Крыло чертежи_1 / Фюзеляж / 561479
.pdfРазмещено на http://www.allbest.ru/
Аннотация
Объектом исследования данной работы является пассажирский самолѐт, его системы, узлы и агрегаты.
При разработке использовались разные методы исследования:
статический, аналитический, расчѐтный, графический. С помощью этих методов были собраны статистические данные по самолѐтам-прототипам,
проанализированы параметры, которые они имеют, а также была составлена статистическая таблица. Работа содержит пять частей: конструкторская,
технологическая, экономическая, безопасность жизнедеятельности и спецчасть.
В конструкторской части разработан общий вид самолѐта, рассчитана масса самолѐта и определены основные геометрические параметры. Исходя из результатов, полученных в первой части разработана конструктивно-
силовая схема самолѐта, показана увязка основных агрегатов. После этого произведѐн расчѐт и проектирование лонжерона крыла, системы управления РВ и крепления двигателя самолѐта.
Втехнологической части спроектирован штамп последовательного действия для изготовления плоской детали.
Вэкономической части сделан расчѐт экономической себестоимости и цены самолета.
Вчасти безопасность жизнедеятельности рассмотрена система кондиционирования воздуха.
Вспециальной части проведен расчет сжатого стрингера с учетом вероятностных факторов.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Реферат
Ключевые слова: самолет, крыло, оперение, фюзеляж, лонжерон,
система управления, руль направления, двигатель, штамп, экономическая себестоимость, кондиционирование воздуха.
Выпускная работа бакалавра содержит:
страниц –83;
рисунков -37;
таблиц – 31;
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Статистическое проектирование облика самолета
Введение, постановка задачи проектирования.
В настоящее время сформулированы и уточнены требования к современным пассажирским самолетам. На первом месте стоят требования минимального расхода топлива, экономичности, повышение ресурса и уменьшение влияния на окружающую среду (в первую очередь по выбросам в атмосферу и шумности), применение стратегии технической эксплуатации по состоянию без капитальных ремонтов самолетов.
Востребованность самолета обеспечивается следующими факторами:
высокая экономическая эффективность, высокая надежность, живучесть и безопасность полетов, современный уровень технологичности конструкции,
безопасность полетов.
В данной работе содержатся расчеты общих компоновочных решений,
взлетной массы, конструктивно-силовой схемы агрегатов пассажирского самолета, их взаимная увязка, а также расчеты и конструирование некоторых систем самолета.
Постановка задачи:
Необходимо спроектировать самолет с такими исходными данными:
количество пассажиров – 210;
дальность полета - 6000км;
длина разбега – 1700 м;
тип двигателя – ТРДД.
1.1 Сбор и обработка статистических данных, их анализ
В табл.1.1 приведены статистические параметры подобранных прототипов самолетов.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблица 1.1
|
Наименование самолета |
Ту-204 |
Boeing727-200 |
Boeing707-320 |
A-320 |
Ил-62 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vmax,км/ч |
900 |
1017 |
960 |
900 |
950 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hmax,км |
14 |
12 |
12 |
10,5 |
12 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vкрейс, км/ч |
850 |
958 |
975 |
850 |
850 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hкрейс,км |
11 |
9 |
8 |
18 |
10 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vвзл, км/ч |
269 |
290 |
|
269 |
282 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данные |
L(mт max), км |
4600 |
4585 |
8700 |
6930 |
7800 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
L(mгр max),км |
2500 |
2685 |
7800 |
6250 |
6500 |
|||||
|
||||||||||
Летные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lразб, м |
3150 |
2500 |
1125 |
1418 |
2930 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Lпроб, м |
1850 |
850-1400 |
1410 |
1342 |
1950 |
|||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m0(mвзл), кг |
93500 |
76800 |
147780 |
77500 |
165000 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m0 max, кг |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mпос, кг |
86000 |
67000 |
130500 |
64500 |
105000 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mпуст, кг |
77500 |
42600 |
91200 |
39800 |
80150 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данные |
mоб, кг |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
mгр, кг |
21000 |
16320 |
24850 |
15317 |
23000 |
|||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Массовые |
Nпас, чел |
214 |
140-190 |
189 |
179 |
186 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
mт, кг |
24200 |
30623 |
42680 |
18810 |
81325 |
|||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mк, кг |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число и тип двигателя |
2 ТРДД |
3 ТРДД |
4ТРДД |
2ТРДД |
4ТРДД |
||||
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уст |
Р0, даН |
15700 |
6350 |
18190 |
12500 |
10300 |
||||
силовой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mдв, кг |
2800 |
1405 |
3300 |
2360 |
2200 |
|||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ср, кг/даНч |
0,58 |
0,585 |
0,601 |
0,57 |
0,7 |
||||
Данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y(степень |
5 |
4,2 |
4,5 |
6 |
2,6 |
|||||
двухконтурности) |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, м2 |
168 |
157,9 |
27,3 |
122 |
279,5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L, м |
41,8 |
39,92 |
44,4 |
33,91 |
42,5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
32 |
32 |
30 |
27 |
35 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ |
10,5 |
7,2 |
4,2 |
8,8 |
6,46 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С0/Сконц |
0,11 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,12 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
η |
5,15 |
3,29 |
4,18 |
3,4 |
4,12 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lф, м |
44,8 |
41,37 |
44,4 |
44,66 |
49,3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dф, м |
3,9 |
3,76 |
4,07 |
5,85 |
3,8 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данные |
λф, м |
10,3 |
9,6 |
10,9 |
7,63 |
12 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Sф, м |
14,5 |
17,38 |
39,31 |
53,1 |
13,6 |
|||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Геометрические |
ΣSМИД, м2 |
13,6 |
38,6 |
28,5 |
27,41 |
26,3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0,08 |
0,045 |
0,021 |
0,063 |
0,036 |
||
|
|
S эл. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
0,28 |
0,36 |
0,4 |
0,307 |
0,356 |
|
|
S ГО |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Sво |
0,12 |
0,153 |
0,378 |
0,252 |
0,18 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/
величины |
P0=m0g/10S, даН/м2 |
545,9 |
511,3 |
530,4 |
591 |
576 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
t0=10P0/m0g |
0,268 |
0.34 |
0,238 |
0,17 |
0,25 |
||||
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γдв=m0/P0 |
0,178 |
0,22 |
0,2 |
0,189 |
0,214 |
|||
Производные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kгр.полезн=mгр/m0 |
0,225 |
0,21 |
0,166 |
0,25 |
0,142 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Kм=m0g/10Sм, даН/м2 |
6774 |
16200 |
6787 |
2630 |
6027 |
||||
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,086 |
0,11 |
0,144 |
0,242 |
0,048 |
|
|
SФ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Рис.1.1 Самолет Ту-204
Ту-204 построен по аэродинамической схеме свободнонесущего низкоплана. Стреловидное крыло большого удлинения образовано сверхкритическими профилями. Для уменьшения индуктивного сопротивления крылу придана отрицательная аэродинамическая крутка и установлены вертикальные законцовки. Механизация крыла состоит из двухщелевых закрылков и предкрылков вдоль всей передней кромки. Шасси
— убирающееся, трѐхопорное, с носовой стойкой. Силовая установка состоит из двух ТРДД ПС-90А. Кабина экипажа оснащена цветными дисплеями и центральными Y-образными ручками с малыми ходами.
Система управления самолѐтом и двигателями — электродистанционная.
Рис.1.2 Самолет Вoeing 727-200
Размещено на http://www.allbest.ru/
Boeing 727-200. Фюзеляж типа полумонокок, круглого сечения с набором стрингеров Z-образного сечения. Конструкция крыла кессонная с двумя лонжеронами, усилена стрингерами. Шасси со сдвоенными колесами на каждой стойке, с гидравлическим приводом. Главные стойки убираются в фюзеляж. Носовое колесо управляемое, убирается вперед. Горизонтальное и вертикальное оперение состоит из стабилизатора и киля имеющих двухлонжеронную структуру с работающей обшивкой. На концевых частях крыла имеются четырехсекционные предкрилки, на корневых – трехсекционные носовые щитки Крюгера. Элероны состоят из внешних секций, связанных с интерцепторами и отклоняемых только при малых скоростях, и внутренних секций. На рулях высоты имеются серворули.
Рис.1.3 Самолет Вoeing 707-320B
Boeing 707-320
Имеет низко расположенное крыло и силовую установку из четырех двигателей большой степени двухконтурности, расположенных на пилонах под крылом. Фюзеляж обычный полумонокок усиленный шпангоутами и стрингерами с обшивкой из алюминиевого сплава. Крыло умеренной стреловидности, большого удлинения; кессонного типа с двумя лонжеронами, усилено стрингерами. Механизация крыла выполнена в виде предкрылков по всему размаху крыла. Элероны установлены только на верхней части крыла. Вертикальное и горизонтальное оперение имеет обычно низко расположенный стабилизатор. Шасси трехопорное. Передняя стойка имеет спаренные колеса которые убираются вперед по направлению
Размещено на http://www.allbest.ru/
полета. Основные стойки имеют четырехколесные тележки убирающиеся по направлению к фюзеляжу
Рис.1.4. Самолет А 320-200
A320-200 — это двухмоторный самолѐт с центральным проходом в кабине, 4 пассажирскими входами и 4 запасными выходами. В аэробусе A320
могут максимально разместиться 180 пассажиров. Фюзеляж полумонокок усиленный шпангоутами и стрингерами с обшивкой из алюминиевого сплава. Крыло кесонног типа с двумя лонжеронами, имеет сверхкритический профиль. Органами поперечного управления являются внешние элероны,
внутренние элероны и интерцепторы. Стабилизатор и киль имеют двухлонжеронную конструкцию с работающей обшивкой. Шасси самолета трехопорное. Передняя стойка имеет спаренные колеса, убирается вперед.
Основные стойки имеют четырехколесные тележки, убираются по направлению к фюзеляжу.
Рис.1.5. Самолет Ил-62
Ил-62 Дальний магистральный пассажирский самолет с 4 ТРДД.
Может безопасно завершить взлет при отказе одного двигателя, а
Размещено на http://www.allbest.ru/
крейсерский полет и заход на посадку при отказе двух двигателей. Фюзеляж эллиптического сечения типа полумонокок представляет собой герметическую конструкцию, состоящую из набора поперечных шпангоутов,
продольных стрингеров из прессованных профилей и обшивки. Оперение Т-
образной схемы, киль и стабилизатор двухлонжеронной схемы с работающей обшывкой. Схема шасси состоит из передней управляемой опоры, двух основных опор и дополнительной хвостовой.
Учитывая статистические данные табл.1.1 и поставленную задачу,
уточняем тактико-технические требования и заносим их в табл.1.2.
Таблица 1.2
Vкр , |
H кр , |
L, км |
Lраз , |
nпас , |
км / ч |
км |
|
м |
чел |
|
|
|
|
|
900 |
11 |
6000 |
1700 |
210 |
|
|
|
|
|
1.2 Разработка тактико-технических требований к самолету
На основании обработки статистических данных можно сформулировать ТТТ к проектируемому самолету.
Назначение самолета: самолет предназначен для перевоза пассажиров на расстояние до 6000км.
Летные характеристики: самолет должен обеспечить безпосадочную дальность полета на расстояние до 6000км без дозаправки. Крейсерская высота полета H кр =11км. Крейсерское число Маха М кр =0.74. Длина разбега должна быть в пределах 1700м. При проектировании самолета необходимо стремиться к уменьшению его массы. Это позволяет улучшить летно-
технические характеристики самолета и снизить его стоимость.
Требования к оборудованию: самолет должен быть оборудован необходимым связи и навигационным оборудованием для выполнения
Размещено на http://www.allbest.ru/
полетов при визуальной видимости и в условиях облачности на больших высотах полета днем и ночью над водным пространством или равниной.
Требования к кабине экипажа и пассажирским кабинам: размеры кабины должны быть герметичными и достаточными для размещения экипажа. Должно быть обеспечено удобство входа и выхода, в кабине и пассажирских салонах необходимо предусмотреть обогрев и систему кондиционирования. Остекление кабины экипажа должно обеспечить наиболее полный обзор без существенного изменения положения пилота.
Пассажирская кабина должна быть комфортабельной.
Требования к силовой установке: должна быть обеспечена надежная работа двигателя с оптимальным использованием характеристик двигателя по тяге и расходу топлива. Двигатель должен быть оснащен реверсом тяги для скорейшего остановления и издавать минимальный шум, а также иметь малотоксичные выхлопные газы. В местах расположения двигателя должны стоять противопожарные перегородки.
Требования к прочности, жесткости и надежности: жесткость и прочность самолета должна обеспечить безопасную эксплуатацию во всем диапазоне расчетных перегрузок. Должна быть обеспечена безотказная работа всех систем и механизмов при всех возможных случаях.
1.3 Выбор и обоснование схемы самолета
По статистическим данным преобладает устойчивая классическая аэродинамическая схема. Ее главным преимуществом служит устойчивость во время полета. Выбираю классическую аэродинамическую схему. По внешней форме, в соответствии статистики, назначаю крыло прямой стреловидности. Форму профиля крыла принимаю несимметричную.
Схема шасси – трехопорное шасси с носовым колесом, колеса убираются в фюзеляж. К преимуществам этой схемы можно отнести следующие: небольшая вероятность капотажа; небольшая вероятность
Размещено на http://www.allbest.ru/
козления при посадке; путевая устойчивость; нет ограничений на посадочную скорость; возможность эффективного торможения; комфорт пассажиров; хороший обзор пилоту; нет повреждения выхлопной струей.
Принимаю количество двигателей – два. Если брать большее количество двигателей, то значительно увеличивается масса систем силовой установки, хотя повышается живучесть.
По форме поперечного сечения фюзеляжа назначаю – круглой формы.
Фюзеляж с круглой формой поперечного сечения имеет меньшую поверхность при заданном объеме и, следовательно, меньшее сопротивление трения. Кроме того, обшивка фюзеляжа круглого сечения при избыточном внутреннем давлении работает только на растяжение, не испытывая изгибных напряжений.
По статистическим данным табл.1.1 определяем и записываем в табл.1.3 основные параметры крыла, относительную хорду закрылка b з , углы отклонения закрылка з , относительную площадь элерона S эл ; параметры фюзеляжа, оперения.
Таблица 1.3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1/4,град |
|
|
c |
b з |
|
з ,град |
|
|
S эл |
|
|
ф |
D |
ф ,м |
|
L |
ф ,м |
S ф |
S ГО |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
30є |
3.9 |
|
0.14 |
|
0.244 |
30є/45є |
|
8.2 |
0.08 |
|
10.5 |
4.2 |
|
|
44.1 |
|
|
|
|
|
0.25 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
ГО |
|
ВО |
|
ГО 1/4,град |
ВО 1/4,град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г О |
ВО |
|
|||||||||||||||||||||
с ГО |
с ВО |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3. |
|
|
1.5 |
|
|
35є |
|
|
40є |
|
|
|
|
|
0.05 |
0.06 |
|
2.3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4 Определение взлетной массы самолета в нулевом приближении
Взлетная масса самолета нулевого приближения определяется по формуле [1], полученной из уравнения относительных масс с использованием статистических данных