2.1.4 Определение размеров крыла

Относительные параметры крыла в курсовом проекте принимаются в соответствии с параметрами крыла самолета-прототипа из технического задания.

Определение площади крыла при проектировании самолета является многофакторной многокритериальной задачей. Наиболее общие критерии при выборе площади крыла:

• Минимум прямых эксплуатационных расходов (ПЭР);

• Минимальный расход топлива;

• Минимум взлетного веса.

Площадь крыла может определяться ограничениями, например, такими как:

• Длина взлетной полосы;

• Скорость захода на посадку;

• Потребные объемы для топлива.

В данном курсовом проекте площадь крыла определяется только по заданной в техническом задании величине скорости захода на посадку. Скорость захода на посадку – это скорость самолета с выпущенной механизацией и шасси снижающегося по посадочной глиссаде до высоты условного препятствия равной 15.3м.

Уменьшение скорости захода на посадку повышает безопасность эксплуатации самолета. У существующих пассажирских самолетов скорость захода на посадку не превышает 280км/час. Обычно это самые большие и тяжелые самолеты. У большинства пассажирских самолетов скорость захода на посадку не превышает 240км/час.

При проектировании самолетов и при сравнительных оценках часто используется такой критерий как взлетная нагрузка на крыло Go/Sкр. У современных пассажирских самолетов эта величина находится в диапазоне Go/Sкр.=450-700кг/м2 Полученная по приведенной ниже методике по скорости захода на посадку площадь крыла должна соответствовать указанному диапазону нагрузок на крыло.

Запишем условие равновесия сил на посадке:

Gпос= Су зах. пос х Sкр х V²зах. пос/2 (2.4)

Отсюда

Sкр = 2Gпос/( Су зах. пос х V²зах. пос) ,м/сек (2.5)

В этой формуле

Gпос≈1.07(Go-Gтопл),кг

=0.118кг.сек²/м⁴- расчетная плотность воздуха на Н=0

Vзах. пос, м/сек- принимается по техническому заданию

Коэффициент подъемной силы на режиме захода на посадку Сузах.пос определяется по приведенному в техническом задании графику Су=() для самолета в посадочной конфигурации (Рис. 18)

При определении Сузах.пос необходимо учитывать следующие факторы. В том случае, если заход на посадку будет происходить при максимальном значении Су^махпос, то при увеличении угла атаки, (например, при вертикальном порыве ветра) подъемная сила самолета уменьшится и перестанет уравновешивать вес самолета. Самолет свалится на крыло и потерпит катастрофу. ,То же самое произойдет, если уменьшится скорость самолета (например, из-за ошибки пилотирования) , то есть она станет меньше скорости сваливания Vсв, которая соответствует Су^махпос

При условном заходе на посадку на скорости Vсв уравнение (2.4) можно записать следующим образом:

Су^махпос=2Gпос/( Sкр хV²св) (2.6)

В процессе пилотирования летчик контролирует не Су, а скорость полета . Для того, чтобы не возникла аварийная ситуация нормативные документы (АП-25, ФАР-25) требуют осуществлять заход на посадку на скорости на 30% больше скорости сваливания, т.е. на 30% больше скорости при которой достигается Су^махпос.

Таким образом минимально допустимая скорость захода на посадку:

Vзах пос. min=1.3 Vсв (2.7)

Подставив в (2.6) (вместо Vcв) значение минимально допустимой скорости захода на посадку из (2.7) получим

Су зах. пос =2Gпос/( Sкр х  х (1.3Vсв)² (2.6А)

Разделив уравнения 2.6 и 2.6А одно на другое получим

Су зах. пос доп.= Су^махпос/1.69

Теперь уравнение (2.5), определяющее площадь крыла запишется следующим образом:

(Расчетная формула)

Sкр = 2х1.07(Go-Gтопл),/[( Су^махпос/1.69 )х0.118 х V²зах. пос)] (2.8)

По заданной в техническом задании форме крыла в плане и полученной расчетным путем величине Sкр, используя геометрическое подобие, определяем размеры крыла (размах, концевую и корневую хорду и др.)