16. Область применения ла.
Область
применения ЛА ограничивается максимальным
значением скоростного напора qmax,
нагревом поверхности до предельной
температуры ТпредК
и несущими свойствами. На рис. Также
приведена примерная граница числа М
полета по звуковому удару
на
поверхности Земли. Величина Мпред
на участке ограничения по скоростному
напору может быть вычислена по формуле
.
Аэродинамическую границу можно определить
из уравнения
Решая
относительно V,
получим:
Vк1-первая космическая скорость. С увеличением qmax и Тпред область применения самолетов расширяется.
17. Испытания ла
Статические испытания имеют своей целью: 1) определить величину разрушающей нагрузки; 2) проверить, нет ли заметных остаточных деформаций при действии Рэкпл=0,67Рразр. 3) определить жесткость конструкции; 4) выявить распределение усилий в отдельных элементах.
Когда возможны усталостные разрушения, требуется испытывать конструкции на повторные нагрузки. Испытаниям подвергаются как отдельные части, так и самолет в целом. Цель этих испытаний – выявить наиболее слабые элементы для усиления их и, благодаря этому, предотвращения катастрофических случаев усталостных разрушений.
Динамические испытания проводят для проверки прочности конструкции на динамические нагрузки, например копровые испытания шасси, испытания частей планера – крыла, оперения и фюзеляжа. Сюда относятся также испытания с целью определения частот и форм собственных колебаний частей конструкции, что необходимо для расчета ее на вибрацию.
При летных испытаниях определяют фактические величины нагрузок и деформаций самолета, закон распределения внешних сил, специальными исследованиями выявляют склонность конструкции к опасным вибрациям. Испытания на вибрацию обычно носят контрольный характер, т.е. выясняют либо скорость начала вибраций, либо проверяют, чтобы во всем диапазоне скоростей полета, включая и Vmax, не наступали опасные вибрации.
Во всех лабораторных испытаниях стремятся создавать внешние условия, соответствующие фактическим.
18.Конструкционные материалы. Требования, предъя-вляемые к авиационным конструкциям и материалам.
Современную авиакосмическую технику характеризует необычайный прогресс в области конструирования. Применение новых материалов и технологических методов, более точных методик прочностных расчетов позволяет создавать конструкции, не имеющие аналогов в практике конструирования. В то же время не только собственный опыт конструирования, но и опыт, накопленный в других отраслях транспортного машиностроения, находит самое широкое применение при создании конструкций ЛА. Возможность создания конструкции минимальной массы, обладающей необходимой прочностью и жесткостью, во многом зависит от характеристик применяемых материалов.
В каждом конкретном случае выбор того или иного материала определяется конструктивными требованиями (по удельной прочности, теплопрочности, коррозионной стойкости, чувствительности к знакопеременным нагрузкам и т.д.), а также требованиями по технологическим свойствам и стоимости. Важными характеристиками материалов являются стоимость в состоянии поставки (стоимость заготовок) и затраты на обработку. Естественно, значение этих характеристик должны быть минимальными. Рациональность использования материала при преобразовании заготовки в готовую деталь может быть оценена коэффициентом использования материала (КИМ) – отношением массы детали к массе заготовки, из которой она получена. Чем меньше материала идет в отходы, тем выше КИМ. В настоящее время основными материалами для изготовления агрегатов планера ЛА (крыла, фюзеляжа, оперения) и элементов системы управления являются алюминиевые сплавы.
Для наиболее нагруженных и ответственных деталей применяются высокопрочные высоколегированные стали, титановые и другие сплавы.Широко применяются и неметаллические материалы – стеклопластики, углепластики, полимерные заполнители, клеи, органическое стекло и др.
Материалы, используемые в конструкции ЛА (конструкционные материалы), должны обладать:
высокими физико-механическими (прочностными) характеристиками, которые должны сохраняться как в широком диапазоне температур (низкие, отрицательные – при дозвуковом полете в стратосфере, высокие – при сверхзвуковом полете в условиях кинетического нагрева конструкции), так и при неблагоприятном воздействии внешней среды;
возможно меньшей плотностью; хорошими технологическими свойствами (способностью поддаваться различным методам обработки в процессе производства).
Авиационные конструкции должны отвечать: 1) аэродинамическим требованиям; 2) требованиям достаточной жесткости и прочности; 3) требованию надежности; 4) требованию живучести; 5) эксплуатационным требованиям; 6) требованию ремонтопригодности; 7) требованию высокой технологичности; 8) требованию экономичности; 9) требованию минимального вес