2.2 Определение взлетной массы самолета

Вопросы определения взлетной массы самолетов подробно рассматриваются в учебниках и монографиях [1-7], а также в лекционном курсе дисциплины «Проектирование самолетов». Поэтому в данном пособии ограничимся лишь краткими сведениями методического характера и дадим ссылки на необходимую литературу.

Структура составляющих взлетной массы самолета в виде функциональных групп представлена на рис. 2.2.

Элементы их оставляющие

Масса пустого самолета	Масса конструкции кконструкции рукцииконструкции	Крыло	С центропланом, поверхностями управления и механизации		Масса пустого-снаряженного самолета	Взлетная масса самолета
		Фюзеляж	С фонарями, дверями, люками, грузовыми полами, герметиком
		Оперение	Горизонтальное и вертикальное с элементами креления, (балками) и рулями
		Шасси	Со створками, подъемниками, замками и т.п.
		Силовая установка	Двигатели, ВСУ, мотогондолы, различные системы (в том числе топливная с баками , трубопроводами и т.п.),
		Оборудование и управление	БРЭО, гидрооборудование, система управления и другие системы, пассажирское оборудование (в том числе кресла, перегородки, кухни, буфеты, туалеты и проч.)
Масса нагрузки		Снаряжение и служебная нагрузка	Экипаж (летный и бортпровод-ники), чехлы, заглушки, инструмент и жидкости, масло, аварийное снаряжение
		Топливо	В том числе в крыльевых, фюзеляжных и подвесных баках. Несливаемое топливо относится к снаряжению
		Полезная нагрузка	Пассажирры. груз, Расхдуемый боезапас

Рис. 2.2. Структура составляющих взлетной массы самолета

Напомним вывод уравнения, позволяющего определить взлетную массу самолета m₀:

;

Проведем преобразования:

;

разделим обе части уравнения на m_0, получим:

, откуда:

;

В этой формуле в числителе стоит сумма масс оборудования, снаряжения, экипажа и полезной нагрузки, величины которых могут быть получены из ТЗ. Величины же относительных масс конструкции, силовой установки и топлива берутся такими же, как у самолетов-аналогов либо по данным таблицы 6.1. ([1], стр.130)

Выражение *) носит название «уравнение весового баланса» или «уравнение существования самолета», так как позволяет определить возможно ли создание самолета, соответствующего предложенному ТЗ

Расчет m₀^I в I приближении выполняют с помощью выражения **), при этом используются в качестве значения, взятые из статистики (табл. 2.6), а значение могут быть определены по формулам:

или

; где

Расчет взлетной массы самолета во II приближении – выполняется по более детальным формулам, позволяющим определить относительные массы отдельных агрегатов, например для крыла и фюзеляжа в функциональном виде эти зависимости будут иметь вид:

В качестве m₀ в формулах II-го приближения для 1-ой итерации можно взять m₀^I.

Далее проводим несколько циклов вычислений m₀^II_i, каждый раз подставляя в формулы ранее полученное значение m₀^II_i-1

Расчет заканчивается, когда m₀^II_i и m₀^II_i-1 будут отличаться не более чем на величину заданной точности расчетов [ ]

;

У скорить вычисления помогает график

Р

Значения m₀^II в итерациях

ис. 2.3. Схема упрощенного способа получения m₀^II

Описанным выше методом определена взлетная масса дозвукового пассажирского самолета в примере, приведенном в Приложении 3 к данному пособию. Расчет массы легкого самолета, описан в пособии [7], которым и следует пользоваться в необходимых случаях.