- •Типовая массовая (весовая) сводка самолета
- •111. Оборудование и управление:
- •5 . 2 Определение массы самолета
- •Относительные массы конструкции, силовой установки, оборудования и управления и топлива самолетов разных типов
- •Составление подробного перечня оборудования самолета и определение массы отдельных систем или отдельных агрегатов оборудования,
- •5.3 Весовое проектирование и контроль массы самолета.
- •5 . 4 Определение моментов инерции самолета
- •5.5 Анализ весовой эффективности применения полимерных композиционных материалов в конструкциях самолетов [5]
- •5.6 Типовая сводка распределения масс самолета по структурным группам (9)
- •5.6.1 Типичное разделение массы пустого самолета в процентах
- •Разбивка массы обычного гражданского самолета
- •5.6.9 Масса группы силовой установки.
- •5.6.10 Определение массы оборудования и систем.
- •5.6.11 Масса системы управления.
- •Масса системы управления Таблица 8
- •5.6.12 Масса группы пилотажно-навигационного (пно) и радиоэлектронного оборудования (рэо).
- •5.6.15 Масса прочего оборудования.
- •Разбивка по массовым группам силовой установки для современных самолетов
- •Примечание: * — процент от установочной массы двигателя;
- •Стандартные массы полезной нагрузки, топлива и масла
- •5.7 Центровка
- •Приблизительное расположение цм отдельных массовых групп самолета
- •Центровочная ведомость самолета
- •5.7.1 Диаграмма загрузки и балансировки
- •5.8 Варианты загрузки и ограничения
- •Центровочная ведомость
5.6 Типовая сводка распределения масс самолета по структурным группам (9)
Типичное разделение массы пустого самолета в процентах от максимальной взлетной массы для самолетов различных категорий приводится в таблице 1
5.6.1 Типичное разделение массы пустого самолета в процентах
Таблица 1.
|
|
Процент Gb3ji. max |
|
|
Категория самолета |
Конструкция |
Силовая |
Несъемное |
Масса |
|
планера |
установка |
оборудо- |
пустого |
|
|
|
вание и системы |
самолета |
1.Транспортные пассажирские самолеты коротких |
|
|
|
|
линий: |
|
|
|
|
-реактивные |
31.5 |
8.0 |
13,5 |
53,0 |
-турбовинтовые |
32 |
12.5 |
13.5 |
58,0 |
-поршневые |
29,5 |
20,5 |
15.5 |
65,5 |
2.Транспортные пассажирские самолеты дальних |
|
|
|
|
линий: |
|
|
|
|
-реактивные |
24,5 |
8,5 |
9.0 |
42,0 |
-турбовинтовые |
27,0 |
|
12,0 |
51,0 |
-поршневые |
25,5 |
17,5 |
11,0 |
54.0 |
З.Гпузовые самолеты: |
|
|
|
|
-коротких линий турбовинтовые |
35,0 |
13,0 |
8,0 |
56,0 |
-дальних линий турбовинтовые |
26,5 |
10,0 |
7,0 |
43,5 |
4. Административные самолеты |
27,5 |
8,0 |
15,5 |
51,0 |
Примечание: В связи с принятием в России (СССР) стандартов по массово инерционным характеристикам самолетов термины, связанные с весом в работе 9 заменены массой, которая обозначена G. Для сохранения единства формул и графиков вес в кгс обозначен как ¯G. Так, например, взлетной массе самолета G взл. = 5000 кг соответствует вес ¯G взл.=5000 кгс
Разбивка массы обычного гражданского самолета
Разбивка по массовым группам |
|||
Тип самолета |
Дата |
||
Тип двигателя |
Имя |
||
Данные по группам |
Масса |
Плечо до ЦМ Х ! у |
|
Конструкция планера |
|
|
|
Группа крыла |
|
|
|
Группа хвостового оперения |
|
|
|
Группа фюзеляжа |
|
|
|
Группа шасси |
|
|
|
Группа рулевых поверхностей |
|
|
|
Группа гондол или двигателей |
|
|
|
Группа силовой установки |
|
|
|
Установка двигателя и форсажных камер |
|
|
|
Коробка приводов |
|
|
|
Нагнетатели (турбинного типа) |
|
|
|
Система подачи воздуха |
|
|
|
Система выхлопа |
..'■ |
|
|
Масляная система охлаждения |
|
|
|
Система смазки |
|
|
|
Топливная система |
|
|
|
Система впрыска воды |
|
|
|
Управление двигателями |
|
|
|
Система запуска |
|
|
|
Установка винта |
|
|
|
Реверс тяги |
|
|
|
Оборудование и системы планера |
|
|
|
Группа ВСУ |
|
|
|
Приборы и пилотажно-навигационное оборудование |
|
|
|
Гидравлика и пневматика |
|
|
|
Электрическая группа |
|
|
|
Электронная группа |
|
|
|
Отделка и снаряжение |
|
|
|
Кондиционирование и противообледенительная система |
|
|
|
Прочее |
|
|
|
Основная масса самолета (пустого) |
|
|
|
Эксплуатационные элементы |
|
|
|
Снаряжение экипажа |
|
|
|
Расходуемые элементы на пассажирскую кабина |
|
|
|
Вода и химсоставы для туалетов |
|
|
|
Аварийное оборудование |
|
|
|
Масло, остаточное топливо, вода, спирт, |
|
|
|
крепление и приспособления для работы с грузами |
|
|
|
Эксплуатационная масса пустого самолета |
|
|
|
Таблица 2
5.6.2 Массовая сводка по структурным группам самолета
Продолжение таблицы 2, л.2
Продолжение таблицы 2, л.3
Продолжение таблицы 2 ,л.4
Примечание * - оценка; **— включен в другую группу; *** — нет данных; **** — включая хвостовые балки.
5.6.3 Массовый анализ группы силовой установки Таблица 3
Продолжение таблицы 3
Таблица 4
5.6.4 Оценка массы внутреннего оборудования и отделки современных транспортных и административных самолетов
Таблица 5
5.6.5 Оценка массы эксплуатационных элементов самолета
5.6.6 Масса шасси.
Первой задачей при оценке массы является выбор размеров пневматиков колес, давления в пневматиках, размещения, длины стоек и т. п.
Масса шасси обычной схемы может быть найдена путем сложения масс передней и основных стоек, которые определяются отдельно по следующей зависимости:
где kg ш=1 для низкоплана и 1,08 для высокоплана.
Таблица 6 дает представление о величинах А , В, С и D, основанных на статистических данных шасси современных самолетов. Для взлетной массы самолета до 45000 кг относительная масса шасси уменьшается с увеличением размеров самолета. Причина заключается в том, что у больших самолетов значительная часть конструкции шасси работает при больших напряжениях, а пневматики имеют большое внутреннее давление, что экономит массу. При массах самолетов более 45 000 кг основные стойки уже не имеют тенденции к снижению относительной массы, однако масса передних стоек сохраняет эту тенденцию вплоть до размеров самолетов типа Боинг 747 и С-5А.
Таблица 6
Категория самолета |
Конфигурация шасси |
А |
В |
С |
D |
|
Рсактивные, трени-ровочные и административные |
Убирающиеся
Убирающееся |
Основные стойки |
15 |
0.033 |
0,021 |
— |
|
|
Передняя стойка |
5,4 |
0,049 |
— |
— |
|
Неубирающееся |
Основные стойки |
9,1 |
0,082 |
0,019 |
— |
|
Неубирающиеся
|
Передняя стойка |
11,3 |
— |
0.0024 |
— |
|
|
Хвостовая стойка |
4.1 |
— |
0,0024 |
— |
Все другие типы гражданских самолетов
|
Убирающееся |
Основные стойки |
18,1 |
0,131 |
0,019 |
2,23-10-5 |
|
Убирающиеся
|
Передняя стойка |
9,1 |
0,082 |
— |
2,97- 10-6 |
|
|
Хвостовая стойка |
2,3 |
— |
0,0031 |
— |
Можно считать, что у многих самолетов критическая ударная нагрузка создается при посадке и что при расчете массы шасси должна фигурировать Gпос. max , в этом случае массу шасси можно принять равной 4,7% от Gпос. max.
5.6.7 Масса группы рулевых поверхностей.
Масса рулевых поверхностей обычно составляет от 0,8 до 2% взлетной массы самолета.
Она рассчитывается по формуле
/ — фиксированное шасси {обозначены точками);
// — peaктивные тренировочные и административные самоле ты (обозначены квадратика ми) ;
/// — другие типы гражданских самолетов
(убирающееся шасси обозначено кружочками);
kg = 1 для низкопланов,
kg = 1,08 для высокопланов
Максимальная взлетная масса (кг)
Коэффициент k рп может быть определен по известным данным для самолетов одинаковой категории с аналогичной системой управления.
Коэффициент k рп составляет следующие величины:
k рп =0,176 — легкие самолеты с дублированной системой управления;
k рп =0,348 — транспортные и тренировочные самолеты с ручным управлением;
k рп = 0,491—транспортные самолеты с бустерным управлением и системой механизации задней кромки.
При наличии щитков и предкрылков на передней кромке добавляется 20% массы, для гасителей подъемной силы—еще 15%.
При наличии достаточного объема данных можно сделать более детальный анализ. При этом группа управления разделяется:
1) управление в кабине, с массой равной
автопилот для транспортных и административных самолетов
3)
систему управления для легких самолетов
с недублированным управлением
Для транспортных самолетов оценка массы системы управления может быть сделана при помощи табл. 3. Когда данных недостаточно, для тренировочных и административных самолетов применима указанная выше зависимость.
5.6.8 Масса группа гондол.
Следующие
статистические зависимости применимы
для оценки
массы гондол при отсутствии лучших
данных. Масса
гондолы легкого самолета с одним тянущим
винтом в носовой части определяется
где Nвзл
в (л. с.).
Эта
масса относится целиком к отсеку
двигателя за противопожарной
перегородкой.
Масса
гондолы многодвигательного самолета
с ПД в
случае двигателей с горизонтально-противоположными
цилиндрами
определяется
как
В
случае других типов ПД определяется
как
При уборке шасси в гондолы добавляется 0,018 N e и при наличии выхлопных труб, проходящих под крылом (см. самолет Локхид «Электра»), добавляется еще 0,05 N c.
Масса гондол самолетов с ТРД или ТРДД в отдельных гондолах определяется по формулам:
G Г = 0,055 R взл.;
G r = 0,065 R B3Л. ;
Вторая формула применяется при высокой степени двухконтурности с коротким вентиляторным обтекателем.
Эти величины включают массу пилонов и внешние элементы конструкции при установке реверса. При отсутствии реверса масса группы уменьшается примерно на 10%.
При необходимости выполнения более детального массового анализа, учитывающего конфигурацию и геометрию гондол, и установку двигателей, требуется предварительная конструктивная проработка. После этого используются для расчета данные таблицы 7. Прирост массы вследствие применения звукоизолирующих материалов зависит от степени желаемого эффекта; по этому вопросу лучше проконсультироваться с разработчиком двигателей. Для типичной «тихой» гондолы ТРДД акустическая защита применяется на 50% общей площади поверхности гондолы. Прирост массы составит при этом 20% массы гондолы, без учета дополнительного прироста массы на двигателях.
Таблица 7
Данные для оценки массы группы гондол
Составляющая массы |
Метод оценки массы в кг |
1).Узлы крепления двигателя и защита от вибраций |
1). установочная масса винта плюс 5% массы двигателя |
2).Конструкция гондолы, пилоны и растяжки, обтекатели двигателя, щитки и перегородки
3).Обтекатель газогенератора и центральное тело
4).Глушители шума
5).Шумопоглощающий материал
6).Пожарные перегородки и каркас для установки противопожарной защиты |
2). 0,405 √ Vмах S 1,.8омв. Где : V max- максимальная индикаторная скорость; SQM — суммарная площадь гондолы, омываемая холодным потоком с внутренней и внешней стороны *
3) 14,6 кг/м2 омываемой площади
4). 1,71 кг/м2 стенок гондолы
5) 8,53 кг/м2 площади панелей
6) 5,51 кг/м2 |
|
|
*Для ТРД площадь внешней гондолы двигателя плюс площадь внутреннего воздушного канала
