- •Разработка конструкции агрегата
- •9.1 Разработка требований к агрегату
- •9.1.1 Общие требования
- •9.1.2 Функциональные требования к конструкции киля
- •9.1.3 Эксплуатационные требования к конструкции киля
- •9.1.4 Производственно-технологические требования к килю
- •9.1.5 Взаимозаменяемость узлов и деталей киля
- •9.2 Определение геометрических параметров киля
- •9.3 Выбор конструктивно-силовой схемы
- •9.4. Выбор конструкционных материалов киля
- •9.5 Определение внешних нагрузок, действующих на киль
- •9.5.1 Выбор расчетной схемы киля для расчета статического нагружения
- •9.5.2 Определение внешних нагрузок на вертикальное оперение
- •9.5.2.1 Определение уравновешивающей нагрузки
- •9.5.2.2 Определение маневренной нагрузки
- •9.5.2.3 Определение нагрузки при полете в неспокойном воздухе
- •9.5.2.4 Выбор расчетного случая для расчета статического нагружения вертикального оперения
- •9.5.2.5 Распределение нагрузки, действующей на вертикальное оперение
- •9.6 Построение эпюр сил и моментов по размаху киля
- •9.6.1 Распределение аэродинамических нагрузок по размаху киля
- •9.6.2 Определение реакций в узлах навески руля направления
- •9.6.3 Расчёт перерезывающих сил
- •9.6.4 Расчет погонных изгибающих и крутящих моментов
- •9.6.5 Построение эпюры изгибающих моментов
- •9.6.6 Построение эпюры крутящих моментов
- •9.7 Построение эпюр сил и моментов
- •9.8 Проектировочный расчет сечений киля на статическую прочность
- •9.8.1.7 Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в растянутой зоне
- •9.8.1.8 Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в сжатой зоне
- •9.8.1.9 Выбор профилей для лонжеронов
- •9.8.2.7 Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в растянутой зоне
- •9.8.2.8 Расчет площадей поперечных сечений стрингеров в сжатой зоне
- •9.8.2.9 Выбор профилей для лонжеронов
- •9.8.3 Выбор профиля для стрингеров
- •9.9 Расчет сборочного узла агрегата на прочность
- •Для пояса силовой нервюры конструктивно выбираем профиль –прессованный прямоугольный неравнополочного уголкового сечения пп 4–170
- •9.10 Расчет детали на прочность
9.1.4 Производственно-технологические требования к килю
Наиболее оптимальной с точки зрения производственно-технологических требований является конструкция агрегата, трудозатраты на изготовление которого будут наименьшими.
Основными производственно-технологическими требованиями, выполнение которых удешевляет и ускоряет процесс производства киля, являются следующие:
– взаимозаменяемость узлов и деталей и исключение подгоночных работ при сборке киля;
– простота конструкции и широкое применение в ней стандартных и нормализованных деталей, преемственность элементов конструкции;
– применение рациональных технологий и передовых методов производства, таких как прессовая клепка, прокатка, штамповка, литье, химическое фрезерование и т.д.;
– ограничение чрезмерно высоких требований к точности размеров, формы, расположения и к чистоте обработки поверхностей элементов конструкции;
– увязка конструкции с характером производства, т.е. учет массовости производства и производственных возможностей цеха или участка, на котором будет изготавливаться киль;
– применение недорогих материалов, допускающих более недорогую обработку;
– широкое расчленение конструкции киля на узлы, секции, панели, что позволяет механизировать ряд процессов, уменьшает трудоемкость изготовления, повышает производительность, сокращает цикл сборки, монтажа и ремонта;
– выбор рационального способа соединения элементов конструкции, такие как клееклепальные, клеесварные, клеевые соединения и т.д.
9.1.5 Взаимозаменяемость узлов и деталей киля
Под взаимозаменяемостью понимают свойство конструкции удовлетворять оптимальным эксплуатационным производственным показателям, частично обуславливаемое независимым изготовлением составных частей конструкции в заданных пределах допустимых отклонениях на геометрические, механические и другие параметры качества.
Для обеспечения взаимозаменяемости узлов и деталей киля применятся эталонно-шаблонный метод (ЭШМ) увязки технологической оснастки с помощью плаз кондуктора и инструментального стенда. Эту увязку следует производить таким образом, чтобы при сборке исключить подгонку по месту, использовать механизированную и автоматизированную сборку. Это позволяет снизить стоимость и цикл изготовления агрегата и существенно повышается качество продукции.
Взаимозаменяемыми в киле являются узлы навески руля направления, руль направления, серворуль, узлы навески серворуля, а также смазочные материалы.
9.2 Определение геометрических параметров киля
Геометрические характеристики агрегата |
|
Высота киля |
L = 1,8 м |
Корневая хорда |
b0 = 1,31 м |
Концевая хорда |
bk = 0,98 м |
Площадь киля |
SK = 2,24 м2 |
Угол стреловидности киля по передней кромке |
|
Угол стреловидности киля по линии ¼ хорд |
|
Удлинение киля |
λ = 1,48 |
Сужение киля |
η = 1,34 |
Относительная толщина профиля киля |
|
Относительные высоты лонжеронов |
|
Относительная координата оси жесткости |
|
Взлетный вес самолета: G = 5663 кг;
Крейсерская скорость полета: V = 720 км/ч;
Площадь вертикального оперения в плане: Sвo = 3,18 м2;
Площадь киля в плане: SK = 2,24 м2;
Площадь руля направления в плане: Spн = 0,94 м2;
Угол стреловидности киля по передней кромке: χ° = 48°;
Высота киля: l = 1,8 м;
Хорда концевого сечения киля: bк = 0,98 м;
Хорда киля по оси самолета: b0 = 1,31 м;
Хорда концевого сечения ВО: bк = 1,42 м;
Хорда ВО по оси самолета: b0 = 1,98 м.
Относительная толщина профиля киля: с = 12% = 0,12.
Удлинение киля определяется по формуле:
Сужение киля определяется по формуле:
Хорда произвольного сечения киля определяется по формуле:
где: b – хорда произвольного сечения киля, м;
z – координата произвольного сечения в направлении размаха киля, м.
Ось Оу , вдоль которой измеряются координаты произвольного сечения киля, направлена с концу консоли. Отсчет координат у производится от плоскости крепления киля с фюзеляжем. Коэффициент пропорциональности kb определяется по формуле:
Определение относительных координат профиля сечения киля производится пересчетом по заданной относительной толщине с относительных координат эталонного профиля.
Контур эталонного профиля задается относительными координатами х , yв, yн:
х – относительная координата точки контура профиля по оси х;
ув – относительная координата точки верхней поверхности контура профиля по оси у;
ун – относительная координата точки нижней поверхности контура профиля по оси у.
Абсолютные значения координат точек контура профиля сечения киля определяются по формулам:
где x – абсолютная координата точки контура профиля по оси x , м;
ув – абсолютная координата точки верхней поверхности контура профиля по оси г, м;
ун – абсолютная координата точки нижней поверхности контура профиля по оси z, м.
Пересчет относительных координат точек контура с эталонного на заданный профиль производится по формулам:
где ув – относительная координата точки верхней поверхности контура заданного профиля по оси у;
ун – относительная координата точки нижней поверхности контура заданного профиля по оси у;
увэ – относительная координата точки верхней поверхности контура эталонного профиля по оси у;
унэ – относительная координата точки нижней поверхности контура эталонного профиля по оси у;
с – относительная толщина заданного профиля сечения киля.
Относительные координаты лонжеронов по оси X выбираются в пределах:
– передний лонжерон хпл = 0,18
– задний лонжерон хзл = 0,60
Относительная координата оси жесткости киля по оси X определяется по формуле:
хож – относительная координата оси жесткости киля, по оси х,
хпл – относительная координата переднего лонжерона киля по оси х,
хзл – относительная координата заднего лонжерона киля по оси х,
Hпл = 0,11 – относительная высота переднего лонжерона,
Нзл = 0,11 – относительная высота заднего лонжерона.
= 33°
Рисунок 9.1 Относительные координаты по сечению киля

=
42о
=
38о
=
0,12
0,11;
0,11