Филиппов В.П. Методы обеспечения безопасной эксплуатации самолетов гражданской авиации по условиям прочности на наземных этапах полета

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. — Москва, ГосНИИГА, 2015. — 268 с. Специальность: 05.22.14 Эксплуатация воздушного транспорта. Сразу же после окончания Великой Отечественной войны начался процесс восстановления народного хозяйства, его последующего интенсивного развития и соответствующего увеличения спроса на авиаперевозки. Для удовлетворения этих потребностей были созданы и вышли на трассы гражданской авиации (ГА) первые послевоенные отечественные пассажирские самолеты Ил-12 и Ил-14. Каждый из них имел по два поршневых мотора и обеспечивал для пассажиров достаточно высокий по тем временам уровень комфорта. В то же время это были небольшие по нынешним меркам машины со взлетным весом в пределах 20 т, в связи с чем их основная силовая конструкция имела частоты собственных колебаний порядка 20-30 Гц, тогда как характерные частоты варьирования нагрузок, действующих на самолет при наземных режимах движения (таких как руление, разбег, посадочный удар, пробег) лежат в пределах 1-10 Гц. В связи с тем, что указанный диапазон частот достаточно далек от приведенных выше частот собственных колебаний небольших самолетов, практически отсутствовал резонирующий (динамический) отклик их основной силовой конструкции на нагрузки при режимах наземного движения. Таким образом, наземные нагрузки не оказывали существенного влияния как на облик этих самолетов, так и на порядок их эксплуатации. Ситуация качественно изменилась с появлением большеразмерных магистральных транспортных самолетов с весами 40 и более тонн, таких как Ил-18, Ан-10, Ан-12, Ту-114, Ту-154, Ту-134. Согласно законам механики увеличение массы колебательной системы влечет за собой уменьшение нижнего порога диапазона частот ее собственных колебаний. Соответственно определяющие собственные колебания низких тонов указанных и более современных магистральных самолетов происходят с частотами 1-5 Гц. Очевидно, что в условиях совпадения диапазонов частот собственных колебаний упругой основной силовой конструкции современных магистральных самолетов и варьирования наземных нагрузок эффекты динамического отклика таких конструкций на соответствующее внешнее воздействие могут существенно повлиять на реальные уровни их нагруженности, которые, в свою очередь, могут сказаться как на летно-технических характеристиках самолетов, так и на их эксплуатационной технологичности. Таким образом, к середине семидесятых годов прошлого столетия была признана как очевидная актуальность задачи учета и, в меру возможного, минимизации отрицательного влияния подобных эффектов как на стадии разработки, так и эксплуатации тяжелых магистральных транспортных самолетов. В данной работе затронуты вопросы корректного учета динамических процессов внешнего силового воздействия на конструкцию магистральных транспортных самолетов при наземных режимах их движения с целью обеспечения прочности этих самолетов в процессе эксплуатации. В понятие “полет” также входят разбег при взлете самолета и его пробег после посадки (Энциклопедия “Авиация”, ЦАГИ, М., 1994). За весь период эксплуатации магистральный типовой самолет проезжает по покрытиям аэродромов ~100÷150 тыс. км, что практически сравнимо с пробегом автомобиля.