В учебном пособии излагаются теоретические основы гидростатики и гидродинамики течения жидкостей, приведены особенности структуры гидросистем летательных аппаратов (ЛА), их схемы и принципы действия, рассмотрены режимы работы различных гидросистем и методы их расчета, описаны основные функциональные подсистемы. Рассмотрены конструкции основных агрегатов объемного гидропривода, применяемого на современных ЛА.
Материал книги является базовым для курсов «Гидравлика», «Гидромашины и гидроприводы», «Системы энергооборудования», «Проектирование систем энергооборудования», «Гидромеханические системы» для студентов специальностей: 24.05.07 – «Системы жизнеобеспечения оборудования ЛА»; 24.03.04 – «Самолето- и вертолетостроение» и 25.04.01 – «Техническая эксплуатация ЛА и двигателей». Учебное пособие может быть также полезно студентам неавиационных специальностей.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................................................................................................... 8
Введение ............................................................................................................ 9
Глава 1. Гидравлика .................................................................................... 11
1.1. Физические свойства жидкости ........................................................... 12
1.2. Физические свойства реальных жидкостей ........................................ 13
1.3. Гидростатика ......................................................................................... 16
1.3.1. Силы, действующие в жидкости ................................................... 16
1.3.2. Гидростатическое давление ........................................................... 16
1.3.3. Свойства гидростатического давления ......................................... 18
1.3.4. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости
(уравнения Эйлера) .......................................................................... 21
1.3.5. Уравнение поверхности равного давления ................................... 23
1.3.6. Основное уравнение гидростатики ............................................... 23
1.3.7. Физический смысл основного закона гидростатики ................... 25
1.3.8. Эпюры давления ............................................................................. 30
1.3.9. Закон сообщающихся сосудов ....................................................... 32
1.3.10. Закон Паскаля ................................................................................ 33
1.3.11. Сила давления жидкости на плоскую стенку ............................. 35
1.3.12. Закон Архимеда ............................................................................ 39
1.4. Гидродинамика...................................................................................... 40
1.4.1. Основные понятия гидродинамики ............................................... 40
1.4.2. Гидравлические параметры потока ............................................... 42
1.4.3. Геометрические параметры потока ............................................... 43
1.4.4. Кинематические параметры потока .............................................. 43
1.4.5. Динамические параметры потока .................................................. 45
1.4.6. Энергетические параметры потока ............................................... 45
1.4.7. Дифференциальное уравнение неразрывности ............................ 48
1.4.8. Дифференциальное уравнение движения ..................................... 51
1.4.9. Уравнения идеальной жидкости (уравнения Эйлера) ................. 54
1.4.10. Уравнение Бернулли ..................................................................... 55
1.4.11. Вывод уравнения Бернулли в интегральной форме .................. 58
1.4.12. Графическое представление уравнения Бернулли ..................... 62
1.4.13. Практическое применение уравнения Бернулли ....................... 64
1.4.14. Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости ............... 66
1.4.15. Гидравлические сопротивления. Потери давления ................... 69
1.4.16. Местные потери напора ............................................................... 71
1.4.17. Потери напора по длине ............................................................... 74
1.4.18. Режимы течения жидкости .......................................................... 77
1.4.19. Основы подобия потоков ............................................................. 80
1.4.20. Потери напора при ламинарном течении жидкости .................. 85
1.4.21. Кавитация ...................................................................................... 93
1.5. Гидравлический расчет трубопроводов .............................................. 94
1.5.1. Рекомендации при решении задач ................................................ 99
1.5.2. Сложный трубопровод. Соединения простых
трубопроводов ............................................................................... 101
1.5.3. Трубопровод с насосной подачей ................................................ 106
1.6. Истечение жидкости ........................................................................... 109
1.6.1. Истечение жидкости через отверстия ......................................... 109
1.6.2. Истечение жидкости через отверстия при переменном
напоре ............................................................................................. 112
1.6.3. Истечение при переменном напоре в сообщающихся
резервуарах .................................................................................... 114
Задачи и примеры их решения ................................................................. 117
Задачи для самостоятельного решения .................................................... 124
Вопросы для самопроверки ...................................................................... 125
Глава 2. Гидравлические машины .......................................................... 127
2.1. Объемный гидропривод. Общие понятия и принцип
действия объемного гидропривода ................................................... 127
2.2. Насосы и гидравлические двигатели ................................................ 130
2.2.1. Источники гидравлической энергии ........................................... 130
2.2.2. Потребители гидравлической энергии (гидродвигатели) ......... 153
2.3. Агрегаты гидросистем ........................................................................ 166
2.3.1. Гидроаппаратура ........................................................................... 166
2.3.2. Трубопроводы и их соединения .................................................. 194
2.3.3. Особенности проектирования агрегатов .................................... 209
2.4. Рабочие жидкости ............................................................................... 215
2.4.1. Основные требования к рабочей жидкости ................................... 215
2.4.2. Свойства рабочих жидкостей ......................................................... 219
2.4.3. Жидкости, применяемые на современных ЛА, и их свойства ..... 237
Задачи и примеры их решения ................................................................. 247
Вопросы для самопроверки ...................................................................... 249
Глава 3. Системы энергооборудования летательных аппаратов ...... 251
3.1. Гидравлические системы летательных аппаратов ........................... 251
3.1.1. Структурные схемы и типы гидравлических систем ................ 251
3.1.2. Основные и аварийные источники питания ............................... 267
3.2. Функциональные подсистемы летательных аппаратов................... 283
3.3. Блоки питания гидросистем ............................................................... 284
3.4. Системы управления .......................................................................... 304
3.5. Системы механизации и изменения геометрии крыла .................... 344
3.6. Шасси самолетов................................................................................. 357
3.6.1. Системы управления уборкой и выпуском шасси ..................... 361
3.6.2. Системы торможения ................................................................... 369
3.6.3. Системы управления поворотом передней опоры ..................... 384
3.7. Газовые системы летательных аппаратов ........................................ 389
3.7.1. Общие сведения ............................................................................ 389
3.7.2. Источники сжатого газа ............................................................... 392
3.7.3. Пневматический привод с поршневым двигателем
и дроссельными распределителями ............................................ 395
3.7.4. Описание газовых систем ............................................................ 397
Вопросы для самопроверки ...................................................................... 402
Библиографический список ........................................................................ 405