Введение
Глава 1. Анализ современного состояния в области дирижаблестроения и эксплуатации дирижаблей в гражданской авиации России 14
1.1. Состояние разработок по созданию большегрузных дирижаблей для решения транспортных проблем России 14
1.2. Перспективы применения БГД различного назначения на транспорте 18
1.2.1. Направления разработок БГД как транспортных средств 18
1.2.2. Эксплуатационные требования к свойствам большегрузных дирижаблей с внешним подвесом грузов 20
1.2.3. Классификация летательных аппаратов по МКИ и классификатор типов дирижаблей 21
1.3. Оценка перспектив создания жестких (композитных) конструкций БГД 22
1.3.1. Схемы применения композитов 22
1.3.2. Сравнительные характеристики весовой отдачи аэростатических воздухоплавательных аппаратов разных типов 23
1.3.3. Оценка аэростатической силы газонаполненных оболочек и сплавной силы в традиционном дирижабле 24
1.3.4. Требования к структурно - параметрическому анализу эксплуатационных свойств дирижаблей 26
1.4. Задачи диссертационного исследования 27
Выводы-1 28
Глава 2. Разработка модели динамики движения дирижабля с грузом на внешней подвеске под дирижаблем 29
2.1. Анализ существующих математических моделей дирижаблей, применяемых при перевозке грузов на внешней подвеске 29
2.1.1. Общая характеристика динамической системы «БГД-груз» 29
2.1.2. Основные допущения в моделях динамики БГД с грузом 32
2.1.3. Методологическая основа принципов построения моделей динамики движения дирижаблей 34
2.2. Концепция построения математических моделей динамики дирижабля как элементов некоторых динамических систем 45
2.2.1. Классификация динамических и кинематических схем построения моделей движения дирижабля как взаимосвязанной системы с подвешенным грузом 45
2.2.2. Классификация динамических задач взаимодействия подсистем Бі-БГДиЗг-груз 50
2.3. Схемные варианты математических моделей динамики движения дирижабля грузом 53
2.4. Исследование колебаний системы «Дирижабль-груз» с учётом положений метацентра архимедовой силы 58
2.4.1. Расчетная схема системы «Дирижабль-груз» с учетом положений метацентра архимедовой силы 58
2.4.2. Колебания системы вокруг метацентра 58
2.5. Разработка модели динамики относительного движения груза на внешней подвеске под дирижаблем в системе координат переносного движения .: 61
2.5.1. Постановка задачи .* 61
2.5.2. Уравнения движения груза как твердого тела, подвешенного под дирижаблем, в относительной системе координат, связанной с центром масс дирижабля 62
2.5.3. Вывод уравнений движения груза при маневрировании дирижабля с учетом связи между дирижаблем и грузом по методу уравнений Лагранжа 2-го рода 73
2.5.4. Исследование колебаний груза при жестких или гибких связях на тросе 78
2.6. Численное моделирование движения груза по углу смещения от вертикали а на внешней подвеске под дирижаблем 80
2.7. Моделирование процессов гашения поперечных колебаний груза на внешней подвеске при боковом маневрировании дирижабля 84
2.7.1. Исходные предпосылки 84
2.7.2. Оценка эффективности маневрирования дирижабля с целью гашения колебаний груза 86
2.7.3. Результаты математического моделирования 87
2.7.4. Амплитуда бокового смещения дирижабля В0 при разных значениях давление внутри оболочки 91
2.8. Влияние соотношений эксплутационных параметров на динамику движения системы «Дирижабля-груз» 95
2.8.1. Влияние соотношения масс дирижабля и груза на характер колебаний системы «Дирижабль-груз» 95
2.8.2. Влияние длины подвеса тросовой системы на динамику колебаний 96
Выводы-2 97
Глава 3. Методика расчета эксплуатационных параметров большегрузных дирижаблей, применяемых в качестве транспортного средства 99
3.1. Методика расчета летно-тактических характеристик дирижаблей 99
3.2. Требования к функциональным свойствам БГД и выбору формы аппарата 100
3.3. Особенности расчёта корпуса жесткого дирижабля 102
3.4. Расчетные соотношения импульсной теории винта для подборе двигателей дирижаблей по мощности с учетом параметров режима полета 102
3.4.1. Постановки задачи 103
3.4.2. Схема решения 103
Выводы-3 107
Глава 4. Оценка и обеспечение безопасности полетов БГД 108
4.1. Оценивание безопасности полетов БГД на основе моделей рисков 108
4.1.1. Трактовки понятия рисков и их значения при оценке уровней опасности в различных системах 108
4.1.2. Два типа моделей риска и их разновидностей для 2-х мерного оценивания свойств риск 109
4.1.3. Характеристика и разновидности задач с моделями рисков 1-го типа 110
4.2. Условия безопасности транспортировки грузов на внешней подвеске на маршевом полете или при висении по методике программы CFIT по ИКАО (Методическая основа алгоритмов оценивания рисков и CFIT) Ill
4.3. Оценка рисков возникновения авиапроисшествий с БГД
в полете при сильном боковом ветре груза на внешней подвеске 113
4.3.1. Оценка безопасности полете БГД при порывах сильного бокового ветра 113
4.3.2. Оценка аэродинамических возмущений при боковом ветре 113
4.3.3. Динамика режимов крейсерского полёта и висения 114
4.3.4. Режимы причаливания и трелевки 115
4.3.5. Интегральная,оценка безопасности режимов полета БГД 116
4.4. Оценка рисков реализации инновационных проектов БГД 117
4.4.1. Общая постановка задачи 117
4.4.2. Общая методика оценивания рисков на основе моделей простых рисков 117
4.5. Обеспечение контроля перелетов БГД с помощью средств системы ОрВД России 124
Выводы-4 124
Заключение 125
Литература
