Министерство транспорта Российской Федерации (Минтранс России)
Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)
ФГБОУ ВО «Санкт – Петербургский государственный университет гражданской авиации»
Курсовой проект
по дисциплине “Конструкция и прочность ВС”
На тему: «Расчет прочности крыла самолета Як-42, при выводе самолета из режима экстренного снижения с попаданием в восходящий вертикальный порыв»
Выполнил: студент 834 гр.
Старков А.А.
Проверил: доцент каф.№24, к.т.н.,
Якущенко В. Ф.
Санкт – Петербург
2017 год
Содержание введение
Як-42 - среднемагистральный трёхдвигательный пассажирский самолёт, разработанный в СССР в середине 1970-х для замены технически устаревшего Ту-134. Конструктивно построен по аэродинамической схеме свободнонесущего низкоплана со стреловидным крылом и Т-образным хвостовым оперением с переставным стабилизатором.
Шасси самолёта трёхопорной схемы, убирающееся в полете. Крыло стреловидное, состоит из двух консолей и центроплана с фюзеляжем полумонококовой конструкции (типа полумонокок с продольным набором стрингеров и силовых профилей, поперечным набором шпангоутов и работающей обшивкой), самолет оснащен тремя двухконтурными турбореактивными двигателями.
По данным на апрель 2017 года, всего выпущено 187 экземпляров, в эксплуатации находится 36 экземпляров.
1. Задачи кур
1.Определить силы, действующие на самолет в целом, в заданном варианте его нагружения.
2.Определить нагрузки, действующие на крыло: выбрать расчетную схему, построить эпюры поперечных сил Q, изгибающих Ми и крутящих Мк моментов крыла.
3.Определить возможность разрушения (или необратимых деформаций) наиболее нагруженного сечения крыла в заданном эксплуатационном варианте его нагружения.
Для определения наиболее нагруженных сечений нужно построить эпюры для всех силовых факторов, действующих на крыло (крутящий и изгибающий моменты, поперечная сила). Затем нужно сосчитать напряжения, действующие в наиболее нагруженных сеченияx, сравнить их со свойствами материала, из которого сделано крыло. По результатам сравнения сделать выводы о работоспособности конструкции.
2. Исходные данные
Тип ВС: Як-42
Вариант нагружения: Вывод самолета из режима экстренного снижения с отклоненными элеронами с попаданием в восходящий вертикальный порыв.
2.1. Характеристики самолета
Максимальная взлетная масса твзл, кг 54500
Максимальная посадочная масса тпос, кг 54000
Максимальная масса топлива т Тмах, кг 18500
Площадь крыла S, м2 150
Размах крыла (реальный) l, м 34,88
Длина средней аэродинамической хорды bсах, м 4,647
Диаметр фюзеляжа dф, м 3,8
Предельно передняя эксплуатационная центровка Xпп, % 18
Предельно задняя эксплуатационная центровка Xпз, % 30
Корневая и концевая хорды bo/bк, м 5,94/2,23
Расстояние для средней центровки lго, м 14,0
Расстояние для средней центровки lво, м 13,55
Расстояние от ц.д. вертикального оперения до оси фюзеляжа hво, м 3,9
Расстояние от оси двигателя до оси ВС lэ, м 3,0
Максимальная вертикальная эксплуатационная перегрузка (по РЛЭ) nмах 2,5
Расстояние от оси двигателя до ц.м. ВС (по оси) hэ, м 1,06
Тяга I двигателя Rdмах, кН 64
Крейсерская скорость Vкрейс, км/ч 702
Посадочная скорость Vпос, км/ч 205
Коэффициент лобового сопротивления в полете Cx 0,0351
Коэффициент лобового сопротивления на ВПП Cх 0,16
Производная
от коэффициента подъемной силы по углу
атаки
,
4,13
Плотность наружного воздуха ρн, кг/м3 0,466
Размах элеронов между ц.д. lэ, м 28,0
Расстояние от оси самолета до ц.д. подъемной силы закрылка lЗ, м 7,0
Колея шасси К, м 5,636
База шасси Б, м 14,776
Расстояние от передней опоры до ц.м. самолета b, м 13,16
Высота шасси hш, м 2,1
Расстояние от оси шасси до ц.ж. крыла rш, м 0,9
Расстояние от ц.д. закрылка до ц.д. крыла r3, м 2,75
Скорость восходящего вертикального порыва W, м/с 12
Высота полета Hпол , м 3500
Угол тангажа θ, ̊ 8