|
1η Ενότητα:Εισαγωγή.
Βασική Διάκριση των κατασκευών που χρησιμοποιούνται στην σύνθεση της δομής στα αεροσκάφη: Πτέρυγα, άτρακτος, ουραίο τμήμα, κάθετο σταθερό, υπεραντωτικές διατάξεις, διατάξεις ελέγχου πτήσης, σύστημα προσγείωσης. Υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των αεροσκαφών. Κράματα αλουμινίου, χάλυβες, τιτάνιο, σύνθετα υλικά. Φορτία στα δομικά στοιχεία του αεροσκάφους. Φορτία κατά την πτήση, λόγω επιταχύνσεων, αεροδυναμικά φορτία, διάφορα φορτία. Βασική ανάλυση της λειτουργίας των δομικών στοιχείων. Εισαγωγικές έννοιες από την θεωρία ελαστικότητας - αντοχή των υλικών. Τάση, παραμόρφωση, κύριες τάσεις, μετασχηματισμοί των τάσεων, επίπεδη εντατική κατάσταση, επίπεδη κατάσταση παραμόρφωσης, σχέσεις τάσης - παραμόρφωσης, κύκλος του Mohr, ενέργεια παραμόρφωσης, κριτήρια αστοχίας. Στατικά ορισμένες κατασκευές: αρχή της μοναδιαίας δύναμης στα δικτυώματα, επίπεδα δικτυώματα, χωρικά δικτυώματα. Στατικά αόριστες δοκοί και δικτυώματα, μέθοδοι υπολογισμού δυνάμεων και μετατοπίσεων σε υπερστατικές δοκούς και δικτυώματα. Υπολογισμός και διαστασιολόγηση δικτυωμάτων. Διάκριση περιπτώσεων. Τα υπερστατικά δικτυώματα στην δομή των αεροσκαφών.
2η Ενότητα: Κάμψη λεπτότοιχης δοκού ανοικτής και κλειστής διατομής
εφαρμογή της Αρχής των δυνατών έργων και της Αρχή της μοναδιαίας δύναμης, υπολογισμός τάσεων και παραμορφώσεων, διάτμηση σε καμπτόμενη δοκό, κέντρο διάτμησης, διατμητική ροή, αξονικός καταναγκασμός. Διάτμηση λεπτότοιχης δοκού ανοικτής και κλειστής διατομής: υπολογισμός των τάσεων και των παραμορφώσεων, κέντρο διάτμησης, διατμητική ροή, επίδραση του σημείου στήριξης στην κατανομή διατμητικών τάσεων κλειστών διατομών, αξονικός καταναγκασμός. Διάτμηση σύνθετης κελυφοειδούς (multi cell) δοκού.
3η Ενότητα: Στρέψη λεπτότοιχης δοκού ανοικτής και κλειστής διατομής
μέθοδοι υπολογισμού των τάσεων και των παραμορφώσεων, γωνία στροφής, κέντρο διάτμησης, αξονικός καταναγκασμός. Πλαίσια (frames) αεροσκαφών. Χρήση των πλαισίων στην κατασκευή της δομής των αεροσκαφών. Υπολογισμός των πλαισίων. Τέμνουσες, ορθές, διατμητικές δυνάμεις και ροπές στα πλαίσια. Συμμετρική και αντισυμμετρική φόρτιση. Μέθοδος των ελαστικών κέντρων.
4η Ενότητα: Κελύφη.
Θεωρία κελυφών. Κελυφοειδής άτρακτος. Φιλοσοφία κελυφοειδούς κατασκευής ατράκτου. Εφαρμογή της θεωρίας κελυφών. Καταπόνηση ατράκτου σε καθαρή στρέψη. Διάκριση των περιπτώσεων στήριξης. Διατμητική ροή στην κρίσιμες διατομές. Καταπόνηση ατράκτου σε κάμψη. Διάκριση των περιπτώσεων στήριξης. Υπολογισμός της κάθετης και διατμητικής ροής σε καμπτόμενη άτρακτο. Σύνθετη καταπόνηση ατράκτου σε κάμψη και στρέψη. Υπολογισμός σύνθετων κελυφοειδών (multi cell) ατράκτων. Κελυφοειδής πτέρυγα. Φιλοσοφία κελυφοειδούς κατασκευής πτέρυγας. Καταπόνηση της πτέρυγας σε καθαρή στρέψη. Διάκριση των περιπτώσεων στήριξης. Διατμητική ροή στην κρίσιμες διατομές. Κιβωτοειδής κατασκευή πτέρυγας (torque box). Καταπόνηση πτέρυγας σε κάμψη. Διάκριση των περιπτώσεων στήριξης. Υπολογισμός της κάθετης και διατμητικής ροής σε καμπτόμενη πτέρυγα. Σύνθετη καταπόνηση πτέρυγας σε κάμψη και στρέψη. Υπολογισμός σύνθετων κελυφοειδών (multi cell) πτερύγων.
5η Ενότητα: Σύνθετα υλικά.
Χρήση των συνθέτων υλικών στην κατασκευή των αεροσκαφών. Επικάλυψη, δομικά τμήματα. Υλικά, μέθοδοι κατασκευής και χρησιμοποιούμενα είδη των συνθέτων υλικών στις αεροπορικές κατασκευές. Ανισοτροπία συνθέτων υλικών. Βασικές καταπονήσεις στοιχείων από σύνθετα υλικά. Υπολογισμός τάσεων και παραμορφώσεων. Σύνδεση δομικών στοιχείων από σύνθετα υλικά.
6η Ενότητα: Μέσα σύνδεσης των κατασκευών.
Ηλώσεις (rivets). Κατηγορίες ηλώσεων. Τύποι αστοχίας ηλώσεων. Αντοχή συνδέσεων με χρήση ηλώσεων. Κοχλιώσεις (bolts). Κατηγορίες κοχλιώσεων. Τύποι αστοχίας κοχλιώσεων. Αντοχή συνδέσεων με χρήση κοχλιών. Συντελεστές ασφαλείας για την λειτουργία των συνδέσεων. Σχεδίαση διαφόρων τύπων συνδέσεων.
7η Ενότητα: Δομική ευστάθεια
ελαστικός και ανελαστικός λυγισμός δοκών, λυγισμός λεπτών πλακών, λυγισμός ενισχυμένων πλακών (stiffened plates) , ευστάθεια πλαισίων διάτμησης (shear panels). Στοιχεία αεροελαστικότητας. Δομικές ταλαντώσεις. Δυναμικά αεροελαστικά φαινόμενα.
8η Ενότητα: Ειδικά θέματα στην σχεδίαση, πιστοποίηση και συντήρηση της δομής των αεροσκαφών.
Φιλοσοφίες σχεδίασης της δομής των αεροσκαφών: Safe Life, Fail Safe. Πιστοποίηση αεροπλοϊμότητας (airworthiness) : παράγοντες ασφαλείας, φάκελος πτήσης (flight envelope), προσδιορισμός των συντελεστών φόρτισης. Δομική Ακεραιότητα αεροσκαφών (structural integrity): σχεδίαση κατασκευών με ανοχή βλάβης (damage tolerance), μηχανική των θραύσεων, κόπωση κατασκευών, μη καταστροφικοί έλεγχοι και επιθεωρήσεις, προγράμματα δομικής ακεραιότητας αεροσκαφών.
9η Ενότητα: Δομές Σκάφους-Γενικές Έννοιες. Απαιτήσεις πτητικής ικανότητας για αντοχή δομής.
Ταξινόμηση δομής, πρωτογενής, δευτερογενής και τριτογενής. Ασφαλές μετά από αστοχία, ασφαλές όριο ζωής, αντοχή σε αστοχία. Συστήματα αναγνώρισης ζωνών και σταθμών. Τάση, παραμόρφωση, κάμψη, συμπίεση, διάτμηση, στρέψη, εφελκυσμός, τοξοειδής τάση, κόπωση. Παροχές αποχέτευσης και αερισμού. Παροχές εγκατάστασης συστημάτων. Παροχές προστασίας από κεραυνούς. Μέθοδοι κατασκευής : επιφάνειας ατράκτου υπό τάση, σχηματιστών, βοηθητικών δοκών, διαμηκών δοκών, διαφραγμάτων, στυλιδίων, οριζοντίων δοκών, δοκίδων, δομών δαπέδου, ενισχύσεων, μεθόδων επικάλυψης και αντιδιαβρωτικής προστασίας, πτέρυγας, σημείων σύνδεσης ουραίου πτερώματος και κινητήρα. Τεχνικές συναρμογής δομής: πιρτσίνωμα, κοχλίωση, συγκόλληση. Μέθοδοι προστασίας επιφανειών, τέτοιες όπως επιχρωμίωση, ανοδίωση, βαφή. Καθαρισμός επιφανειών. Συμμετρία σκάφους: μέθοδοι ευθυγράμμισης και έλεγχοι συμμετρίας. Δομές Σκάφους-Αεροπλάνα. Άτρακτος (ΑΤΑ 52/53/56). Κατασκευή και στεγανοποίηση συμπίεσηςΣυνδέσεις σε πτέρυγα, σταθερά, πυλώνες και σύστημα προσγείωσης. Εγκατάσταση καθισμάτων και σύστημα φόρτωσης φορτίο. Πόρτες : κατασκευή, μηχανισμοί, μηχανισμοί λειτουργίας και ασφαλείας. Κατασκευή και μηχανισμοί παραθύρων και αλεξηνέμων.
10η Ενότητα: Πτέρυγες (ΑΤΑ 57).
Κατασκευή. Αποθήκευση καυσίμου. Συνδέσεις συστήματος προσγείωσης, πυλώνων, επιφανειών ελέγχου και υψηλής άντωσης/οπισθέλκουσας. Σταθεροποιητές (ΑΤΑ 55). Κατασκευή. Σύνδεση επιφανειών ελέγχου. Επιφάνειες Ελέγχου Πτήσης. Κατασκευή και σύνδεση. Ζυγοστάθμιση μάζας και αεροδυναμική. Αεροδυναμικά καλύμματα/Πυλώνες (ΑΤΑ 54). Κατασκευή. Διαφράγματα πυροπροστασίας. Βάσεις κινητήρα. Κλιματισμός και Συμπίεση Καμπίνας (ΑΤΑ 21). Παροχή αέρα. Πηγές παροχής αέρα συμπεριλαμβανομένων και της εκτόνωσης του κινητήρα, της ΑΡU (Βοηθητικής Μονάδος Ισχύος) και παροχής αέρα από το έδαφος. Κλιματισμός. Συστήματα κλιματισμού. Μηχανήματα ανακύκλωσης αέρα και ανακύκλωσης ατμών. Συστήματα κατανομής. Σύστημα ροής, ρύθμισης θερμοκρασίας και υγρασίας. Συμπίεση. Συστήματα συμπίεσης. Έλεγχος και ένδειξη συμπεριλαμβανόμενων και των βαλβίδων ελέγχου και ασφαλείας. Ρυθμιστές πίεσης καμπίνας. Μηχανισμοί ασφαλείας και προειδοποίησης. Μηχανισμοί προστασίας και προειδοποίησης. Συστήματα Οργάνων / Ηλεκτρονικά Συστήματα. Συστήματα Οργάνων (ΑΤΑ 31). Σωλήνας Pitot και στατικής πίεσης : υψόμετρο, ενδείκτης ταχύτητας αέρα, ενδείκτης κάθετης ταχύτητας. Γυροσκοπικά: τεχνητός ορίζοντας, ενδείκτης στάσης, ενδείκτης κατεύθυνσης, ενδείκτης οριζόντιας θέσης, ενδείκτης στροφών και κλίσεων, ενδείκτης στροφών και ολισθήσεων. Πυξίδες: άμεσης ανάγνωσης, ανάγνωσης εξ αποστάσεως. Ενδείκτης γωνίας προσβολής, συστήματα προειδοποίησης για απώλεια στήριξης. Ενδείκτες άλλων συστημάτων αεροσκάφους. Ηλεκτρονικά Συστήματα. Βασικές γνώσεις λειτου ργίας και σχεδιαγράμματα συστημάτων. Σύστημα αυτόματου ελέγχου πτήσης (ΑΤΑ 22). Επικοινωνίες (ΑΤΑ 23). Συστήματα Ναυτιλίας (ΑΤΑ 34). Ηλεκτρική Ισχύς (ΑΤΑ 24). Εγκατάσταση και λειτουργία συσσωρευτών. Γεννήτρια συνεχούς ρεύματος. Γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος. Γεννήτρια επείγουσας ανάγκης. Ρύθμιση τάσης. Κατανομή ισχύος. Μετατροπείς, μετασχηματιστές, ανορθωτές. Προστασία κυκλώματος. Εξωτερική /Επίγεια παροχή ισχύος.
11η Ενότητα: Εξοπλισμός (ΑΤΑ 25).
Απαιτήσεις εξοπλισμού επείγουσας ανάγκης. Καθίσματα, ιμάντες πρόσδεσης και ζώνες. Διάταξη καμπίνας. Διάταξη εξοπλισμού. Εγκατάσταση εξοπλισμού καμπίνας. Εξοπλισμός ψυχαγωγίας καμπίνας. Εγκατάσταση κουζίνας α/φους. Χειρισμός φορτίου και εξοπλισμός συγκράτησης. Εσωτερική κλίμακα. Πυροπροστασία (ΑΤΑ 26). Συστήματα πυρανίχνευσης, ανίχνευσης καπνού και προειδοποιητικά. Συστήματα πυρόσβεσης. Δοκιμές συστημάτων. Χειριστήρια Ελέγχου Πτήσης (ΑΤΑ 27). Πρωτεύοντα χειριστήρια: πτερύγιο κλίσης, πηδάλιο ανόδου-καθόδου, πηδάλιο διεύθυνσης, φθορέας άντωσης. Χειριστήριο ζυγοστάθμισης. Χειριστήριο ενεργού ελέγχου φορτίου. Υπεραντωτικές κατατάξεις. Αποσβεστήρας άντωσης, αερόφρενα. Λειτουργία συστήματος : χειροκίνητο, υδραυλικό, πεπιεσμένου αέρα, ηλεκτρικό, ελέγχου πτήσης με ηλεκτρονικά μέσα. Τεχνητή αίσθηση, αποσβεστήρας εκτροπής, ισοσταθμιστής Mach, περιοριστής πηδαλίου διεύθυνσης, ασφάλειες ριπών. Ζυγοστάθμιση και ρύθμιση. Σύστημα προστασίας από απώλεια στήριξης. Συστήματα Καυσίμου (ΑΤΑ 28). Διάταξη συστήματος. Δεξαμενές καυσίμου. Συστήματα παροχής. Εκκένωση, αερισμός και αποστράγγιση. Διασταυρωτική τροφοδοσία και μεταφορά. Ενδείκτες και προειδοποιήσεις. Ανεφοδιασμός και αφαίρεση καυσίμου με άντληση. Διαμήκες ζυγοσταθμιστικό σύστημα καυσίμου. Υδραυλική Ισχύς (ΑΤΑ 29). Διάταξη συστήματος. Υδραυλικά υγρά. Δεξαμενές και αποταμιευτές υδραυλικών υγρών. Παραγωγή πίεσης: ηλεκτρική, μηχανική, πεπιεσμένου αέρα. Παραγωγή πίεσης επείγουσας ανάγκης. Έλεγχος πίεσης. Κατανομή ισχύος. Ενδείκτες και συστήματα προειδοποίησης. Αλληλεπίδραση με άλλα συστήματα. Προστασία από Πάγο και Βροχή (ΑΤΑ 30). Σχηματισμός πάγου, κατάταξη και ανίχνευση. Αντιπαγωτικά συστήματα: ηλεκτρικά, θερμού αέρα και χημικά. Αποπαγωτικά συστήματα: ηλεκτρικά, πεπιεσμένου αέρα και χημικά. Συστήματα απώθησης και απομάκρυνσης βροχής. Θέρμανση στομίου πλήρωσης και στομίου αποστράγγισης. Σύστημα Προσγείωσης (ΑΤΑ 32). Κατασκευή, απόσβεση κραδασμών. Συστήματα έκτασης και ανάσυρσης: κανονικά και επείγουσας ανάγκης. Ενδείκτες και προειδοποίησης. Τροχοί, φρένα, σύστημα αντιολίσθησης και αυτόματης πέδησης. Ελαστικά. Πηδαλιουχία.
12η Ενότητα: Φώτα (ΑΤΑ 33).
Εξωτερικά: πλοήγησης, προσγείωσης, τροχοδρόμησης, πάγου. Εσωτερικά: καμπίνας, θαλάμου διακυβέρνησης, φορτίου. Επείγουσας ανάγκης. Οξυγόνο (ΑΤΑ 35). Διάταξη συστήματος : θάλαμος διακυβέρνησης, καμπίνα. Πηγές, αποθήκευση, φόρτωση και κατανομή. Ρύθμιση παροχής. Ενδείκτες και συστήματα προειδοποίησης. Συστήματα Αέρος / Κενού (ΑΤΑ 36). Διάταξη συστήματος. Πηγές: κινητήρας / ΑΡΙ), συμπιεστές. Δεξαμενές, παροχή εδάφους. Έλεγχος πίεσης. Κατανομή. Ενδείκτες και συστήματα προειδοποίησης. Αλληλεπίδραση με άλλα συστήματα. Νερό/Απόβλητα (ΑΤΑ 38). Διάταξη συστήματος νερού, παροχή, διανομή, εξυπηρέτηση και αποστράγγιση. Διάταξη συστήματος τουαλέτας, νερό λεκάνης και εξυπηρέτηση. Θέματα διάβρωσης. Συστήματα Συντήρησης στο Α/φος (ΑΤΑ 45). Κεντρικοί ηλεκτρονικοί υπολογιστές συντήρησης. Σύστημα φόρτωσης δεδομένων. Ηλεκτρονικό σύστημα βιβλιοθήκης. Εκτύπωση. Παρακολούθηση δομής (παρακολούθηση ορίων ζημιών).
1η Εργαστ. Άσκηση:
Υπολογισμός των αεροδυναμικών φορτίων που δρουν σε διάφορους τύπους αεροτομών κατά NACA. Προσδιορισμός των αεροδυναμικών δυνάμεων και των ροπών. Σύγκριση των θεωρητικών με τα πειραματικά αποτελέσματα. Η άσκηση αυτή θα εκτελεστεί στην υποηχητική αεροσήραγγα του Εργαστηρίου Αεροδυναμικής.
2η Εργαστ. Άσκηση:
Υπολογισμός τάσεων και μετατοπίσεων σε υπερστατικό επίπεδο δικτύωμα. Σύγκριση πειραματικών και θεωρητικών τιμών. Προσδιορισμός του συντελεστή ασφαλείας.
3η Εργαστ. Άσκηση:
Απλή κάμψη αμφιέρεστης και πακτωμένης συμπαγούς δοκού. Απλή στρέψη πακτωμένης συμπαγούς δοκού. Προσδιορισμός τάσεων και παραμορφώσεων. Σύγκριση πειραματικών μετρήσεων με τις θεωρητικές τιμές από την Αντοχή των υλικών.
5η Εργαστ. Άσκηση:
Ασύμμετρη κάμψη (συνδυασμένη καταπόνηση σε κάμψη και στρέψη) δοκού λεπτότοιχης διατομής σχήματος C και Ζ. Υπολογισμός τάσεων και παραμορφώσεων. Κέντρο διάτμησης. Γωνία στροφής. Επίδραση της γεωμετρίας της διατομής (σχήμα, κοίλη / συμπαγής). Σύγκριση θεωρητικών και πειραματικών τιμών. Σύνδεση - σύγκριση συμπερασμάτων με την 4η Εργαστηριακή Άσκηση.
6η Εργαστ. Άσκηση:
Συμμετρική και αντισυμμετρική καταπόνηση απλών πλαισίων (frames). Προσδιορισμός τεμνουσών, ορθών, διατμητικών δυνάμεων και μετατοπίσεων. Σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων με τις θεωρητικές τιμές από την εφαρμογή της μεθόδου επίλυσης των ελαστικών κέντρων.
7η Εργαστ. Άσκηση:
Αντοχή συνδέσεων με ήλους σε διατμητική καταπόνηση. Αντοχή συνδέσεων με κοχλίες σε διατμητική καταπόνηση. Σύγκριση διαφορετικών τύπων μεταλλικών συνδέσεων. Σύγκριση πειραματικών και θεωρητικών τιμών.
8η Εργαστ. Άσκηση:
Λυγισμός υψίκορμων και βραχύκορμων φορέων. Προσδιορισμός του κρίσιμου φορτίου λυγισμού για τα δύο είδη φορέων. Σύγκριση των μετρήσεων με τους θεωρητικούς υπολογισμούς που προκύπτουν από την εφαρμογή των διαφόρων μεθόδων. Επίδραση των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των διαφόρων διατομών των φορέων.
9η Εργαστ. Άσκηση:
Υπολογισμός του Μέτρου Ελαστικότητας συνθέτων δοκών. Απλή κάμψη δοκού κατασκευασμένης από πολυστρωματικό (multilayered) υλικό. Σύγκριση πειραματικών και θεωρητικών τιμών. Προσδιορισμός του συντελεστή ασφαλείας της δοκού. Σύγκριση λόγου βάρους / όγκο για μεταλλική δοκό και δοκό από σύνθετα υλικά.
10η Εργαστ. Άσκηση:
Καταπόνηση σε κάμψη και στρέψη απλής κελυφοειδούς κατασκευής πτέρυγας. Μέτρηση μετατοπίσεων στο άκρο και στην ρίζα της πτέρυγας. Μέτρηση τάσεων στα σημεία σύνδεσης (bores) της πτέρυγας με την άτρακτο. Σύγκριση πειραματικών μετρήσεων με τις θεωρητικά υπολογιζόμενες τιμές.
|
