
- •1Введение
- •2Исходные данные.
- •2.1Расчетные случаи.
- •3Расчет крыла.
- •3.1Геометрические параметры крыла.
- •3.2Определение нагрузок на крыло.
- •3.2.1Определение аэродинамических нагрузок на крыло.
- •3.2.2Определение массовых нагрузок на крыло.
- •3.3Распределение нагрузок по длине крыла.
- •3.3.1Распределение аэродинамических нагрузок.
- •3.3.2Распределение массовых нагрузок.
- •3.4Построение эпюр перерезыващих сил, изгибающих и крутящих моментов.
- •3.4.1Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов.
- •3.4.2Построение эпюр крутящих моментов.
- •3.5Проектировочный расчет сечения тонкостенного крыла.
- •3.5.1Исходные данные.
- •3.5.2Пересчет крутящего момента.
- •3.5.3Определение толщин стенок лонжеронов и обшивки
- •3.5.4Определение количества и площадей элементов продольного набора.
- •3.6Поверочный расчет сечения крыла методом редукционных коэффициентов.
- •3.7Поверочный расчет сечения крыла на сдвиг.
- •3.8Последовательность выполнения расчета.
- •4Расчет крыла в зоне узлов разъема.
- •4.1Расчет тонкостенной балки при торцевом нагружении.
- •4.2Особенности расчета крыла в зоне разъема.
- •5О собенности расчета крыла в зоне выреза.
- •6Расчет нервюры.
- •7Расчет оперения, элеронов, закрылков и щитков.
- •7.1Вертикальное и горизонтальное оперение.
- •7.1.1Конструктивные особенности. Исходные данные для расчета.
- •7.1.2Особенности расчета оперения.
- •7.2Расчет элеронов и закрылков.
- •7.2.1Особенности расчета элеронов и закрылков.
- •8Расчет фюзеляжа
- •8.1Нагружение фюзеляжа.
- •8.2Построение эпюр.
- •8.3Расчет фюзеляжа в регулярной зоне.
- •8.3.1Расчет сечения фюзеляжа на сдвиг.
- •8.3.2Определение центра жесткости.
- •8.3.3Расчет на кручение.
- •8.4Расчет фюзеляжа в зоне вырезов.
- •9Приложение 1.
- •9.1Распределение циркуляции по размаху плоского крыла.
- •9.2Поправки циркуляции крыла от влияния мотогондол и фюзеляжа.
- •9.3Поправки циркуляции от стреловидности.
- •10Приложение 2.
3.3.2Распределение массовых нагрузок.
Вес конструкции крыла Gкр задан в задании (без агрегатов). Распределение его по размаху производится либо на основании существующих взвешиваний или расчетов., а при отсутствии таковых на основании статистики. Для выполнения курсового расчета допускается использование распределения массы по длине крыла пропорционально хордам
, (3.26)
где Gкр – вес крыла;
b – величина хорды в данном сечении;
S – площадь крыла.
С учетом угла атаки и угла между векторами равнодействующей аэродинамической силы и вектором подъемной силы получаем
. (3.27)
где – угол атаки крыла;
– угол между вектором равнодействующей аэродинамических сил и вектором подъемной силы крыла – .
Для стреловидного крыла дополнительно учитываем стреловидность
, (3.28)
где – угол стреловидности по линии 25% хорд.
С учетом (3.23) получаем
. (3.29)
3.4Построение эпюр перерезыващих сил, изгибающих и крутящих моментов.
Первоначально определяем суммарную погонную нагрузку
, (3.30)
где
– погонная аэродинамическая нагрузка
перпендикулярная хорде крыла с учетом
поправок на стреловидность, вычисленная
по формуле (3.25);
– погонная массовая нагрузка
перпендикулярная хорде крыла с учетом
поправок на стреловидность, вычисленная
по формуле (3.29).
Удобно все вычисления производить при помощи таблицы аналогичной таблице 3.1. Крыло вдоль размаха делим на N сечений (или на N-1 отсек), начиная от оси симметрии самолета. После чего последовательно заполняем столбцы таблицы.
Таблица 3.2
Номер сечения, i |
|
|
|
|
qi |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
0.0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
N |
1.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
3.4.1Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов.
Для определения распределения перерезывающих сил Qy и изгибающих моментов Mx необходимо вычислить значение интегралов
и
Вычисление этих интегралов удобно производить методом трапеций по следующим формулам
, (3.31)
, (3.32)
, (3.33)
, (3.34)
, (3.35)
. (3.36)
Для вычислений пользуемся таблицей аналогичной таблице 3.2.
Таблица 3.3
Номер сечения, i |
|
|
qi |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
0.0 |
|
q1 |
|
Qy1 |
|
Mx1 |
2 |
|
|
q2 |
|
Qy2 |
|
Mx2 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
N-1 |
|
|
qN-1 |
|
QyN-1 |
|
MxN-1 |
N |
1.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
Вычисления по этой таблице необходимо вести снизу вверх (то есть от конца крыла к оси симметрии).
Дополнительно необходимо учитывать массовые силы от агрегатов находящихся на крыле. Величина усилия в направлении перпендикулярном хорде вычисляется так
, (3.37)
где Gагрi – вес i-го агрегата;
– угол атаки крыла;
– угол между вектором равнодействующей аэродинамических сил и вектором подъемной силы крыла – .
Каждый агрегат дает в своем сечении
скачок эпюры перерезывающих сил Qy
на величину
.
Также каждый агрегат вносит поправку
в эпюру изгибающих моментов Mx.
Величина поправки
, (3.38)
где Zi – координата сечения;
Zагрi – координата агрегата.
После заполнения таблицы и внесения поправок от сосредоточенных сил строим эпюру перерезывающих сил Qy и изгибающих моментов Mx в удобном масштабе. Пример эпюр показан на рис. 3.3.
Рис. 3.3.