
- •Проектирование самолетов Кафедра «Проектирование самолетов» маи
- •Курс лекций.
- •- Является комплексным, связывает эффективность авиационной техники с методологией ее проектирования.
- •- Сплав науки, искусства, интуиции и технического риска
- •Структура курса:
- •Дополнительная:
- •Краткий обзор развития авиации и методов проектирования самолетов
- •1903Г. Демонстрационный полет братьев Райт
- •Анализ развития авиации
- •Реализация законов диалектики в процессе развития авиации.
- •Закон отрицания отрицания
- •Закон единства и борьбы противоположностей.
- •Краткая характеристика методов проектирования самолетов.
- •Достижение различной степени оптимальности проекта при использовании рассмотренных методов проектирования.
- •Элементы теории больших систем
- •Комплексный учет характеристик при формировании критерия.
- •Структура авиационного комплекса.
- •Основные требования к критериям оценки
- •Основные положения метода Парето
- •Этапы проектирования самолета
- •Дальнейшие этапы создания самолета:
- •1. Определение потребности общества в авиаперевозках
- •Анализ возможности реализации ттт и его корректировка.
- •Эволюция тз
- •Примеры нормирования перегрузок
- •Рекомендуемые формы рукояток в кабине пилота
- •Разработка концепции и выбор схемы самолета.
- •Выбор балансировочной схемы самолета
- •4._._. Выбор типа воздухозаборника и сопла
- •Воздухозаборник
- •Сопло и хвостовая часть мотогондолы
- •Реверсивные сопла
- •Плоские сопла
- •Функциональный подход к выбору схемы самолета
- •Выбор типа и числа двигателей Основные характеристики двигателей.
- •Выбор числа двигателей
- •Расчет массы самолета
- •Коэффициенты роста массы самолета
- •Определение основных проектных параметров самолета
- •Оптимизация параметров самолета.
- •Компоновка самолета.
- •1.3. Использование благоприятной интерференции агрегатов
- •Использование средств улучшения местной аэродинамики
- •1.5. Использования несущей способности выступающих в поток агрегатов (например мотогондол, подвесных топливных баков и т.П.)
- •Нормируемые запасы устойчивости и управляемости самолета на всех режимах полета обеспечиваются:
- •4.0 Эффективная работа силовой установки самолета достигается:
- •Максимальное значение Су на взлете и посадке достигается:
- •Объёмно-весовая компоновка (овк) самолёта.
- •Определение смещения центровки:
- •Конструктивно силовая компоновка (кск) самолёта.
- •Особенности проектирования отдельных типов самолетов. Особенности проектирования пассажирских самолетов. Состояние и перспективы развития гражданской авиации.
- •Компоновка служебной кабины экипажа.
- •Экономика авиатранспортной отрасли
- •Определение параметров сечения фюзеляжа.
- •Аварийное покидание и средства спасения.
- •Перспективы развития военной авиации.
- •Обеспечение малой заметности в рл диапазоне
- •Проектирование агрегатов самолета Проектирование крыла
- •Влияние геометрических параметров крыла на его аэродинамические и весовые характеристики.
- •Механизация крыла.
- •Энергетические методы обеспечения короткого взлета и посадки.
- •Рациональная компоновка приводов.
- •Компоновка элементов системы управления с учетом требований снижения веса.
- •Фюзеляж.
- •Оптимизация параметров фюзеляжа
- •Компоновка технических отсеков на самолетах.
- •Правила проектирования вырезов в фюзеляже и крыле:
- •Проектирование шасси самолета.
- •Схемы шасси.
- •О сновные геометрические параметры шасси и их влияние на эксплуатационные характеристики самолета.
- •Определение высоты шасси.
- •Определение основных геометрических параметров шасси.
- •Силовые установки
- •Основные элементы силовой установки
- •Силовая установка самолета Ту-154
- •Оптимизация параметров силовой установки дозвукового пассажирского самолета.
- •Влияние типа компоновки силовой установки на эффективность самолета
Определение основных проектных параметров самолета
Покажем, что существуют параметры, определяющие ЛТХ самолета:
Известно,
что:
откуда, например,
,
где
[даН/м2]
– нагрузка на крыло.
Таким образом, Vпос зависит от несущих свойств крыла (СУпос) и нагрузки на крыло p, а не от абсолютных значений S и G.
Д
ругой
пример – разбег самолета:
Известно, что:
-тяговооруженность.
Аналогично
можно показать зависимость и других
летно-технических характеристик от
Например, градиент набора высоты самолетом на третьем участке
взлета равен:
Или дальность полета самолета на крейсерском участке равна:
В свою очередь, относительная масса топлива определяется как:
Таким
образом, существуют основные проектные
параметры самолета – нагрузка на крыло
,
тяговооруженность
и относительная масса топлива
- однозначно определяющие ЛТХ самолета.
Следовательно, если заданы ЛТХ проектируемого самолета, можно определить обеспечивающие их значения проектных параметров .
Алгоритм выбора основных параметров самолета: p, Po, m топл.
(здесь же отражена зависимость ЛТХ от параметров самолета).
Исходные данные: |
ТТТ – общая часть, требования АП-25, ОТТ ВВС, норм прочности и т. п. |
||||
ТТТ – спец. часть Lрасч., Мкрейс. (Vкрейс.), Нкрейс., mцел. нагр., Vз. п., Vпос., lразб (LВПП класс А), fразб , nуэ,., Vу, . |
|||||
ВСХ двигателя ., Р0, Ср0, Ркр, Сркрейс |
|||||
Статистика (опыт фирмы) ккрейс., Сукрейс, Суmax пос., Суmax взл, кнаб., кmax, Сха, Судоп., fразб, результаты аэродинамических продувок, расчетов на прочность, взвешивания агрегатов |
|||||
№ опер. |
Вычисляется |
Из условия |
Расчетные формулы |
Примечание (вывод) |
|
1 |
Относительная масса топлива |
; достижения расчетной дальности полета Lp |
для такт. самолета L3R |
Строим
графики
|
|
2 |
Нагрузка на крыло
|
не превышения Vз. п., Vпос |
или,
если груз сбрасываем mр.гр.,
|
|
|
3 |
|
обеспечения
крейсерской скорости на заданной
высоте Vкрейс.,
Нкрейс |
|
|
|
4 |
|
обеспечения маневренных характеристик nудоп доп., qманевр |
|
|
|
5 |
Выбор
|
|
|
Следует проверить возможное размещение GT в крыле |
|
50 |
Проверяется размещение GТ |
|
|
|
|
6 |
Тяговооруженность
|
обеспечения
градиентов набора
|
|
KV,P,T – выбирается из всех двигателей или KV,P,T=1,5 |
|
7 |
|
обеспечения горизонтального полета (крейсерского)
|
|
|
|
8 |
|
обеспечения
|
|
Из ранее выведенной формулы lразб
|
|
9 |
|
Для маневренных самолетов |
обеспечения
скороподъемности
|
|
|
10 |
|
обеспечения
|
|
P=x=CxqS |
|
11 |
|
обеспечения
заданной установившейся перегрузки
|
|
Из динамики полета
|
|
12 |
Выбор
|
|
|
|
|
13 |
Принимаются
по статистике
|
|
Если нет возможности определить эти величины более надежными методами (например, по данным ОКБ)
|
|
|
14* |
Взлетная масса во II приближении m0II |
уравнения существования самолета |
|
GII=mIIg |
|
15 |
Площадь крыла |
|
|
|
|
16 |
Суммарная тяга всех двигателей |
|
|
|
* Определение массы самолета в I-ом приближении (п. п. 13, 14) часто сразу выполняют за п. 1.
Полученные параметры самолета являются исходными для дальнейшей оптимизации.