2. Определение размеров нормального шпангоута

Параметры нормальных шпангоутов наиболее распространенных сечений – z-образных, швеллерных и двутавровых – можно выбирать исходя из рекомендаций, установившихся в практике проектирования.[1,стр.296]

Обычно высота стенки шпангоута для фюзеляжей

Ширина полок шпангоутов

где толщина полки нормального шпангоута; мм,

толщина обшивки; мм.

Рисунок 21 - Общий вид отсека с осями шпангоутов

Исходя из данной рекомендации определим геометрические параметры нормального шпангоута в сечении 2. Нормальный шпангоут будет иметь z – образное сечение.

;

.

Геометрические параметры других нормальных шпангоутов определятся аналогично приведенному расчету. Результаты расчетов занесем в таблицу 5.

Таблица 5 – Геометрические параметры нормальных шпангоутов

Сечение	2	3	5	6	7	9	10
, мм	2900	2850	2750	2700	2600	2500	2400
	87	86	83	81	78	75	72
	26	26	25	25	24	23	22
	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5

Сечение нормального шпангоута представлено на рисунке 20.

Рисунок 22 – Сечение нормального шпангоута

3. Определение размеров силового шпангоута

Силовые шпангоуты нагружены сосредоточенными силами от частей самолета, а также прикрепленных к ним отдельных агрегатов (в нашем случае двигателей). Эти силы лежат в плоскости шпангоутов.

Схема нагружения силового шпангоута, установленного в местах крепления к хвостовому отсеку фюзеляжа двигателей, изображена на рисунке 23.

Рисунок 23 – Схема нагружения силового шпангоута

В узлах крепления двигателей возникают сосредоточенные силы Р₃, Р₄, Р₅, а в сечениях А и В возникают ответные внутренние силовые факторы R_A, Н_А и R_B.

Ввиду малости изгибающих моментов в сечениях А и В можно рассматривать шпангоут состоящим из двух половин, соединенных шарнирно в сечениях А и В. При этом условии конструкция шпангоута становится статически определимой. Расчетная схема силового шпангоута представлена на рисунке 24.

С

Рисунок 24 – Расчетная схема силового шпангоута

Рассматривая отдельно каждую половину, можно найти величины действующих в сечениях шпангоута изгибающих моментов , поперечных и нормальных сил .

4.3.1 Определение внутренних силовых факторов

Шпангоут летательного аппарата представляет собой плоскую раму, работающую на изгиб в своей плоскости. В опорах А и В возникают реакции R_A, Н_А и R_B.

Анализ внутренних силовых факторов начинается с определения системы внешних сил. В нашем случае необходимо определить реакции опор.

Из условия равновесия, сумма моментов относительно точки В равна нулю определяем реакцию в опоре А:

,

где

– реакция, возникающая в опоре А; [кН];

– радиус шпангоута; [м];

– расстояние от СГФ до горизонтальной оси симметрии двигателя; [м];

, – нагрузки от двигателей; [кН].

Из условия равновесия, сумма моментов относительно точки А равна нулю определяем реакцию в опоре В:

,

, где

– реакция в опоре В; [кН].

Из условия равновесия, сумма всех сил на ось Х равна нулю определим реакцию Н_А:

,

, где

– реакция в опоре А;[кН];

- сосредоточенная сила от двигателя;[кН].

Подставляя в формулы для нахождения реакций значения, получаем, что

, ,

Проведем проверку правильности нахождения реакций, для этого составим уравнение суммы моментов всех сил относительно точки С, лежащей посередине ригеля. Если реакции определены верно, то сумма моментов всех сил будет равна нулю.

.

Подставляя в уравнение моментов значения найденных реакций, получаем, что оно равно нулю. Следовательно, реакции определены верно.