NÁVRH ZADÁNÍ DIPLOMOVÝCH PRACÍ - STAVBA /

Transkript

1 Název česky Název anglicky, Provoz letadel Garant: navrhovatel úkolu (většinou rovněž i vedoucí práce) Charakter práce: Rešeršní, konstrukční, experimentální, CAE (počítačová) simulace, teoretická analýza Účel práce: Výzkum, Vývoj, Vzdělávání, Studijní podklady Forma práce: Průvodní zpráva, článek, prototyp, model, digitální data, poster Stručný popis problematiky, kterou se má daný úkol zabývat Souhrn hlavních cílů práce V případě zájmu o některé z níže uvedených témat kontaktujte příslušného garanta Kritéria hodnocení únavové životnosti nýtových spojů Criteria for fatigue evaluation of riveted joints Garant: Augustin Petr, Ing., Ph.D. Charakter práce: Teoretická analýza Návrh kritérií hodnocení únavové životnosti typických nýtových spojů používaných v konstrukci draku letounu a jejich praktická aplikace. V první části diplomant zpracuje přehled teorie používané pro hodnocení únavové životnosti. Teoretická část bude zahrnovat popis principů vzniku a rozvoje únavového poškození, popis skladby provozních spekter zatížení a statistických metod používaných při vyhodnocení životnosti. Dále provede rešerši požadavků předpisů letové způsobilosti. První část bude zahrnovat i popis konstrukčních zásad používaných při návrhu spojů za účelem dosažení optimální životnosti. V druhé části, která bude těžištěm diplomové práce, bude uveden návrh metod hodnocení životnosti spojů. Navržené metody by měly umožňovat jednak analytické řešení v uzavřeném tvaru vhodné pro prvotní návrh konstrukce a jednak numerické řešení pro použití při detailních analýzách konstrukce. Použitelnost metod bude demonstrována na příkladu výpočtu reálného konstrukčního uzlu a bude provedeno porovnání s experimentem. Součástí diplomové práce bude i návrh únavových zkoušek vzorků za účelem získání vstupů potřebných pro analýzy konstrukcí vyrobených z nově zaváděných materiálů. 1

2 Návrh metodiky výpočtu části konstrukce křídla letounu L 410 NG s ohledem na možnost rozvoje mnohoohniskového únavového poškození (WFD Widespread Fatigue Damage)Criteria for fatigue evaluation of riveted joints Methodology of widespread fatigue damage evaluation of L 410 NG aircraft wing parts Garant: Augustin Petr, Ing., Ph.D. Charakter práce: Teoretická analýza Problematika WFD nabývá v posledních letech značného významu, což je reflektováno i nově zaváděnými požadavky předpisů letové způsobilosti. V posledních 25 letech byl fenomén WFD příčinou několika závažných provozních poruch zejména u velkých dopravních letadel. Plné zvládnutí této problematiky je v dnešní době podmínkou pro certifikaci letounu v kategorii commuter dle FAR 23. V první části diplomant provede rozbor platných předpisů letové způsobilosti vztahujících se k danému tématu. V další části bude provedena rešerše publikovaných prací v této oblasti. Stěžejní částí práce bude vlastní tvorba algoritmu výpočtu. Tento algoritmus bude zahrnovat stochastický model rozvoje únavového poškození založený na simulační metodě Monte Carlo. Dále bude navržen analytický způsob výpočtu faktoru intenzity napětí pomocí superpozice základních konfigurací trhliny, pro které je řešení známo v uzavřeném tvaru. Získané hodnoty faktoru intenzity napětí budou vstupem do simulace šíření trhliny při zatěžování provozní sekvencí zatížení. Součástí algoritmu bude i výpočet zbytkové pevnosti porušující se konstrukce. Závěrečným výstupem celé simulace bude distribuční funkce vztahující se k pravděpodobnosti rozvoje WFD po určité době provozu letounu. Diplomová práce by měla být ve společnosti Aircraft Industries, a.s. přímo využitelná při vývoji nových výpočetních metod v rámci průkazu únavové životnosti a odolnosti proti poškození letounu L 410 NG. Stabilita a řiditelnost čtyřmístného turistického letounu Stability and controllability of the four-seater tourist airplane Garant: Daněk Vladimír, doc. Ing., CSc. Charakter práce: Teoretická analýza Pro zvolenou geometrii letounu TL-4000 stanovte početním odhadem potřebné stranové aerodynamické stabilitní a řiditelnostní derivace. Na základě stanovených stabilitních a řiditelnostních derivacích i dalších potřebných dat vyhodnoťte míru stranové statické a dynamické stability. Dále proveďte výpočet základních charakteristik stranové řiditelnosti letounu. Výsledky porovnejte s požadavky CS-23 a navrhněte potřebné úpravy prostředků stranové stability a řiditelnosti daného letounu. Na základě výsledků rozboru stranové stability a řiditelnosti provést kontrolu vhodnosti volby základních návrhových parametrů prostředků stranové stability a řiditelnosti letounu TL Případně navrhnout nezbytné úpravy pro zlepšení stranové stability a řiditelnosti zadaného letounu. 2

3 Validace CFD řešiče pro určování vybraných aerodynamických koeficientů potřebných pro simulátor letounu Validation of CFD solver for the determination of selected aerodynamic coefficients for an aircraft simulator Garant: Doupník Petr, Ing., Ph.D. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace Stanovení aerodynamických koeficientů závislých na výchylce výškového kormidla pomocí analytických metod typu Digital Datcom je značně nepřesné při určování letových vlastností a pro využití na leteckých simulátorech. Cílem diplomové práce je stanovit přírůstky vybraných aerodynamických koeficientů závislých na výchylce kormidla pomocí CFD metod. V první části bude řešitel porovnávat výsledky s naměřenými daty dle NACA reportu pro zvolený profil ocasních ploch a typ kormidla. Ve druhé části využije výstupu z CFD výpočtu kombinace křídlo trup zvoleného letounu jako vstupních podmínek pro výpočet přírůstků aerodynamických koeficientů vlivem výchylky výškového kormidla. Návrh kanálu olejového chladiče pro modernizovanou motorovou gondolu letounu L 410NG Garant: Doupník Petr, Ing., Ph.D. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace Návrh palubních soustav sportovního letounu Systems design for small sport aircraft Garant: Hlinka Jiří, doc. Ing., Ph.D. Proveďte rozbor současného trhu jednomotorových 4-5místných sportovních letadel se zaměřením na soustavy letounu (rozbor by měl obsahovat minimálně elektrickou soustavu, soustavu vyvážení letounu, soustavu vysouvání vztlakové mechanizace, soustavu vysouvání podvozku, Pitot-statickou soustavu a přístrojové vybavení). Na základě provedeného rozboru definujte pro 4-místný letoun typické vybavení moderního letounu této kategorie typy a základní charakteristiky zvolených soustav. Uvažujte následující konfiguraci letounu: Jednomotorový dolnoplošník s lichoběžníkovým křídlem, celokompozitovou konstrukcí a vysokou aerodynamickou čistotou určený pro lety za podmínek VFR i IFR. Dále proveďte rešerši požadavků předpisů pro vybranou soustavu dle zadání vedoucího. Proveďte konstrukční návrh zvolené soustavy. - Rozbor konstrukčních uspořádání soustav letadel v dané kategorii; - Koncepční návrh soustav pro moderní sportovní letoun; - Detailní konstrukční návrh vybrané soustavy letounu. 3

4 Návrh podvozku VUT200 TwinCobra Design of VUT200 TwinCobra landing gear Garant: Katrňák Tomáš, Ing. Navrhněte uspořádání a konstrukční řešení hlavního podvozku dvoumotorového letounu VUT200 TwinCobra variantní studie zasouvání do centroplánu (jako VUT100 Cobra) nebo do motorových gondol. Cílem diplomové práce bude navržení variant uspořádání hlavního podvozku pro dvoumotorový letoun VUT200 TwinCobra. Dále pak rozpracování vybraného konstrukčního řešení. Vliv antikorozních povrchových úprav na únavové vlastnosti hliníkových slitin Influence of anticorrosion surface engineering on alluminium alloys fatigue performance Garant: Klement Josef, doc. Ing., CSc. Charakter práce: Rešeršní/Experimentální Účel práce: Výzkum Dosavadní poznatky o vlivu povrchových úprav jako je moření a anodická oxidace na únavové vlastnosti hliníkových konstrukcí nejsou jednoznačné a v některých případech jsou i protichůdné. Pro spolehlivé posouzení těchto vlivů je třeba provést podrobnou analýzu literárních pramenů a základní poznatky ověřit na vybraném spektru konstrukčních materiálů Cílem práce je zpracování přehledu dosavadních poznatků o možném ovlivnění únavových vlastností hliníkových slitin operacemi povrchových úprav protikorozní ochrany. Součástí práce je praktické ověření na vybraných slitinách. Záchranné systémy pro létající drony Flying drones rescue systems Garant: Pejchar Jan, Ing. Bezpilotní prostředky se čím dál více stávají součástí běžného letového provozu. Pro plnou integraci do vzdušného prostoru chybí překonat několik legislativních problémů, které se mimo jiné zaměřují na bezpečnost jejich provozu. Jednou z cest zvyšování bezpečnosti je využití záchranného systému s předpoklady pro vysokou spolehlivost, výkonové parametry a snadnost obsluhy. Dané parametry nejlépe splňuje systém založený na využití padáku. 1) Rešeršní rozbor padákových systémů a přehled jejich výkonnostních charakteristik 2) analýza typické misi bezpilotního dronu a vytipování nejčastěji detekovaných poruch 3) konstrukční návrh montáže záchranného systému Galaxy UAV pro vybraný dron 4) vypracování metodiky zkoušek potřebných pro ověření funkčnosti systému v extrémních klimatických podmínkách a při letových zkouškách 5) ověření metodiky provedením letových testů. 4

5 Návrh letounu pro zástavbu hybridní pohonné jednotky Aircraft design for the installation of a hybrid powerplant Garant: Píštěk Antonín, prof. Ing., CSc. Navrhnout letoun v kategorii LSA, VLA umožňující zástavbu hybridní pohonné jednotky sestávající z elekrického motoru, baterií a pístového motoru. Pro realizaci je možné využít současný letoun VUT 051 RAY, připadně navrhnout jinou koncepci. Na základě rozboru koncepcí hybridních pohonů, zvolit optimální řešení z hlediska uspořádání, dostupnosti a provozních charakteristik. Technické parametry letounu by měly být zaměřeny na zvýšení vytrvalosti (doletu) a pro komerční využití, včetně sportovního letání. Výpočet zatížení, analýza pevnosti a simulace nárazu ptáka pro kompozitní náběžné hrany křídla Loads calculation, stress analysis and bird strike simulation of a composite wing leading edge Garant: Symonov Volodymyr, M.Sc. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace Na základě daných konstrukčních koncepcí náběžné hrany křídla by měly být vybrány geometrické parametry a stohovací sekvence lamináty pro konstrukční prvky s ohledem na uvedeny zatěžovací případy a materiály. Nejzávažnější požadavek na konstrukci je přežít po nárazu ptáka případ zatížení "Get Home". Z tohoto důvodu, aby bylo možné odhadnout poškození konstrukce způsobené ptákem, simulace nárazu ptáka by mělo být provedeno. S ohledem na uvedeny požadavky a materiály: 1. Geometrické parametry konstrukce lamely by měly být vybrány. 2. Stohovací sekvence lamináty pro konstrukční prvky by měly být vybrány. Koncepční návrh konstrukce nového celokovového výcvikového kluzáku vycházejícího z kluzáku řady Blaník Conceptual design of new full metal training glider based on Blanik series Garant: Schoř Pavel, Ing. Koncepční návrh nového výcvikového kluzáku vycházející z řady Blaník s ohledem na nové technologie umožňující minimalizaci ruční práce při jeho výrobě. Koncepční návrh konstrukce kluzáku 5

6 Návrh klimatizační soustavy pro malý dopravní letoun Air conditioning systems design for small transport aircraft Garant: Třetina Karel, doc. Ing., CSc. Klimatizační soustavy dopravního letadla musí vytvářet dobré podmínky pro činnost posádky i pro příjemné prostředí v kabině cestujících. Musí především zajistit teplotu, vlhkost a výměnu vzduchu v kabinách letounu. V případě letů ve větších výškách musí i udržovat dostatečně velký tlak vzduchu v kabinách. Návrh a pevnostní kontrola systému řízení TL 4000 Design of the control system of TL 4000 Garant: Šplíchal Jan, Ing., Ph.D. Proveďte konstrukční návrh systému podélného, příčného a směrové řízení letounu TL Vypracujte kinematický mechanismus jednotlivých tras řízení pomocí modlu DMU Kinematics systému CATIA V5 a proveďte podrobný konstrukční návrh jednotlivých součástí tras podélného, příčného a směrové řízení. Dále pak stanovte zatížení jednotlivých tras řízení od sil vyvozených pilotem a proveďte jejich pevnostní kontrolu na toto zatížení. Na závěr stanovte převodové poměry jednotlivých tras v závislosti na výchylce jednotlivých řididel. 1. Vytvoření kinematického modelu systémů řízení letounu TL Vytvoření podrobného konstrukčního návrhu jednotlivých součástí řízení 3.Stanovení zatížení a pevnostní kontrola tras řízení 4.Stanovení převodových poměrů tras řízení Koncepční studie malého dvoumotorového proudového letounu Conceptual study of small twin jet aircraft Garant: Urík Tomáš, Ing., Ph.D. Úprava letounu EV-55 na požární verzi Firefighter modification of EV-55 aircraft Garant: Urík Tomáš, Ing., Ph.D. 6

7 Ověření možností výroby tenkostěnných leteckých konstrukcí pomocí technologie předvrtaných děr Verification of manufacturing of light-weight aircraft structure by technology of pre-drilled holes Garant: Urík Tomáš, Ing., Ph.D. Při výrobě tenkostěnných leteckých konstrukcí se plechové díly nejčastěji spojují pomocí nýtových spojů. Klasický způsob spočívá v ustavení spojovaných dílu do montážních přípravků, provrtání děr a nýtování. Pomocí moderních počítačových metod je možné vyvrtat díry pro nýty před vlastním tvářením součásti, tak že lze spojovat tvářené plechové díly bez použití montážních přípravku. Tímto se zjednoduší výrobní proces dané součásti a sníží se výrobní náklady. Tuto moderní metodu používají všichni velcí výrobci dopravních letadel. Cílem této experimentální diplomové práce je aplikovat tuto technologii na křídlo malého sportovního letounu. Součástí práce je výroba části křídla pomocí navržených forem. Při sestavování křídla se zjistí, zda navržené formy vyhovují, nebo zda je nutné je upravit s ohledem na úhel odpružení lemů žeber. Dle zadaných geometrických podkladů navrhněte formy pro lisování žeber křídla sportovního letounu. Navrhněte a experimentálně ověřte takový tvar lisovací formy tak, aby bylo možné snýtovat žebra s potahem pomocí děr vyvrtaných před lisováním. Zástavba turbovrtulového motoru pro letoun VUT Cobra (VUT 200 Twin Cobra) Turboprop version of VUT100 Cobra airplane (VUT200 Twin Cobra) Garant: Vaněk František, Ing., Ph.D. Aerodynamický návrh transsonického bezpilotního kluzáku Aerodynamic design of transonic UAV glider Garant: Zikmund Pavel, Ing., Ph.D. Obsahem diplomové práce bude návrh bezpilotního transsonického kluzáku. Nejprve půjde o vytvoření geometrického modelu letounu s ohledem na pravidlo ploch. Dalším úkolem bude stanovení aerodynamické poláry tohoto letounu. Práce je vypsána v součinnosti s probíhajícím výzkumnem v oblasti transsonické aerodynamiky. 1) geometrický návrh UAV 2) hmotnostní rozbor 3) stanovení aerodynamické poláry 7

8 Výpočet zatížení vztlakových klapek letounu L 410NG a porovnání s letovým měřením Garant: Navrátil Jan, Ing. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace/experimentální Pevnostní návrh letadlového uzlu křídlo trup Garant: Juračka Jaroslav, doc. Ing., Ph.D. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace/experimentální Aerodynamická optimalizace attika konceptu pro snížení odporu osobního automobilu Garant: Popela Robert, Ing., Ph.D. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace/experimentální Aerodynamická analýza a optimalizace konfigurace letounu ARES Garant: Popela Robert, Ing., Ph.D. Charakter práce: CAE (počítačová) simulace 8