Аппараты с машущими движителями и их природные аналоги, монография, Ахмедов Т.X., Бродский А.К., Галанин И.Ф., Зелеев Р.М., 2018

Аппараты с машущими движителями и их природные аналоги, Монография, Ахмедов Т.X., Бродский А.К., Галанин И.Ф., Зелеев Р.М., 2018.

   В первой части книги изложены результаты исследований в области машущих движителей, аналогами которых являются природные объекты - аэробионты (птицы и насекомые), а также гидробионты (рыбы, китообразные, пингвины и жуки-плавунцы).
Рассматриваются принципы действия и теоретические основы машущих движителей. Разработана механическая модель быстромашущего движителя «Автомат супинации». Проведён кинематический анализ этого механизма, который может быть использован в качестве привода быстромашущих крыльев на беспилотных летательных аппаратах. На основе проведённых экспериментов создана физическая модель отрывных вихревых течений, возникающих около машущих крыльев и плавников при их ускоренном перемещении на за критических углах атаки. Разработаны расчётные схемы, а также методики для проведения расчётов тяги и мощности быстромашущих движителей природных аналогов и летательного аппарата.
Компьютерное моделирование позволило провести исследование векторных полей ускорений и скоростей течений в пограничном слое быстромашущих крыльев насекомых и энтомоптера.
Разработаны действующие механические модели аппаратов с машущими движителями. Представлены технические облики беспилотных летательного и подводных аппаратов, а также судов с машущими движителями.
Во второй части учёными-биологами представлены доступные сведения об эволюции, морфологии и анатомии аэро- и гидробионтов: насекомых, птиц, рыб и китообразных. Знакомство со строением и работой органов движения в сплошной среде (крыльев, плавников и пр.) позволяет ближе подойти к пониманию закономерностей машущих движений и обогащает труд конструктора новыми решениями.
Для учёных, конструкторов, инженеров, изобретателей при разработке летательных и подводных аппаратов с машущими движителями.




Уравнение Эйлера, интегралы Бернулли и Лагранжа.
При изучении взаимодействия машущих объектов с окружающей их средой возникают трудноразрешимые проблемы, связанные с математическим описанием задач обтекания деформируемых тел не только вязкой реальной, но даже идеальной жидкостью. Путь решения подобных задач основан на создании упрощённых приемлемых математических моделей.

Так, например, при изучении вопроса, связанного с созданием тяги машущими крыльями насекомого, находящегося в режиме зависания, обычно используются квазистационарная аэродинамическая схема и принцип обращённого движения, при которых рассматривается движение среды относительно неподвижно установленного крыла, а не движение крыла в неподвижной среде. В результате расчётное значение подъёмной силы крыльев насекомого не превышает вес насекомого, что не соответствует действительности. По наблюдениям, например, муха сирфида демонстрирует высший пилотаж, за которым не может уследить глаз наблюдателя. Это приводит к известным высказываниям о том, что насекомые летают вопреки законам аэродинамики.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Часть 1. Летательные и подводные аппараты с машущими движителями.
Словарь терминов.
Введение.
Глава 1.1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований машущих движителей аэробионтов.
1.1.1. Уравнение Эйлера, интегралы Бернулли и Лагранжа.
1.1.2. Движение тела в идеальной жидкости, присоединённая масса.
1.1.3. Отрывные течения, теория струй.
1.1.4. Математическое моделирование вихревых структур при отрывном обтекании профилей.
1.1.5. Теория машущего движителя В.В. Голубева, основное уравнение машущего движителя.
1.6. Механическая модель быстромашущего движителя аэробионтов.
1.1.7. Результаты экспериментальных исследований кинематики машущего крыла насекомого из отряда двукрылых, полученные В. Нахтигалем.
1.1.8. Компьютерное моделирование винта вертолёта с использованием численного метода дискретных вихрей.
Глава 1.2. Обзор теоретических и экспериментальных исследований машущих движителей гидробионтов.
1.2.1. Китообразные и рыбы.
1.2.2. Волнообразный способ плавания животных. Волновой движитель.
1.2.3. Теоретические исследования волнового движителя.
1.2.4. Квазистационарная теория машущего плавникового движителя.
1.2.5. Экспериментальные исследования машущего крыла.
1.2.6. Классификация способов плавания гидробионтов с учётом направления движения их плавников.
Глава 1.3. Машущие движители летательных аппаратов и их природных аналогов. Классификация движителей аэро- и гидробионтов.
1.3.1. Летательные аппараты с машущими крыльями.
1.3.2. Летательный аппарат природных аналогов с быстромашущими крыльями.
1.3.3 Классификация движителей аэро- и гидробионтов.
Глава 1.4. Механическая модель быстромашущего движителяля.
1.4.1. Кинематическая схема наклонно-махового способа маховых движений крыла аэробионта.
1.4.2. Механическая модель быстромашущего движителя «Автомат супинации».
1.4.3. Кинематические параметры цепи зубчатое колесо-водило.
1.4.4. Кинематические параметры цепи водило-ступица.
1.4.5. Соотношение кинематических параметров автомата супинации в I фазе маховых движений крыла.
1.4.6. Соотношение кинематических параметров автомата супинации во II фазе маховых движений крыла.
1.4.7. Соотношение кинематических параметров автомата супинации в III фазе маховых движений крыла.
1.4.8. Соотношение кинематических параметров автомата супинации в IV фазе маховых движений крыла.
1.4.9. Определение линейных и угловых скоростей и ускорений звеньев автомата супинации.
1.4.10. Алгоритм расчета кинематических параметров автомата супинации.
Алгоритм 1.1. Расчет кинематических параметров автомата супинции.
Глава 1.5. Аэродинамика отрывных течений при ускоренных движениях машущих крыльев.
1.5.1. Схемы образования вихрей и течений при ускоренном движении крыльев с различными углами атаки.
1.5.2. Расчёт эквивалентной тяги и мощности быстромашущего движителя аэробионта, функционирующего в режиме висения.
1.5.3. Расчет тяги и мощности быстромашущих движителей летательных аппаратов, функционирующих в режиме висения.
Глава 1.6. Расчёт кинематических параметров пограничного слоя быстромашущего крыла.
1.6.1. Физическая модель, уравнения движения, расчётные схемы.
1.6.2. Результаты моделирования. Особенности течения в пограничном слое быстромашущих крыльев.
1.6.3. Углы отклонения относительных скоростей частиц воздуха в пограничном слое крыла комара при его махово-супинационном движении.
1.6.4. Компьютерное моделирование векторных полей ускорений на поверхности и в пограничном слое быстромашущего крыла.
1.6.5. Компьютерное моделирование векторных полей скоростей, возникающих в пограничном слое быстромашущего крыла.
Глава 1.7. Технические модели, летательные и подводные аппараты с машущими движителями.
Глава 1.8. Машущие ветряные и водяные двигатели.
Заключение.
Литература.
Часть 2. Природные аналоги летательных и подводных аппаратов с машущими движителями.
Словарь терминов.
Введение.
Глава 2.1. Эволюция аэро- и гидробионтов (Р.М. Зелеев).
2.1.1. Геохронология и развитие способов локомоции.
2.1.2. Особенности эволюционных процессов развития аэробионтов.
2.1.3. Эволюция летательных аппаратов аэробионтов (Т.Х. Ахмедов, И.Ф. Галанин).
2.1.4. Эволюция гидробионтов (И.Ф. Галанин).
2.1.5. Завоевание воздушной среды и машущие движители (А.К. Бродский).
Глава 2.2. Биомеханика и полёт позвоночных (И.Ф. Галанин).
2.2.1. Полет птиц.
2.2.2. Строение крыла птицы.
2.2.3 Строение хвоста птицы.
2.2.4. Полет в других группах позвоночных.
2.2.5. Особенности кинематики маховых движений крыльев птиц (Т.Х. Ахмедов).
Глава 2.3. Устройство и работа крылового аппарата насекомых (А.К. Бродский).
2.3.1. Строение крылового аппарата насекомых.
2.3.2. Особенности функционирования крылового аппарата насекомых.
2.3.3. Увеличение частоты взмаха крыльев.
Глава 2.4. Морфофункциональные особенности водной локомоции рыб (И.Ф. Галанин).
2.4.1 Форма тела.
2.4.2. Плавники.
2.4.3. Покровы.
2.4.4. Скелет и мускулатура.
2.4.5. Особенности гидродинамики рыб (Т.Х. Ахмедов).
Глава 2.5. Локомоторные особенности китообразных (И.Ф. Галанин, Т.Х. Ахмедов).
Заключение.
Литература.
Послесловие.

Купить .





Теги: учебник по машиностроению :: машиностроение :: Ахмедов :: Бродский :: Галанин :: Зелеев :: машущий движитель