Содержание

Введение

Задание на проектируемый вертолет

Обоснование выбранной схемы и компоновки вертолета

Общий вид вертолета-прототипа

Определение потребной мощности двигателя при висении на статическом потолке

Определение потребной мощности двигателя на заданном режиме полета

Выбор мощности двигателя

Определение расхода топлива на заданном режиме полета

Уточнение весового расчета

Разработка общего вида вертолета

Выбор типа и расположения взлетно-посадочных устройств

Предварительный расчет массы и центровки

Приложение

Введение

Курсовая работа по определению центровки, проектных параметров, размеров агрегатов вертолета одновинтовой схемы и их взаимоположения. Приводятся основные аналитические, эмпирические и статистические формулы, а также расчетный пример проектного анализа вероятного прототипа, эргономические рекомендации и требования.

Задание на проектируемый вертолет

Заданием является проектирование вертолета, опирающееся на проектный анализ существующей конструкции. Каждый студент получает задание спроектировать вертолет, опираясь на конкретный прототип. Для конструкции вертолета-прототипа известны основные проектные параметры и внешние размеры.

Рассмотрим определение проектных параметров вертолета, прототипом которого служит вертолет Ми-2.

Заданные характеристики проектируемого вертолета представлены в таблице.

Назначение вертолета	средний
Класс	Тяжелый
Количество членов экипажа	1
Количество пассажиров	8
Платная нагрузка (12 пассажиров с багажом)	900
Практическая дальность	270 км
Статический потолок	1000 м
Практический потолок	9000 м
Максимальная скорость	210км/ч
Крейсерская скорость	190 км/ч

На вертолете-прототипе установлены турбовальные двигатели, имеющие малый удельный вес и достаточно высокую экономичность. Поскольку основное назначение вертолета – перевозка пассажиров, на вертолете-прототипе применены два двигателя. Этим обеспечивается большая безопасность полета.

1. Обоснование выбранной схемы и компоновки вертолета

Техническое предложение на проектирование вертолета предполагает обоснование выбора конструктивной схемы вертолета. Рассмотрим кратко основные достоинства и недостатки схем вертолетов.

Вертолеты одновинтовой схемы. Большинство современных вертолетов выполнено по одновинтовой схеме. Достоинство схемы заключается в относительной простоте конструкции и системы управления. К недостаткам следует отнести большие габариты за счет наличия хвостовой балки и потери мощности на привод РВ (до 10 % мощности двигателя), уязвимость РВ в боевых условиях, опасность повреждения людей и самого РВ при посадке, взлете и полете у земли.

Вертолеты двухвинтовой продольной схемы. Достоинство – аэродинамическая симметрия схемы, большой объем грузовой кабины, значительный диапазон продольных центровок. Недостатки: сложность трансмиссии, необходимость синхронизации несущих винтов, а также сложная посадка на авторотации.

Вертолеты двухвинтовой поперечной схемы. Достоинства схемы: аэродинамическая симметрия схемы, небольшие индуктивные потери на режиме горизонтального полета, что повышает экономичность и дальность полета, возможность обеспечения комфорта экипажа и пассажиров. К недостаткам относятся громоздкость вертолета, сложность конструкции системы управления и трансмиссии, необходимость синхронизации вращения несущих винтов. Кроме того, фермы, на которых крепятся НВ, являются источником дополнительной массы и лобового сопротивления.

Вертолеты двухвинтовой сосной схемы. Достоинство схемы – аэродинамическая симметрия схемы, малые габариты, что позволяет применять вертолеты на морских судах. Недостатки: сложная система управления, низкая путевая устойчивость.

Вертолеты с перекрещивающимися несущими винтами. К достоинствам следует отнести частичную аэродинамическую симметрию схемы, малые габариты, а к недостаткам – необходимость синхронизации вращения несущих винтов, сложную систему трансмиссии, большой уровень вибраций, возникновение продольного момента, усложняющего балансировку вертолета.

Многовинтовые вертолеты. Достоинства: аэродинамическая симметрия схемы, большой диапазон центровок, возможность использования в конструкции унифицированных частей ранее построенных вертолетов и хорошая управляемость. Недостатки: сложность и громоздкость конструкции, большое лобовое сопротивление, сложная система управления. По такой схеме целесообразно создавать вертолеты очень большой грузоподъемности для перевозки тяжелых крупногабаритных неделимых грузов.

Вертолеты с реактивным приводом НВ. К достоинствам следует отнести простую схему трансмиссии и высокую весовую отдачу. К недостаткам – сложную конструкцию втулки и лопастей НВ, трудность создания специальных двигателей, работающих в поле центробежных сил, большой расход топлива, а также большой шум от прямоточных и пульсирующих ВРД.

Винтокрылы. На таких вертолетах крыло позволяет разгрузить НВ при высоких скоростях полета. Установка крыла целесообразна для скоростных вертолетов и при необходимости размещения на вертолете, например, вооружения. К недостаткам можно отнести усложнение конструкции, увеличение массы вертолета, индуктивные потери при обдувке крыла потоком от НВ, особенно на режиме висения.

Конвертопланы. Такие машины способны взлетать и совершать посадку по вертолетному, развивать крейсерскую скорость до 550 км/ч и могут совершать крейсерский полет на высотах примерно на 3000 м выше вертолетов, имея меньшие удельные расходы топлива. В качестве недостатков следует отметить, что конвертопланы характеризуются неустойчивостью на переходных режимах и высокой ценой.

Таким образом, схемы отличные от одновинтовой, целесообразно применять лишь при необходимости значительного увеличения грузоподъемности, скорости полета, уменьшения габаритов вертолета для размещения его на морских судах, получения грузовой кабины большого объема. Применение таких схем приводит к усложнению конструкции и удорожанию вертолета в целом.

Предполагается проектировать средний по весу пассажирский вертолет с двумя членами экипажа и девятью пассажирами. Стоит остановиться на одновинтовой схеме.