
- •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 смещения центровки:
.
При перемещении груза:
При сбрасывании груза:
Примеры компоновок пассажирских самолетов:
Центровка проводится для следующих вариантов загрузки:
|
Gнагр |
Gтоплива |
Максимальный взлётный вес с Gнагр max |
max |
(+) |
Максимальный взлётный вес с Gтоплива max |
(+) |
max |
Перегоночный вариант Gтоплива max max |
0 |
max |
Посадочный вариант |
max |
0 |
Пустой самолёт |
0 |
0 |
Результаты расчётов центровки отражаются на центровочном графике:
Предельные значения центровки (диапазон центровок) определяются из условия:
Xт пп – минимизации снижения потерь на балансировку
- обеспечения маневренности
- возможности отрыва носового колеса от ВПП при взлёте
- балансировке на взлёте и посадке при выпущенной механизации
Xт пз – обеспечения устойчивости mzCy
- не переваливания на хвост
- балансировки на отдельных режимах
Пример
реальной весовой сводки самолета Ил-96М
Необходимо стремиться к минимальной разбежке центровки самолёта в процессе эксплуатации. Этими свойствами обладают ДПС с двигателями под крылом. У самолётов с двигателями на хвостовой части фюзеляжа разбежка больше.
Снижение диапазона центровок позволяет уменьшить Аго и, следовательно, массу и Сx самолёта.
Один из способов расширения допустимого диапазона центровок на земле – 4-ая выдвижная стойка (Ил-62).
Смещение центровки при перекомпоновке (перемещении) и сбросе груза рассчитываются следующим образом:
Рекомендуемые значения центровок для самолётов:
с прямым крылом χ=0 Xт = 0,20-0,25
со стреловидным крылом χ=35-40 Xт = 0,25-0,30
со стреловидным крылом χ= 50-55 Xт = 0,30-0,34
с треугольным крылом малого узл Xт = 0,32-0,36
Конструктивно силовая компоновка (кск) самолёта.
Основная задача КСК – выбор конструктивно-силовой схемы (КСС) самолёта в целом и его агрегатов, которая обеспечивала бы:
- минимальный вес конструкции (минимальное число силовых элементов);
- органическое сочетание силовых элементов, полезных объёмов внутри конфигурации и агрегатов размещаемых снаружи;
- учёт требований эксплуатационной и производственной технологичности;
- необходимую жёсткость конструкции с целью увеличения Vкрит аэроупругих явлений;
- получение требуемого ресурса и безопасности при локальных разрушениях конструкции (усталостных или боевых).
Чтобы удовлетворить этим требованиям необходимо:
- использовать разгрузку агрегатов в полёте;
- использовать прямолинейные и короткие силовые цепочки.
а) в схемах агрегатов;
б) пропускать центроплан сквозь фюзеляж;
- принимать моменты (Мизг, Мкр) на максимальной базе;
а) для интегральных схем – расширенный центроплан;
б) стойки шасси с подкосами;
- совмещать функции силовых элементов и добиваться, чтобы они работали в различных случаях нагружения.
B xвостовой части фюзеляжа ДПС yсиленные шпангоуты служат для:
крепления киля;
окантовки выреза перееставного. ГО;
крепления переставного ГО;
крепления привода ГО.
Другие правила КСС:
- люки в агрегатах следует выполнять в наименее нагруженных местах, скруглять углы и располагать большей осью вдоль силового потока.
- по возможности совмещать технологические и эксплутационные разъёмы, совмещать конструктивные (компоновочные) и эксплуатационные ниши и люки.
В нише шасси располагаются агрегаты, требующие частого осмотра.
- конструктивно силовые схемы отдельных агрегатов должны быть увязаны между собой:
Если крыло кессонной конструкции, то в фюзеляже обязательно центроплан.
Если лонжеронной, то в фюзеляже шпангоуты.
В процессе КСК возможно частичное перемещение агрегатов для совмещения и уменьшения числа силовых элементов. Затем – повторная центровка.
Пример компоновки легкого истребителя классической схемы
Пример
компоновки легкого истребителя схемы
«утка»
Примеры
различных приемов конструктивно-силовой
компоновки
Примеры различных приемов конструктивно-силовой компоновки
Пример конструктивно-силовой компоновки СВВП