются в главе 5 «Аэродинамика полета», в которой приводится информация о влиянии средств управления на подъемные поверхности от традиционных крыльев до крыльев, которые используют как изгиб (из-за вздутия), так и смещение (за счет изменения ЦТ самолета). .Например, крыло самолета, управляющего смещением груза, имеет большую стреловидность, чтобы уменьшить сопротивление и позволить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рис. 3-9] Справочники, относящиеся к большинству категорий самолетов, доступны для заинтересованных пилотов и могут быть найдены на веб-сайте Федерального авиационного управления (FAA) по адресу www.faa.gov
  • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, компоненты оперения

  • Справочник пилота по авиационным знаниям, компоненты стабилизатора

  • Обычно известное как «хвостовое оперение», оперение включает всю хвостовую группу, которая состоит из неподвижных поверхностей, таких как вертикальное оперение или стабилизатор и горизонтальный стабилизатор; подвижные поверхности, включая триммер руля и триммера руля направления, а также триммер руля высоты и руля высоты
  • Эти подвижные поверхности используются пилотом для управления горизонтальным вращением (рыскание) и вертикальным вращением (тангаж) самолета.
  • В некоторых самолетах вся горизонтальная поверхность оперения может регулироваться из кабины как единое целое с целью управления углом тангажа или дифферента самолета.Такие конструкции обычно называют стабилизаторами, летающими хвостами или хвостами плит
  • .

  • Таким образом, оперение обеспечивает самолету балансировку (устойчивость) в продольном и прямом направлениях, а также дает пилоту возможность управлять самолетом и маневрировать.
    • Руль направления используются для управления направлением (влево или вправо) «рыскания» относительно вертикальной оси самолета.
    • Как и другие основные рулевые поверхности, руль направления представляет собой подвижную поверхность, шарнирно прикрепленную к неподвижной поверхности, которая в данном случае является вертикальным стабилизатором или стабилизатором
    • Его действие очень похоже на действие лифта, за исключением того, что он качается в другой плоскости — из стороны в сторону, а не вверх и вниз.
      • Не используется для поворота самолета, как часто ошибочно полагают.
      • На практике вход управления элеронами и рулем направления используется вместе для поворота самолета, причем элероны определяют крен
        • Эта взаимосвязь имеет решающее значение для поддержания координации или создания пробки
        • Неправильно повернутые повороты на низкой скорости могут вызвать вращение
    • Руль

    • управляется пилотом ногами через систему тросов и шкивов:
      • «Шаг» на правой педали руля направления: руль перемещается вправо, создавая рыскание вправо
      • «Шаг» на левой педали руля направления: руль перемещается влево, создавая рыскание влево
    • Руль высоты, прикрепленный к задней части горизонтального стабилизатора, используется для перемещения носовой части самолета вверх и вниз во время полета
    • .

    • Второй тип конструкции оперения не требует лифта
    • Вместо этого он включает цельный горизонтальный стабилизатор, который поворачивается от центральной точки шарнира
    • Этот тип конструкции называется стабилизатором и перемещается с помощью колеса управления, так же, как перемещается лифт
    • Например, когда пилот тянет штурвал назад, стабилизатор поворачивается так, что задняя кромка перемещается вверх
    • Это увеличивает аэродинамическую нагрузку на хвостовую часть и заставляет нос самолета подниматься вверх.Стабилизаторы имеют противозадирный язычок, проходящий поперек их задней кромки [Рисунок 3-11]
    • Язычок антисерво перемещается в том же направлении, что и задняя кромка стабилизатора, и помогает сделать стабилизатор менее чувствительным.
    • Язычок анти-сервопривода также действует как триммер для снятия управляющего давления и помогает удерживать стабилизатор в желаемом положении
  • Пульт управления полетом

  • Поверхности управления полетом состоят из основного, дополнительного и вспомогательного органов управления [Рис. 10]
    • Выступы — это небольшие регулируемые аэродинамические приспособления на задней кромке руля
    • Эти подвижные поверхности снижают давление на органы управления
    • Триммер контролирует нейтральную точку, как балансировка самолета на шкворне с несимметричными грузами
    • Это делается либо с помощью триммера (небольшие подвижные поверхности на поверхности управления), либо путем смещения нейтрального положения всей поверхности управления вместе
    • Эти выступы могут быть установлены на элеронах, руле направления и / или руле высоты.
      • Сила воздушного потока, ударяющего по язычку, заставляет основную поверхность управления отклоняться в положение, которое корректирует неуравновешенное состояние самолета
      • Правильно сбалансированный самолет, если его потревожить, попытается вернуться в свое предыдущее состояние из-за устойчивости самолета
      • Триммирование — это постоянная задача, которая требуется после любого изменения настройки мощности, скорости полета, высоты или конфигурации.
      • Правильная балансировка снижает рабочую нагрузку пилота, позволяя отвлечь внимание на что-то другое, что особенно важно для полетов по приборам
      • Триммеры управляются с помощью системы тросов и шкивов.
        • Триммер отрегулирован вверх: триммер опускается, создавая положительный подъем, опуская нос
          • Это движение очень незначительное
        • Триммер отрегулирован вниз: триммер поднимается, создавая положительный подъем, поднимая нос
          • Это движение очень незначительное
      • Чтобы узнать больше о том, как использовать триммер в полете, см. Дифферент самолета
      • Вкладки сервопривода похожи на триммеры в том смысле, что они представляют собой небольшие второстепенные элементы управления, которые помогают снизить рабочую нагрузку пилота за счет уменьшения усилий.
      • Однако определяющее различие заключается в том, что эти вкладки работают автоматически, независимо от пилота.
          • Также называется вкладкой антибалансировки. Это выступы, которые перемещаются в том же направлении, что и поверхность управления.
          • Выступы, которые перемещаются в направлении, противоположном направлению поверхности управления
    • Предкрылки являются частью системы управления полетом, создавая дополнительную подъемную силу на низких скоростях
    • Крепятся к передней кромке крыльев и предназначены для управления пилотом или автоматически бортовым компьютером.
    • Предкрылки увеличивающие развал крыльев / профиль
    • За счет выдвижения предкрылков создается дополнительная подъемная сила, когда самолет летит на более низкой скорости, обычно при взлете и посадке
    • Закрылки являются частью системы управления полетом
    • Крепится к задней кромке крыльев и управляется пилотом из кабины
    • Путем выпуска закрылков создается дополнительная подъемная сила, когда самолет летит на более низкой скорости, обычно при взлете и посадке
    • Предкрылки и закрылки используются вместе друг с другом для увеличения подъемной силы и запаса сваливания за счет увеличения общего развала крыльев, что позволяет самолету сохранять управляемый полет на более низких скоростях.
    • Закрылки выходят наружу от фюзеляжа почти до середины каждого крыла
    • Закрылки обычно находятся на одном уровне с поверхностью крыла во время крейсерского полета
    • В раскрытом состоянии закрылки одновременно опускаются вниз для увеличения подъемной силы крыла при взлете и посадке [Рис. 3-8]
  • поверхностей управления, которые управляют самолетом вокруг его боковой оси, позволяя ему двигаться по тангажу
    • Подъемники крепятся к горизонтальной части оперения — горизонтальному стабилизатору.
      • Исключение составляют те установки, где вся горизонтальная поверхность представляет собой цельную конструкцию, которую можно отклонять вверх или вниз для обеспечения контроля в продольном направлении и обрезки.
    • Изменение положения руля высоты приводит к изменению изгиба профиля, что увеличивает или уменьшает подъемную силу
    • Когда к органам управления прикладывается прямое давление, лифты движутся вниз
    • Увеличивает подъемную силу, создаваемую горизонтальными поверхностями оперения.
    • Повышенная подъемная сила заставляет хвост подниматься вверх, в результате чего нос опускается
    • И наоборот, когда к колесу прилагается противодавление, лифты движутся вверх, уменьшая подъемную силу, создаваемую горизонтальными поверхностями хвостового оперения, или, возможно, даже создавая направленную вниз силу
    • Хвост направлен вниз, а нос вверх
    • Руль высоты регулируют угол атаки крыльев
    • При противодавлении на органы управления хвост опускается, а нос поднимается, увеличивая угол атаки
    • И наоборот, при приложении давления вперед хвост поднимается, а нос опускается, уменьшая угол атаки
    • Стабилизатор: Поверхность управления, кроме крыльев, обеспечивающая стабилизирующие качества
    • Предназначен для замедления ЛА при пикировании или снижении, расположение и стиль зависят от ЛА и управляются переключателем в кабине
    • Подвижные выступы, расположенные на основных управляющих поверхностях i.е., элероны, рули высоты и руль направления, снижающие рабочую нагрузку пилота, позволяя летательному аппарату удерживать определенное положение без необходимости постоянного давления / входов в систему
    • Шасси — основная опора самолета при парковке, рулении, взлете или посадке
    • Управляемое носовое или хвостовое колесо позволяет управлять самолетом во время всех операций на земле.
    • Управление большинством самолетов осуществляется с помощью педалей руля направления, будь то носовое или хвостовое колесо
    • Кроме того, некоторые самолеты управляются с помощью дифференциального торможения
    • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, моторный отсек

    • Силовая установка обычно включает двигатель и гребной винт
      • Основная функция двигателя — обеспечивать мощность для вращения винта
      • Он также вырабатывает электроэнергию, служит источником вакуума для некоторых летных приборов и в большинстве одномоторных самолетов является источником тепла для пилота и пассажиров [Рис. 11]
      • На одномоторных самолетах двигатель обычно крепится к передней части фюзеляжа
      • Между задней частью двигателя и кабиной или кабиной имеется противопожарная перегородка для защиты пилота и пассажиров от случайного возгорания двигателя.Эта перегородка называется брандмауэром и обычно изготавливается из жаропрочной нержавеющей стали
      • .

      • Двигатель покрыт кожухом или гондолой, которые представляют собой оба типа закрытого корпуса
      • Назначение кожуха или гондолы — оптимизировать поток воздуха вокруг двигателя и помочь охладить двигатель, направляя воздух вокруг цилиндров.
      • Винт, установленный в передней части двигателя, преобразует вращающую силу двигателя в тягу, силу, действующую вперед, которая помогает самолету перемещаться по воздуху
      • Пропеллер — это вращающийся аэродинамический профиль, создающий тягу за счет аэродинамического действия
      • Зона высокого давления образуется в задней части аэродинамического профиля воздушного винта, а низкое давление создается на поверхности воздушного винта, подобно тому, как подъемная сила создается аэродинамическим профилем, используемым в качестве подъемной поверхности или крыла
      • Этот перепад давления создает тягу от винта, который, в свою очередь, тянет самолет вперед.
      • Двигатели могут быть повернуты как толкатели с винтом сзади
      • При разработке гребного винта учитываются два важных фактора, которые влияют на его эффективность.
      • Угол лопасти гребного винта, измеренный относительно ступицы гребного винта, поддерживает относительно постоянный угол атаки (AOA) (см. Определение в глоссарии) по всей длине лопасти гребного винта, уменьшая или исключая возможность сваливания.
      • Подъемная сила, создаваемая гребным винтом, напрямую связана с AOA, то есть углом, под которым относительный ветер встречает лопасть
      • AOA постоянно изменяется во время полета в зависимости от направления самолета
      • Шаг определяется как расстояние, на которое гребной винт прошел бы за один оборот, если бы он вращался твердо.
      • Сочетание этих двух факторов позволяет измерить эффективность гребного винта
      • Пропеллеры обычно подбираются для конкретной комбинации самолета / силовой установки для достижения максимальной эффективности при определенных настройках мощности, и они тянут или толкают в зависимости от того, как установлен двигатель
  • Основное отличие вертолетов от самолетов — это источник подъемной силы
  • Самолеты получают подъемную силу от неподвижных профилей, в то время как вертолеты используют вращающиеся профили, известные как лопасти несущего винта.
  • Подъем и управление относительно независимы от скорости движения
      • Управляет движением вертолета вокруг поперечной и продольной оси
      • Он расположен по центру перед креслом пилота и изменяет плоскость траектории кончика несущего винта для направленного полета.
      • При изменении плоскости траектории наконечника изменяется направление тяги и достигается соответствующее предполагаемое направление движения или полета.
      • Всегда расположен слева от кресла пилота и изменяет подъем несущего винта, уменьшая или увеличивая угол атаки на всех пластинах ротора одинаково и в одном направлении
      • Также используется в комбинации с циклическим регулятором скорости и высоты
      • Управляет движением вокруг вертикальной оси (рыскание) вертолета путем изменения шага (угла атаки) пластин рулевого винта
      • Это вызывает развитие большей или меньшей силы, противодействующей крутящему моменту, создаваемому основными роторами.
      • Дополнительно, когда пилот отклоняет педали руля направления влево или вправо, курс или направление самолета изменяется влево или вправо
      • Вращающиеся «крылья», позволяющие поднимать вертолеты или винтокрылы
      • Состоит из лопастей ротора, ступицы ротора в сборе, тяги / звеньев управления шагом, мачты, наклонной шайбы и узла опоры
      • Некоторые могут иметь узел ножниц и втулки
      • Все вышеперечисленные элементы работают, чтобы преобразовать линейное (толкающее / тянущее движение) во вращательное управляющее движение
      • Изменяет направление и передает мощность, вырабатываемую двигателями, через приводные валы к узлам несущего и ведомого винта
      • Главная трансмиссия также имеет монтажные площадки для установки дополнительных принадлежностей, таких как гидравлические насосы управления полетом, генераторы и тормоз ротора.
      • Большинство вертолетов имеют главный, промежуточный и хвостовой редукторы
  • Принципы полета — это те основные характеристики, которые действуют на самолет
  • Сбалансированный самолет — это счастливый самолет (расход топлива, эффективность и т. Д.)
  • По мере развития авиастроения из ферм

.

Введение в конструкцию крыла

Добро пожаловать в 6 часть серии статей «Введение в конструкцию самолетов». В части 5 мы рассмотрели роль профиля крылового профиля в определении летных характеристик, связанных с его выбором. В нашей заключительной вводной статье о крыле мы рассмотрим типичную конструкцию крыла, различные нагрузки, которые крыло, как ожидается, будет нести во время эксплуатации, и познакомимся с методологией проектирования конструкции крыла полумонокока.

Последние три сообщения в этой серии были посвящены концептуальному дизайну крыла. Мы исследовали площадь крыла и удлинение, представили расхождение стреловидности и сопротивления и более подробно рассмотрели, как профиль профиля определяет летные характеристики самолета. Одним словом, мы заложили основу для разработки концептуального проекта крыла.

Перед тем, как перейти от крыла, мы потратим некоторое время на представление элементов конструкции, которые позволяют крылу безопасно работать на всех этапах проектирования.

Нагрузки, действующие на крыло

Крыло в первую очередь предназначено для противодействия силе веса, создаваемой самолетом в результате его массы (первая стойка в этой серии касается основных сил, действующих на самолет). Таким образом, во время прямого и горизонтального полета крыло обеспечивает поднимающуюся вверх подъемную силу, равную весу летательного аппарата плюс дифферентную силу, создаваемую в горизонтальном оперении, чтобы поддерживать самолет в равновесии. Сила дифферента вниз возникает в результате необходимости уравновешивать момент, создаваемый вектором подъемной силы, действующим от центра тяжести транспортного средства.На этапе концептуального проектирования обычно учитывают дополнительную силу, создаваемую в хвостовой части, путем умножения веса самолета на коэффициент 1,05 (5%) для учета усилия дифферента; в качестве альтернативы можно оценить требуемую силу на основе расчетной расчетной массы самолета и примерного плеча момента между расчетным местоположением центра тяжести. и предполагаемое расположение хвоста.

Подъемная сила равна массе плюс усилие на горизонтальную оперение при 1 г

Коэффициент нагрузки

Самолет не просто летит прямо и горизонтально на всех этапах полета.Если пилот наклоняет самолет под углом 60 градусов во время крутого поворота, ему необходимо создать в два раза большую подъемную силу, чтобы противодействовать весу из-за угла вектора подъемной силы относительно веса (который всегда действует вниз). В этом случае крыло создает подъемную силу, равную удвоенному весу самолета, и говорят, что самолет тянет 2g (вдвое больше силы тяжести) или работает с коэффициентом нагрузки 2.
В результате получается угол крена 60 градусов. в повороте 2g

Приведенный выше пример показывает, что во многих случаях загрузка самолета превышает 1 грамм.Федеральное управление гражданской авиации (среди других регулирующих органов) отвечает за обеспечение того, чтобы все сертифицированные воздушные суда соответствовали базовым стандартам безопасности. Поэтому публикуется ряд правил, в которых, среди прочего, подробно описывается минимальный коэффициент нагрузки, который должен выдерживать конкретный класс воздушных судов.

Следующая выдержка взята из FAR 23.337:
extract-far-23-337 Выдержка из FAR 23.337, описывающая предельный коэффициент нагрузки

Минимальный расчетный предельный коэффициент нагрузки зависит от классификации проектируемого воздушного судна.Например, из этого следует, что для пилотажного самолета потребуется более высокий коэффициент предельной нагрузки, чем для пригородного самолета из-за разницы в серьезности маневров, которые они должны выполнять.

Приведенный выше фрагмент относится к воздушному судну, который должен пройти сертификацию FAR Part 23, которая является стандартом летной годности для нормальных, служебных, акробатических и пригородных самолетов . Авиалайнеры и более крупные коммерческие самолеты не попадают в категорию FAR 23 и поэтому сертифицированы в соответствии с частью 25 FAR, которая является стандартом летной годности для самолетов транспортной категории .

Помимо указания максимального коэффициента маневренной нагрузки, самолет также должен быть спроектирован таким образом, чтобы выдерживать порывами нагрузки во время горизонтального полета. Загрузка Gust выходит за рамки этого руководства, но читатель может обратиться к FAR 23.341 для получения дополнительной информации.

Предельная и предельная нагрузка

Максимальный коэффициент маневренной нагрузки, указанный для конструкции самолета, известен как предельная нагрузка самолета.

Предельная нагрузка определяется как максимальная ожидаемая нагрузка, которую самолет увидит во время нормальной эксплуатации.

Недостаточно спроектировать конструкцию самолета, способную выдерживать предельную нагрузку, поскольку это не оставляет запаса прочности в конструкции. Таким образом, предельные нагрузки умножаются на коэффициент безопасности, чтобы получить набор предельных нагрузок, который обеспечивает запас прочности при проектировании и производстве самолета. Стандартный коэффициент безопасности для конструкции самолета — 1,5.

Таким образом, коэффициент предельной нагрузки в 1,5 раза превышает предельную нагрузку, указанную в правилах FAR.

Правила

FAR предусматривают, что воздушное судно должно выдерживать предельные нагрузки без какой-либо остаточной деформации конструкции или какого-либо ущерба для безопасной эксплуатации воздушного судна.

Предельные нагрузки могут привести к пластической деформации конструкции, но их необходимо удерживать в течение трех секунд без сбоев.

Сдвиг и изгиб крыла

Крыло предназначено не только для создания подъемной силы, равной весу самолета, но и для создания достаточной подъемной силы, равной максимальной массе самолета, умноженной на коэффициент предельной нагрузки.Таким образом, самолет, который весит 12 000 фунтов и спроектирован с учетом предельного коэффициента нагрузки 4,5, должен, таким образом, обеспечивать подъемную силу в 54 000 фунтов до скорости, регулируемой правилами FAR (скорость пикирования). Будет минимальная скорость, ниже которой крыло не сможет обеспечить полную подъемную силу в 54 000 фунтов, и это определяется максимальным коэффициентом подъемной силы крыла и результирующей скоростью сваливания. На самом деле строится V-n-диаграмма, которая графически иллюстрирует диапазон полета самолета. Мы не будем обсуждать диаграмму V-n в этой вводной статье.

После того, как максимальная подъемная сила, которую, как ожидается, будет создавать крыло, будет установлена, оценивается распределение этой подъемной силы по размаху крыла. Распределение подъемной силы над обычным крылом является параболическим по своей природе, поднимаясь от вершины и достигая максимума в основании.

Распределение подъемной силы и изгибающий момент, действующий на крыло

Это результирующее вертикальное распределение силы по размаху крыла заставляет крыло изгибаться и изгибаться вверх при нагрузке.Если вы посмотрите в окно на крыло современного авиалайнера, такого как Boeing 787, во время взлета и посадки, вы обязательно увидите высокую степень изгиба. Подъемная сила, создаваемая крылом, приводит к возникновению большого изгибающего момента у основания крыла, который должен передаваться на кессон крыла (конструкция, соединяющая крыло с фюзеляжем).

Таким образом, существует два основных типа нагрузки, которую конструкция крыла должна выдерживать.

  • Вертикальная поперечная сила, возникающая из-за создаваемой подъемной силы.
  • Изгибающий момент, возникающий при распределении подъемной силы.

Крыло также подвергается скручивающим нагрузкам, возникающим из-за момента тангажа, образованного смещением между центром давления и точками крепления крыла, и горизонтальными (в плоскости) поперечными силами в результате силы сопротивления, действующей на крыло. Это введение будет сосредоточено на вертикальном сдвиге и изгибающем моменте, поскольку эти нагрузки влияют на конструкцию крыла.

Пример диаграмм распределенной подъемной нагрузки и результирующих диаграмм сдвига и изгибающего момента, возникающих в результате этой нагрузки, показан ниже.В обоих случаях ясно, что местом наибольшего сдвига и изгиба является корень крыла.

Распределение подъемной силы, диаграмма сдвига и диаграмма изгибающего момента типичного крыла

Конструктивные элементы крыла

Основная задача внутренней конструкции крыла — выдерживать срезающие и изгибающие моменты, действующие на крыло при предельном коэффициенте нагрузки. Второстепенная цель — сделать крыло как можно более легким без нарушения структурной целостности конструкции, как описано выше.

Оптимизированная конструкция крыла выйдет из строя, как только будут достигнуты предельные условия нагрузки.

Нет необходимости делать крыло сильнее, чем оно должно быть, и любая избыточная прочность (вес крыла из-за лишнего материала) снизит грузоподъемность самолета, что сделает его неконкурентоспособным или нерентабельным в эксплуатации. В действительности крыло будет проанализировано с использованием вычислительных методов для множества различных комбинаций нагрузок, которые существуют на краю проектной границы самолета, а затем подвергнуто статическому испытанию при предельном коэффициенте нагрузки, чтобы показать, что разрушение не произойдет ниже предельной нагрузки.

Крыло самолета обычно проектируется с использованием полумонокока , в котором все компоненты, составляющие конструкцию крыла, являются несущими. Типичная конструкция крыла полумонокока показана ниже с обозначениями различных компонентов:

Типичная структурная схема крыла полумонокока, показывающая различные компоненты, обозначенные как

Лонжерон (фланец):

Они состоят из верхнего и нижнего фланцев, прикрепленных к лонжеронам. Капсюли лонжеронов несут изгибающий момент, создаваемый крылом в полете.Верхняя крышка лонжерона будет нагружена при сжатии, а нижняя — при растяжении при положительном коэффициенте нагрузки (изгиб крыла вверх). Колпаки лонжеронов также образуют границу, на которую крепится обшивка крыла, и защищают обшивку крыла от коробления. К основному лонжерону прикреплены точки сосредоточенной нагрузки, такие как опоры двигателя или шасси.

Лонжеронное полотно:

Стенка лонжерона состоит из материала между крышками лонжерона и поддерживает фиксированный зазор между ними. Это позволяет крышкам лонжеронов действовать в условиях чистого растяжения и сжатия (изгиба) во время полета.Перегородка лонжерона несет ответственность за вертикальные поперечные нагрузки (подъемную силу), возникающие в результате аэродинамической нагрузки крыла. Лонжероны и колпаки вместе именуются лонжероном крыла.

Ребра крыла:

Ребра расположены на равном расстоянии друг от друга (насколько это практически возможно) и помогают сохранить аэродинамический профиль крыла. Ребра образуют часть границы, к которой прикреплены обшивки, и поддерживают обшивки и элементы жесткости от коробления. Ребра также образуют удобную конструкцию для передачи сосредоточенных нагрузок

Стрингеры / Ребра жесткости:

Ребра жесткости или стрингеры образуют часть границы, на которую крепится обшивка крыла, и поддерживают обшивку от коробления под нагрузкой.Ребра жесткости также несут осевые нагрузки, возникающие из-за изгибающих моментов в крыле.

Скин:

Обшивка крыла передает поперечные нагрузки в плоскости окружающей конструкции и придает крылу его аэродинамическую форму.

Методы анализа

Далее следует краткое введение в некоторые методологии и анализы, обычно выполняемые при проектировании новой конструкции крыла. Мы не будем вдаваться в подробности использованной математики, но обсудим предварительную конструктивную схему крыла и рассмотрим два метода анализа, которые определяют конструктивную конструкцию: анализ сдвигового потока и анализ момента схлопывания.

Предварительный структурный план

Перед тем, как будет спроектирована структурная схема крыла, необходимо выполнить предварительный размер формы крыла в плане, чтобы определить размер крыла для его требуемой задачи. Если вы следили за с самого начала этой серии, то вы будете знакомы с размером крыла с учетом площади в плане и соотношением сторон, стреловидности и сверхзвукового полета, а также с выбором подходящего профиля крыла для завершения проектирования формы в плане крыло.

После замораживания формы плана необходимо составить предварительный структурный план, используя следующие практические правила:

  • Обычно главный лонжерон располагается в районе хорды 25% или около него.Аэродинамический центр крыла находится примерно на четверти хорды, то есть в том месте на крыле, где коэффициент момента не зависит от угла атаки. Рекомендуется располагать главный лонжерон рядом с аэродинамическим центром.
  • Задний лонжерон часто требуется, чтобы прикрепить закрылки задней кромки и поверхности элеронов к основной конструкции крыла. Если поверхности уже были определены на этапе разработки концепции (до начала проектирования конструкции), то эти поверхности образуют естественное ограничение и определяют размещение заднего лонжерона.
  • Ребра

  • необходимо разместить в любой точке крыла, где действуют сосредоточенные нагрузки. Общие примеры, такие как пилоны двигателя, шасси, соединения закрылков и элеронов, должны определять размещение первых нескольких нервюр.
  • Дополнительные нервюры должны быть размещены на одинаковом расстоянии по размаху крыла, так чтобы удлинение между нервюрами и обшивкой оставалось близким к единице. Это помогает снять нагрузку на кожу и снижает склонность кожи к короблению.
  • Можно добавить стрингеры между лонжеронами. Это поможет коже противостоять короблению при сдвиге.

Схема простого прямоугольного крыла показана ниже с учетом практических правил, описанных выше.

Пример предварительной конструктивной схемы прямоугольного крыла без конуса

Структурная идеализация

Чтобы эффективно проанализировать конструкцию крыла, при работе с полумонококовой конструкцией обычно делается ряд упрощающих допущений.

Крышки / фланцы лонжеронов и ребра жесткости воспринимают только осевые (изгибающие) нагрузки.

Обшивка и лонжерон выдерживают только сдвиговые нагрузки.

Это классический подход к проектированию конструкции самолета, результатом которого будет эффективная конструкция, размер которой был рассчитан с помощью обычных методов, которые хорошо приняты сертификационными органами. Тем не менее, повышение вычислительной мощности наряду с распространением использования композитных материалов в проектировании конструкций означает постепенный переход от классических методов к анализу конструкции таким образом, чтобы стремиться к дальнейшей оптимизации конструкции для создания максимально легкой конструкции.Мы просто сосредоточимся на классических методах в этом уроке.

Анализ сдвигового потока

Изучение математики, лежащей в основе анализа сдвигового потока, выходит за рамки этого вводного руководства; скорее будут обсуждаться методология и обоснование.

Анализ течения при сдвиге используется для определения толщины обшивки крыла и поперечных перемычек. Диаграмма силы сдвига определяется при максимальном коэффициенте нагрузки, которая затем служит для определения изменения силы сдвига по размаху крыла.Изменение поперечной силы по размаху является исходной информацией для расчета, поскольку сдвиг в каждом месте по размаху должен передаваться в конструкцию крыла.

Исходя из предположения, что обшивка и перегородка передают только сдвиг и отсутствие осевой нагрузки, напряжение сдвига в панели обшивки будет оставаться постоянным, где бы толщина обшивки всегда была постоянной.

Произведение напряжения сдвига и толщины, следовательно, является постоянным вдоль поверхности и называется потоком сдвига.2) \)
\ (t: \) Толщина обшивки \ ((мм) \)

Таким образом, секция панели крыла может быть смоделирована как набор обшивок, толщина которых является переменной, и как только известны сдвиговые потоки, действующие на каждую из обшивок, толщину обшивок можно изменять до тех пор, пока напряжение сдвига в каждой из обшивок не будет изменяться. обшивка ниже допустимого для материала напряжения сдвига. Таким образом, обшивка и перемычка крыла не выйдут из строя в результате сдвигающей нагрузки, вызванной, когда самолет работает на краю расчетной зоны.

Окончательные потоки сдвига в обшивке также являются функцией площади крышки лонжерона, и это также можно изменять для управления окончательными потоками сдвига.

Анализ сдвигового течения на простой конструкции крыла с коробчатой ​​балкой

Анализ момента обрушения

Как и в случае анализа сдвигового потока, математика, лежащая в основе этого расчета, сложна и выходит за рамки данного руководства. Вместо этого мы кратко представляем обоснование анализа момента коллапса.

Как описано выше, анализ сдвигового потока используется для определения размеров всех сдвиговых компонентов конструкции крыла (перемычек и обшивки).Теперь мы исследуем компоненты гибки конструкции; а именно: области лонжерона и склонность обшивок на верхней поверхности крыла к короблению при сжатии при высоких коэффициентах нагрузки.

Лонжероны отвечают за передачу изгибающего момента, создаваемого крылом, на окружающую конструкцию. Когда крыло подвергается положительной нагрузке, оно будет иметь тенденцию отклоняться вверх и нагружать верхние обшивки лонжеронов и обшивку при сжатии, а нижнюю конструкцию — при растяжении.

Крыло при изгибе (положительный коэффициент нагрузки) нагружает верхнюю обшивку при сжатии и нижнюю обшивку при растяжении

Анализ момента разрушения исследует взаимодействие между обшивкой крыла при сжатии (которая имеет тенденцию к короблению) и способностью крышек лонжеронов поглощать дополнительная нагрузка переносится, если шкуры деформируются. Искривление обшивки не обязательно приводит к разрушению всей конструкции крыла, поскольку сморщенная обшивка будет передавать нагрузку на крышки лонжеронов и элементы жесткости, граничащие с обшивкой.Этот перенос осуществляется за счет сдвигового потока.

Крыло выйдет из строя, когда напряжение в ребрах жесткости или в крышках лонжеронов достигнет максимального разрушающего (разрушающего) напряжения. Проблема становится итеративной, поскольку необходимо определить напряжение, при котором обшивка впервые начинает коробиться, что, в свою очередь, влияет на то, какая дополнительная нагрузка передается на крышки лонжеронов.

Критический изгибающий момент, при котором крышка лонжерона / ребро жесткости достигает своего критического напряжения и выходит из строя, является функцией площади поперечного сечения ребра жесткости, а также расстояния, на котором ребро жесткости находится от нейтральной оси.Положение нейтральной оси, в свою очередь, зависит от степени изгиба кожи при приложении максимальной нагрузки.

Момент обрушения конструкции определяется, когда известны разрушающее напряжение (критическое напряжение в крышке лонжерона) и момент инерции (функция степени деформации обшивки).

Затем этот момент сжатия сравнивается с диаграммой изгибающего момента, созданной для крыла, чтобы убедиться, что приложенный изгибающий момент меньше момента сжатия во всех точках размаха крыла.

Крыло не откажется от изгиба, если момент сложения больше изгибающего момента во всех точках размаха

Поскольку изгибающий момент является максимальным в основании крыла, колпаки лонжеронов должны быть достаточно большими (достаточной площадью), чтобы как не прогибаться. Использование постоянной площади перемычки от корня до кончика может привести к ситуации, когда приложенный изгибающий момент будет намного меньше, чем момент схлопывания при движении к вершине. Это приведет к получению неэффективной конструкции, которая будет слишком тяжелой.

Один из способов смягчить это — сузить область капота лонжерона по мере движения к законцовке крыла таким образом, чтобы вес уменьшился, но момент сложения всегда был больше, чем приложенный момент во всех точках вдоль крыла.

Пример структурной схемы, в которой используется конический фланец основного лонжерона

Wrapping Up

Завершение полного структурного проектирования нового крыла — сложный и повторяющийся процесс. Описанный выше анализ представляет собой лишь небольшую часть процесса проектирования и анализа напряжений.Конструкция крыла будет смоделирована с использованием пакета Finite Element (FE) и испытана для множества различных комбинаций нагрузок, прежде чем прототип будет построен и испытан до точки разрушения в качестве средства проверки бумажных расчетов и компьютерного анализа. Однако начать с некоторых ручных расчетов, подобных показанным выше, является хорошим способом начать процесс проектирования, так как он гарантирует, что инженер понимает итоговые пути нагрузки до создания КЭ-модели.

Спасибо, что прочитали это Введение в конструкцию крыла.Если вам понравилось это читать, сообщите об этом и поделитесь этим постом в своей любимой социальной сети!

Вам понравился этот пост? Почему бы не продолжить чтение этой серии из десяти частей «Основы конструкции самолетов»?

Размеры и конструкция фюзеляжа

.

Расчет конструкций отдельно стоящей лестницы: сравнительный пример

Отдельно стоящая лестница предлагает очень приятное решение для вертикальной циркуляции в жилых и коммерческих зданиях. Обычно они конструируются таким образом, что посадочная площадка имеет свободную опору, а опоры на марше полностью закреплены. Возможны другие способы поддержки полетов, но это усложняет анализ. Отдельно стоящие лестничные конструкции сложны в анализе и проектировании, но с помощью пакетов анализа методом конечных элементов можно легко получить простые решения, как показано в этой публикации.

В этом посте мы собираемся сравнить результаты, полученные с помощью программного обеспечения Staad Pro, с результатом ручного анализа с использованием метода, предложенного в таблице 175, Reynolds and Steedman, 2005 .

Размеры


Решенный пример
Геометрия отдельно стоящей лестницы приведена ниже. Ожидается, что мы проанализируем лестницу на предмет окончательного момента, используя формулу, приведенную в Reynolds and Steedman (2005) , и сравним ответ с результатом Staad Pro.

Данные
Толщина перетяжки и посадки = 250 мм
Глубина подступенка = 150 мм
Удельная масса бетона = 25 кН / м 3

Действия на лестнице
Собственный вес бетона (площадь талии) = 0,25 × 25 = 6,25 кН / м 2 (перпендикулярно наклону)
Ступенчатая площадь = 1⁄2 × 0,15 × 25 = 1,875 кН / м 2 (общее вертикальное направление)
Поверхность (скажем) = 1,2 кН ​​/ м 2

Мы намереваемся применять все гравитационные нагрузки исключительно в глобальном y-направлении, поэтому мы преобразуем нагрузку на перетяжку лестницы из местного в глобальное направление, учитывая угол наклона зоны полета к горизонтали;

γ = tan -1 ⁡ (1.5/3) = 26,565 °

Следовательно, UDL от пояса лестницы в общем направлении определяется как = (6,25 × cos 26,565) = 5,59 кН / м 2

Общее постоянное воздействие на зону полета (g k ) = 5,59 + 1,875 + 1,2 = 8,665 кН / м 2
Общее постоянное воздействие при посадке; (gk) = 6,25 + 1,2 = 7,45 кН / м 2

Переменная нагрузка на лестницу (q k ) = 4 кН / м 2

Нагрузка на зону полета при предельном состоянии = 1.35gk + 1,5qk
n f = 1,35 (8,665) + 1,5 (4) = 17,67 кН / м 2

Нагрузка на посадку в предельном состоянии = 1,35gk + 1,5qk
n l = 1,35 (7,45) + 1,5 (4) = 16,06 кН / м 2

Из таблицы 175, Reynolds and Steedman ( 2005) , примерная формула для расчета критических расчетных моментов для отдельно стоящих лестниц с полностью закрепленными маршами приведена ниже;

Из заданного вопроса;
Нагрузка на рейсе n f = 17.67 кН / м 2
Нагрузка при посадке n l = 16,06 кН / м 2
Толщина вылета h f = 250 мм
Толщина посадки h l = 250 мм
a = 3,35 м
b = 1,4 м
b 1 = 2,0 м
γ = 26,565 °

Подставляя эти значения в приведенные выше уравнения;
K = 0,746
H = 222,637 кН
M 0 = 70,541 кНм

Сравнение приведенного выше ответа с ответом о предельном состоянии от Staad Pro;

Продольный момент

Вы можете видеть, что M 0 от Staad Pro — 65.1 кНм. Это примерно на 8,3% меньше, чем получено при ручном анализе, и еще раз подтверждает тот факт, что подход с использованием метода конечных элементов к этой проблеме дает более экономичный результат.

Поперечный момент
Момент в направлении x от предельной нагрузки приведен ниже;

Максимальный момент в направлении оси x составляет 45,5 кНм. Кусенс и Куанг (1966) рекомендуют концентрировать поперечную арматуру в непосредственной близости от полета и посадки.Эти результаты дают хорошее представление.

Кручение
Ниже приведен крутящий момент на лестнице от нагрузки;

Небольшое рассмотрение приведенного выше результата покажет, что значительное скручивание происходит в средней части пролета. Это полностью согласуется с выводами Cusens и Kuang (1966) . По их собственным словам,

«В пролетах отдельно стоящих лестниц присутствуют большие крутящие моменты, и необходимо выбрать надлежащую толщину бетона, чтобы противостоять этим моментам, из-за сложности усиления мелких секций против скручивания.”

Продольные касательные напряжения

Как видите, максимальное продольное напряжение возникает в точке O со значением 1,64 Н / мм 2 .

Мы проводим дальнейшие исследования динамического поведения отдельно стоящих лестниц. Мы обновим в свое время. Спасибо, что посетили, и да благословит вас Бог.

Ссылки
Кусенс А.Р., Цзин Гво Куанг (1966): Экспериментальное исследование свободно стоящих лестниц. Журнал Американского института бетона, Proceedings V. 63, No. 5, May 1966.

Рейнольдс К.Э., Стидман Дж. К. (2005): Справочник проектировщиков железобетонных конструкций. Spon Press, Taylor and Francis Group, Лондон ISBN 0-419-14540-3

.

< NEXT Онлайн регистрация на белавиа: Регистрация на рейс - БЕЛАВИА Онлайн регистрация на белавиа: Регистрация на рейс - БЕЛАВИА

PREV > Лондон хитроу код аэропорта: Аэропорт Хитроу (LHR) Лондон Великобритания Лондон хитроу код аэропорта: Аэропорт Хитроу (LHR) Лондон Великобритания

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *