UDK 629.7

Інв. №

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”

кафедра 103

Определение массовых и геометрических параметров пассажирского самолёта

в нулевом приближении

Контрольная работа по курсу

(вариант 24)

КОНСТРУКЦИЯ САМОЛЁТОВ И ВЕРТОЛЁТОВ

(для студентов заочного отделения)

Направление подготовки: 6.0511 – Авиа и ракетостроение

Специальность – 6.05110102

Технология самолёто - и вертолётостроения

Разработал: студент группы А

Проверил:

ст. преподаватель Данов А. С.

Киев 2016 г

Реферат

Контрольная работа содержит:

страниц – 19; рисунков – 20; таблиц –10.

Объекты исследования: крыло, фюзеляж, оперение, шасси, силовая установка, элементы системы управления рулем высоты, крепление двигателя ТРДД пассажирского самолета.

Цель работы – определить взлётную массу в нулевом приближении и геометрические параметры самолета, выбрать конструктивно-силовую схему основных агрегатов самолёта.

Методы исследования статистический метод проектирования, методы аналитической аэродинамики и прочности.

Результаты курсовой работы:

1. Разработан облик самолета в нулевом приближении;

2. Выбраны, обоснованы и разработаны конструктивно-силовые схемы агрегатов самолета;

Рекомендации по использованию результатов работы:

Результаты выпускной работы бакалавра будут использоваться при дальнейшей разработке его систем и агрегатов, при обучении на 4 курсе и выполнении выпускной работы бакалавра.

Ключевые слова:

КРЫЛО, ОПЕРЕНИЕ, ФЮЗЕЛЯЖ, ШАССИ, ЛОНЖЕРОН, НЕРВЮРА, СТРИНГЕР,ДВИГАТЕЛЬ.

The Annotation

Home work contains:

Pages-19; figures-16; tables- 4. The purpose of work is to designed CPS of the aircraft.

Key words:

aircraft, power plant, landing gear, engine, fuselage, wing, horizontal tail unit, vertical tail unit.

In this control work – are delivered the creating of a general view of the airplane and its constructive-power layout, the designing of power plant, landing-gears, spar, strong rib and monolithic panel of minimal weight, the calculating of technical and economic parameters of the projected plane and its carrying out the analysis of safety.

In the work presentation the general view of the plane, its constructive-power layout is developed, coordination of the basic plane units is shown, the power plant is designed and its systems basic calculation are carried out, the kinematics scheme of landing gear is chosen, the monolithic panel, strong rib and spar of minimal weight are selected, the technical and economic parameters are calculated and the analysis of the projected plane safety is carried out.

Оглавление

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ 1

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 1

Контрольная работа по курсу 1

Киев 2016 г 1

Введение 3

1. Сбор и обработка статистических данных. 4

3. Выбор и обоснование схемы самолета 12

6. Определение геометрических параметров самолета 16

6.1 Определение геометрических параметров крыла 16

6.2 Определение геометрических параметров фюзеляжа 17

6.3 Определение геометрических параметров ГО и ВО 17

6.4 Определение параметров шасси 18

ПРИЛОЖЕНИЕ 19

Введение

Целью задания является закрепление знаний, полученных при изучении лекционного материала, приобретение начальных навыков, необходимых для выполнения эскизного проекта самолета. Для этого необходимо ознакомиться: с основными тактико-техническими требованиями (ТТТ), предъявляемыми к самолетам, их летно-техническими характеристиками, схемами, основными параметрами, общим устройством самолетов и их агрегатов, силовой увязкой основных силовых элементов агрегатов самолета, правилами выполнения чертежей общего вида самолета и общего устройства агрегатов.

Задание предусматривает выполнение следующего объема работы:

а) сбор и обработка статистических данных (летных, мас­совых, геометрических характеристик), параметров силовой ус­тановки;

б) дополнение заданных тактико-технических требований (ТТТ)

в) выбор и обоснование аэродинамической схемы самолета и его основных параметров;

г) определение взлетной массы самолета и его основных геометрических характеристик в нулевом приближении;

д) выполнение чертежа общего вида;

Исходными данными для расчетно-графической работы является:

1. Назначение самолета;

2. Важнейшие тактико-технические требования:

3. Число пассажиров n_пас ,

4. Дальность полета L ,

5. Крейсерская скорость.

Техническое задание

Целью данного задания является рассмотрение возможного варианта проектирования среднемагистрального пассажирского самолёта в нулевом приближении со следующими лётно–техническими данными:

-дальность полета L = 3700 км;

-количество пассажиров n_пас. = 80 человек;

-крейсерская скорость V_кр. = 850км/ч.

1. Сбор и обработка статистических данных.

Сбор и обработка статистических данных в ходе проектирования самолета позволяет:

1.Получить наглядное представление о современном уровне развития самолетостроения с учетом:

а) типов самолетов, необходимых народному хозяйству;

б) задач, которые они выполняют;

в) летно-технических качеств;

г) средств достижения этих качеств: применяемых схем самолетов, геометрических и массовых параметров, силовой установки, конструкционных материалов, способов производства и др.

2.Определить тенденции и перспективы развития разрабатываемого типа самолета, количественные и качественные изменения ТТТ к самолету, эволюцию его назначения, условия производства и эксплуатации.

3.Определить ряд параметров самолета.

Анализ статистического материала дает возможность разработать ТТТ к проектируемому самолету, выбрать его схему.

Для сбора статистических денных необходимо использовать данные самолетов, аналогичных проектируемому и имеющих близкие летно-технические характеристики и условия эксплуатации. Эти данные вносятся в статистическую таблицу (табл.1).

Таблица 1.1 Статистические данные

	Наименование самолета	Ту-134Б Россия	АН-148 Украина	Fokker 100, Нидерланды	BombardierCRJ900, Канада	ACAC ARJ21-700, Китай	Проектируемый самолет
Летные данные	Vmax,км/ч	890	870	845	810	876	890
	Hmax,км	9,02	12,5	10.7	12.5	11.9	12
	Vкрейс, км/ч	850	820	755	860	724	850
	Hкрейс,км	10,1	11	11.3	10	11	10
	Vвзл, км/ч	252	260	260	250	260	250
	L(mт max), км	3500	3600	3111	3210	3700	3500
	L(mгр max),км	1890	1800	1700	1790	1725	1800
	Lразб, км	1800	1750	1900	1600	1190	1200
	Lпроб, км	1100	1150	1470	1515	900	1000
	nпас, чел	80-96	85-90	85-110	86	90	75
	nэк., чел	3	2+3	2	2	2	3
Массовые данные	m0(mвзл), кг	37800	35400	33000	33400	35000	35550
	m0 max, кг	47600	37780	43390	37421	43500
	mпуст, кг	29750	22490	24272	21545	24955	16552
	mоб, кг	6700	6000	7000	5200	7260	3910
	mгр, кг	9000	7500	11563	7000	11000	9400
	mт, кг	13200	12100	13200	9020	10386	9600
Данные СУ силовой уст.	Число и тип двигателя	2 Д-30 III серии	2 ТРДД Д-436-148	2 ТРДД	2 ТРДД Gen. El. CF34-8C5	2 ТРДД GEAE CF34-10A	2 ТРДД Д436Т1
	Р0, даН	2х6600	26830	26400	26450	26950	2х7500
	mдв, кг	1600	1500	1590	1490	1630	1400
Геометрические данные	S, м2	127,3	87.32	93.5	66.8	79.86	85
	l, м	29	28.91	28.08	23.24	27.29	31
	χ°	35	28	23	30	25	30
	λ	9.12	9,57	10,31	10,04	8,3	9,2
	η	3.57	4,4	3,53	4,57	3,3	3,8
	Lф, м	37.1	29.13	35.53	36.19	46.33	28
	Dф, м	2.9	3,35	3.3	3,2	3,3	3.5
	λф, м	9.78	9.793	10.32	10.23	9,58	8
	ΣSМИД, м2	6.602	8.809	8.55	8.03	8.55	7,85
	Sэл(Относит.)	0.036	0.068	0.052	0.087	0.076	0,06
	Sго(Относит.)	0.29	0.31	0.28	0.31	0.29	0,235
	Sво(Относит.)	0.18	0.22	0.21	0.24	0.20	0,16
Произв. Вел.	P0=m0g/10S, даН/м2	291	397.29	345.88	490	380.42	420
	t0=10P0/m0g	0.35	0,39	0,4	0,39	0,46	0,392
	γдв=m0/P0	0.24	0.22	0.25	0.23	0,23	0,17
		0.25	0.29	0.31	0.31	0.3	0.26
		4618.95	4385.84	4460.69	4079.77	4151.97	4528,66

Рис.1.1 Общий вид Ту 134Б

Самолёт ТУ-134 (рис.1.1) был разработан для ближнемагистральных линий со слабым пассажиропотоком. Изначально предполагалось разместить в самолёте 56 мест для пассажиров (50 в двух-классовой компоновке). Но от первого класса на тех самолётах, что предназначались для внутрисоюзных линий, вскоре решено было отказаться. За счёт этого число мест удалось довести до 72.

Ту-134 выполнен по схеме цельнометаллического свободного низкоплана со стреловидным крылом (угол стреловидности — 35°), размещёнными в хвостовой части фюзеляжа двумя двигателями Д-30 различных серий. Механизация крыла — в виде двухщелевых закрылков, и интерцепторов; предкрылки отсутствуют. Площадь крыла — 127,3 м². Фюзеляж «заимствован» от Ту-124 и удлинён на 7 метров. Оперение — Т-образное. Шасси — убирающееся, трёхопорное. Передняя стойка убирается в нишу в фюзеляже, основные — в специальные гондолы на крыле. Основные стойки имеют по две оси.

В настоящее время самолётам установлен ресурс 40000 лётных часов, 25000 полётов в течение 25 лет. При условии индивидуальной оценки технического состояния ресурс может быть последовательно увеличен до 55000 лётных часов, 32000 полётов, 40 лет.

Рис. 1.2 Общий вид Ан 148

Самолет Ан-148 (рис.1.2.2) выполнен по схеме высокоплана с двигателями Д-436-148, размещенными на пилонах под крылом. Это позволяет повысить уровень защищенности двигателей и конструкции крыла от повреждений посторонними предметами. Наличие вспомогательной силовой установки, бортовой системы регистрации состояния самолета, а также высокий уровень эксплуатабельности и надежности систем позволяют использовать Ан-148 на сети технически слабооснащенных аэродромов.

Рационально выбранная длина пассажирского салона и размещение пассажиров в ряду по схеме 2+3 позволяют силами эксплуатанта получить различные одноклассные и смешанные компоновки в диапазоне 55-80 пассажиров с салонами экономического, бизнес и первого класса. Высокая степень преемственности конструктивно-технологических решений и эксплуатационной унификации Ан-148 с успешно эксплуатируемыми самолетами «Ан», использованием «Hi-Tech» компонентов оборудования и систем отечественного и зарубежного производств обеспечивают самолету Ан-148 высокий конкурентный уровень экономической эффективности, технического и эксплуатационного совершенства.

Рис. 1.3 Общий вид Fokker 100

Fokker 100 (Рис.1.3) - это один из самых распространенных и современных реактивных лайнеров для коротких перелетов и полетов средней дальности, а также для регулярных рейсов внутри Европы. По техническим данным, этот самолет, рассчитанный на 100 пассажиров, является предшественником модели Фоккер 50 и способен на высоте в 10 тысяч метров развить скорость до 700-800 км/час. Отмечено, что "Австрийская" версия этого самолета вмещает до 105 пассажиров.

Fokker 100 отлично приспособлен для полета в непростых условиях. Выносливая и эффективная система пропеллеров и мощные стойки шасси позволяют приземлиться на неровную шероховатую поверхность. Система пропеллера в состоянии без ущерба перенести посадку даже на гравий, не требуя обязательного наличия бетонной полосы. К тому же операционная стоимость машины сравнительно низкая, что делает Фоккер 100 в эксплуатации экономичным и выгодным. Самолёт сконструирован и сертифицирован на выполнение девяноста тысяч циклов, то есть ресурс рассчитан на такое же количество взлетов и посадок. Реально же эти самолеты налетали в среднем по 22—25 тысяч циклов и далеко еще не исчерпали свой ресурс. Фоккеры востребованы на рынке пассажирских перевозок, и существующие суда могут еще эксплуатироваться лет двадцать, а то и больше.

Рис.1.4 Общий вид Bombardier CRJ900

Среднемагистральный пассажирский самолет (рис.1.2.4) для местных авиалиний, разработанный канадской фирмой BombardierRegionalAircraft (входящей в корпорацию BombardierAerospace). Самолет является усовершенствованной моделью пассажирского самолета Bombardier CR7200. У самолета был удлинен фюзеляж на 3.86 м по сравнению с CRJ700, что позволило увеличить пассажировместимость на 16 пассажиров. Работы над самолетом начаты в 1999 году. Самолет впервые был представлен на выставке Farnboroughairshow 24 июля 2000 года. Первый полет самолета осуществлен в первый квартал 2001 года. CRJ900 – это современные, более экологичные самолеты с меньшим уровнем затрат, чем другие самолеты такой же вместимости.

Рис.1.5 Общий вид ACAC ARJ21

Самолет ACAC ARJ21 Xiangfeng ("Летящий феникс") (рис.1.2.5) был разработан корпорацией AVIC I, главным образом, для удовлетворения внутренних потребностей Китая в региональном авиалайнере на 75-100 пассажиров.

Крыло разработано совместно с ОКБ им. О. К. Антонова (Украина). Системы и оборудование - в основном западного производства: двигатели GeneralElectric CF34-1 OA, система управления полетом на базе системы Rockwell Collins ProLine 21 и электро-дистанционной системы Haneywell-Parker Hannifin, шасси фирмы "Liebherr Aerospace".

Самолеты серии ARJ21 рассчитаны на перевозку от 70 до 110 пассажиров в зависимости от модификации. Они способны без дозаправки совершать перелеты на расстояние от 2,2 тысячи до 3,7 тысячи километров и приземляться в сложных климатических условиях на высокогорных аэродромах.