Задачи изучения дисциплины

После изучения курса «Основы конструирования АД и ЭУ» студент

должен знать:

- конструкцию авиационных ГТД всех типов, предназначенных для дозвуковых и сверхзвуковых авиационных летательных аппаратов, конструкцию и работу основных систем ГТД, требования к двигателям различного назначения, требования норм летной годности и методов их подтверждения, конструкцию узлов и деталей этих двигателей;

- нагрузки (статические и динамические), действующие на элементы ГТД, методы расчетов на прочность деталей ГТД, конструкционные материалы, используемые в двигателях, нормы прочности;

- требования к конструкционным материалам, применяемым в авиационных ГТД.

должен уметь:

- конструировать ГТД, их узлы и обосновывать принятые технические решения сконструированных изделий;

- проводить сравнительную оценку существующих конструкций и выбирать пути их совершенствования;

выполнять чертежи разрезов общих видов двигателей и их узлов, чертежи деталей согласно ЕСКД на базе выполненной объемной твердотельной модели;

- выполнять расчеты на прочность и колебания конструктивных элементов двигателя (лопаток компрессора или турбины, дисков, оболочек ГТД, валов роторов и др.), делать выводы из расчетов и давать рекомендации по устранению недостатков конструкции, которые выявлены расчетами.

Времени на решение этих задач очень отводится мало. 51 час лекций, 34 часа практических занятий (85 часов аудиторных занятий и 3 часа консультаций по КП) и 65 часов самостоятельной работы, всего 150 часов. 30 лет назад аудиторных занятий было 259 часов, а самостоятельные занятия не регламентировались.

Текущий и итоговый контроль изучения дисциплины

На практических занятиях будет проводиться блиц-опрос на предмет знания теории по теме занятия. Результаты практической работы засчитываются после её выполнения, оформления и собеседования. выставляется оценка по пятибалльной шкале. На экзамене не может быть поставлена оценка выше полученной за выполнение практического задания. Без выполнения всех практических занятий с положительной оценкой студент к сдаче экзамена (7 семестр) и защите КП (8 семестр) не допускается.

На экзамене критерии оценки знаний студента следующие (министерские требования):

оценка «отлично» выставляется студенту, который показал на экзамене всесторонние, систематические и глубокие знания учебно-программного материала, успешно выполнил предусмотренные программой задания на практических занятиях с оценкой «отлично»;

оценка «хорошо» выставляется студенту, который показал достаточно полное знания учебно-программного материала, успешно выполнил предусмотренные программой задания на практических занятиях с оценкой «отлично» и «хорошо»;

оценка «удовлетворительно» выставляется студенту, который показал знания учебно-программного материала в объеме, необходимом для дальнейшего обучения, хотя и допустил погрешности при ответе во время экзамена, успешно выполнил предусмотренные программой задания на практических занятиях с оценкой «отлично», «хорошо» или «удовлетворительно»;

оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, который показал пробелы в знаниях основного учебно-программного материала (т.е. изложенного на лекциях и требуемого к усвоению на практических занятиях), хотя успешно выполнил предусмотренные программой задания на практических занятиях с оценкой «отлично», «хорошо» или «удовлетворительно».

О выполнении курсового проекта

по дисциплине «Основы конструирования АД и ЭУ»

Это второй КП в программе обучения и первый по применению специальных, а не общеинженерных знаний.

Курсовой проект является самостоятельной работой студента под руководством и контролем руководителя проекта из числа преподавателей кафедры. Курсовой проект служит для закрепления знаний, полученных при изучении данной дисциплины и ряда смежных дисциплин, получения навыков проектирования узлов ГТД и решения отдельных инженерно-технических задач, закрепления навыков объемного твердотельного моделирования, выполнения чертежей и инженерных расчетов, в том числе и с использованием пакетов программ на ЭВМ.

Основными темами курсового проекта являются:

1. Рассчитать и спроектировать узел осевого компрессора ГТД, выполнить расчеты на прочность и колебания основных нагруженных деталей. Выполнить объемную твердотельную модель детали в системе UG и разработать её рабочий чертеж.

2. Рассчитать и спроектировать узел осевой турбины ГТД, выполнить расчеты на прочность и колебания основных нагруженных деталей. Выполнить объемную твердотельную модель детали в системе UG и разработать её рабочий чертеж.

3. Рассчитать и спроектировать газогенератор ГТД, выполнить расчеты на прочность и колебания основных нагруженных деталей. Выполнить объемную твердотельную модель детали в системе UG и разработать её рабочий чертеж.

Курсовой проект оформляется в виде

чертежей:

- продольный разрез узла в масштабе 1:1 с необходимыми дополнительными видами;

- рабочий чертеж детали в масштабе 1:1 и объемное её изображение в любом масштабе,

и пояснительной записки.

При разработке узла ГТД в курсовом проекте необходимо выполнить:

1. Термогазодинамический (ТГД-) расчет двигателя в расчетных атмосферных условиях (РАТУ, обычно =30 гр. Цельсия и =730 мм рт. ст.). Расчет очень близок к аналогичному расчету, выполняемому для курсовой работы по курсу «Теория ВРД» и отличается только несколько большей детальностью.

2. Проектный расчет турбокомпрессора по методике Е.Н.Богомолова, аналогичный расчету, выполняемому для курсовой работы по курсу «Теория лопаточных машин» и отличается только использованием уже полученных ранее результатов ТГД - расчета двигателя (повторный расчет не нужен).

3. Газодинамический расчет проектируемого узла на среднем радиусе и по высоте в двух или более сечениях. Такой расчет выполнялся для курсовой работы по курсу «Теория лопаточных машин».

4. Профилирование рабочей лопатки узла i – ой ступени в 5 или более сечениях. Такой расчет выполнялся для курсовой работы по курсу «Теория лопаточных машин». Количество сечений более трех необходимо для построения твердотельной модели лопатки.

5. Расчеты на прочность:

- пера рабочей лопатки i – ой ступени;

- диска i – ой ступени;

- расчет частоты первой формы (j-ой) изгибных колебаний пера рабочей лопатки i – ой ступени, построение частотной диаграммы;

6. Чертеж продольного разреза спроектированного узла.

7. Рабочий чертеж детали, рассчитанной на прочность в системе UG с предварительным построением твердотельной модели.

8. Пояснительную записку следующего содержания:

- реферат;

- термогазодинамический (ТГД-) расчет двигателя;

- проектный расчет турбокомпрессора;

- газодинамический расчет проектируемого узла на среднем радиусе и по высоте;

- профилирование лопатки или диска;

- прочностные расчеты;

- обоснование выбора материалов деталей узла;

- краткое описание конструкции двигателя;

- подробное описание конструкции спроектированного узла;

- заключение;

- список литературы.

В пособии Р18 дается много ценных советов по выполнению КП.

Таблица 1.1.

Примерный график выполнения КП по курсу

«Основы конструирования авиационных ГТД» в 2010 г.

Сроки сдачи фактические.

Номер недели	Даты в 2010 г.	Содержание работы
	8.02 – 13.02	Получение предварительного задания на КП (без подписи зав. каф.)
	15.02 – 20.02.	Выбор проектных параметров (аналог – КР по курсу «Теория ВРД»)
	22.02. – 27.02.	Выбор проектных параметров турбокомпрессора (согласование ПТЧ компрессоров и турбин). Утверждение двигателей-образцов и двигателя-аналога. Получение задания на КП (с подписью зав. каф.)
	1.03. – 6.03.	Расчет на среднем радиусе компрессоров и турбин (аналог – КР по курсу «Лопаточные машины»)
	9.03. – 14.03.	Профилирование рабочей лопатки узла и расчет её на прочность
	15.03. – 20.03.	Предварительная компоновка турбокомпрессора
	22.03. – 27.03.	Окончательная компоновка турбокомпрессора
	29.03. – 3.04.	Компоновка узла и соответствующих частей смежного узла (турбина и компрессор)
	5.04. – 10.04.	Расчет на прочность диска и его профилирование
	12.04. – 17.04.	Выполнение чертежа продольного разреза узла и при необходимости, других видов
	19.04. – 25.04.	Выполнение чертежа продольного разреза узла и при необходимости, других видов
	26.04. – 30.04.	Выполнение объемной модели детали (рабочей лопатки или диска) в UG и рабочего чертежа в UG
	3.05. – 8.05.	Описание конструкции двигателя
	10.05. – 15.05.	Описание конструкции узла
	17.05. – 22.05.	Оформление пояснительной записки к КП, печать чертежей
	24.05. – 29.05.	Защита КП перед комиссией
	31.05. – 6.06.	Защита КП перед комиссией троечниками (выполнение работы не в срок снижает оценку)

Из приведенных выше требований видно, что объем работы очень велик. Часть расчетов уже выполнялись в предыдущих курсовых работах. Часть расчетов новые, это расчеты на прочность. Выполнение пунктов с 1 по 5 итерационное. На любом этапе может возникнуть необходимость выполнить все предыдущие расчеты вновь из-за невозможности выполнить те или иные требования к узлу, что обнаруживается только при выполнении данного этапа расчетов. Поэтому начинать черчение до выполнения всех расчетов нельзя. Сам процесс разработки узла по результатам расчетов также носит итерационный характер и часто сопровождается устранением ошибок, вызванных естественным отсутствием опыта.

Для успешного выполнения КП необходимо правильно организовать работу с самого начала 8 семестра. Для этого уже есть знания, которые были оценены на экзамене в конце 7 семестра. Но дефицит времени будет наблюдаться даже у самых старательных студентов. Для его уменьшения я предлагаю часть расчетов выполнить в 7 семестре в рамках курсовой работы по «Теории ВРД». Это первые два пункта, а именно:

- термогазодинамический (ТГД-) расчет двигателя;

- проектный расчет турбокомпрессора.

Для этого необходимо иметь единое задание как для КР, так и для КП. Договоренность с В.В. Вятковым достигнута. Я предлагаю пойти еще дальше и считать это задание уже заданием на дипломное проектирование (пусть в первом приближении). Для студентов, занимающихся НИРС с другими преподавателями кафедры, следует согласовать его для обеспечения выполнения специальной части ДП на базе НИРС.

Контроль за результатами расчетов по КР «Теория ВРД» с точки зрения их дальнейшего использования без переделки для КП по курсу «Основы конструирования АД и ЭУ» готов взять на себя.

Такая организация работы уменьшит повторные расчеты, позволит глубже выявить специфику данного двигателя еще на 4 курсе и учесть все замечания, исправить ошибки и увеличить полноту проработки конструкторских решений при выполнении ДП, освободить время для выполнения спецчасти.

Список рекомендуемых книг по курсу «Основы конструирования АД и ЭУ» содержит 90 наименований. Это не вся необходимая литература. Всего две полки книг. Но в основном в ней с той или иной полнотой освещены темы курса. К сожалению, не все эти книги есть в библиотеках города (включая ОПРИНТИ КБ) в нужном количестве. Следует позаботиться и обеспечить себя литературой в нужном объеме.

Насколько же выполнимы требования, предъявляемые к студентам‑двигателистам? Для сравнения привожу следующую любопытную информацию.

В книге А.Н.Крылова «Воспоминания и очерки» - М.: Издательство Академии наук СССР, 1956 (неоднократно переиздаваемая замечательная книга, которую должен прочитать каждый российский студент, собирающийся стать инженером) на стр.116 – 120 рассказывается об обучении будущих корабельных инженеров на кораблестроительном отделе Берлинской высшей технической школы в1898 году. Их обучение длилось 4 года по 38 учебных недель в году. Изучалось 35 учебных дисциплин за 5314 часа аудиторных занятий. Объем работ по дипломному проекту примерно 60 листов чертежей (в том числе более 40 листов детальных чертежей), схем и т.п. И все соответствующие расчеты и обоснования. Трудозатраты на его выполнение 2 года по 12 часов в день. Чертежи выполнялись вручную, в туши.

В долях от астрономического времени аудиторные часы составляют 15,24% (5314/(8720*4)). Сравнение с учебным планом группы ДК (4573/(5*8720)=10,5%) показывает, что интенсивность занятий немецкого студента конца позапрошлого века, желающего стать инженером, была в полтора раза выше.

Дата добавления: 2014-01-04