Образцов И.Ф., Булычев Л.А. и др. Строительная механика летательных аппаратов

Учебник для авиационных специальностей вузов. И. Ф. Образцов, Л. А. Булычев, В. В. Васильев и др.; Под ред. И. Ф. Образцова. — М.: Машиностроение, 1986. — 536 с. Летательный аппарат — самолет, вертолет, дирижабль, ракета или космический корабль — должен воспринимать действующие на него в процессе эксплуатации нагрузки без повреждений и недопустимых изменений формы, т. е. быть достаточно прочным и жестким. Этому требованию, являющемуся необходимым условием безопасной эксплуатации, должно удовлетворять любое инженерное сооружение, а конструкция летательного аппарата должна отличаться еще и минимальной массой. Естественно, что требования минимальной массы находятся в противоречии с требованиями достаточной прочности и жесткости. Разрешение этого противоречия является одной из основных проблем, возникающих при создании летательного аппарата; оно осуществляется в процессе расчета, проектирования и экспериментальной отработки как конструкции в целом, так и отдельных ее элементов и в значительной степени обусловливает эффективность летательного аппарата. Успешное решение проблемы определяется, прежде всего, степенью полноты и достоверности информации, которой располагает конструктор относительно взаимосвязи между геометрическими параметрами конструкции, свойствами материала и допустимым уровнем ее нагружения. Эта взаимосвязь формируется в процессе расчета на прочность летательного аппарата и его элементов, который предусматривает определение расчетных нагрузок, выбор расчетных схем и моделей, адекватно описывающих реальные элементы конструкции, анализ напряженно-деформированного состояния, устойчивости и динамического поведения отдельных моделей и их совокупности, переход от расчетных моделей к реальным объектам и оценку их работоспособности. Наличие широкого класса расчетных схем, моделирующих элементы конструкций самого разнообразного назначения, а также специальных, требующих достаточно сложного математического аппарата, методов, необходимых для решения вопросов о напряженном и деформированном состоянии, устойчивости и динамическом поведении моделей, определило появление специальной научной дисциплины — строительной механики.
Строительная механика — это наука о принципах и методах определения напряженно-деформированного состояния типовых расчетных моделей, анализа их устойчивости и динамического поведения. Строительная механика летательных аппаратов отличается от других направлений этой науки преимущественным анализом тонкостенных конструкций, а также повышенными требованиями к точности расчетных методов, которые с учетом ограничений массы конструкции должны гарантировать ее безопасную работу на пределе возможностей материала. В этой науке, наряду с не теряющими актуальности аналитическими методами исследования традиционных расчетных моделей, широко используются численные методы расчета сложных систем с помощью ЭВМ. Современные концепции и методы анализа механического поведения конструкций наряду с традиционными, естественно, должны находить отражение в учебной литературе. Именно эту цель и преследовали авторы настоящего учебника.
Как учебная дисциплина строительная механика базируется на курсах теоретической механики, сопротивления материалов, теории упругости и требует практически всего объема знаний в области высшей математики, предусмотренного программами для авиационных институтов. Положения и методы, изучаемые строительной механикой, служат непосредственно основой для курса прочности летательных аппаратов и используются в дальнейшем в курсах проектирования летательных аппаратов различного назначения.