Изучение классификации самолётов. Классификация самолётов по назначению, аэродинамической схеме и конструктивным признакам

Построение эпюр внешних нагрузок Q, М_изг , М_кр по размаху оперения.
Перед расчетом на прочность оперения необходимо иметь построенные эпюры внешних нагрузок по размаху. В общем случае на оперение действует два вида нагрузок: аэродинамические и массовые от собственного веса конструкции. При построении эпюр от внешних нагрузок по размаху массовые нагрузки, как правило, не считывают по малости.
Погонные аэродинамические нагрузки по размаху распределяется пропорционально хордам:
для нормального оперения
(6)
(7)
для управляемого оперения
(8)
Определение внешних нагрузок построение эпюр по размаху оперения производится так же, как и для крыльев.
Ниже приводится определение усилий в тягах управления рулями.

Рис. 14.

Согласно расчетному графику (рис.14) координату центра давления руля высоты можно определить по формуле

(9)
Шарнирный момент руля
(10)
Усилия в тяге управления (рис. 15)
(11)
где h_к – высота качалки.

Рис. 15.

Поэтому усилию необходимо провести проверку прочности всей проводки управления.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №11


Расчет внешних нагрузок, действующих на фюзеляж самолёта.
Внешние нагрузки действующие на фюзеляж.
При проектировании и расчете на прочность фюзеляжей необходимо знать все внешние нагрузки, действующие на самолет. Действительные эксплуатационные внешние нагрузки на фюзеляж самолетов рекомендуется определять по нормам прочности. Однако в данном случае целесообразно приближенное определение внешних нагрузок действующих на фюзеляж. К фюзеляжу крепятся все основные агрегаты самолета: крыло, хвостовое оперение, шасси и силовая установка. Следовательно фюзеляж связывает в одно целое все агрегаты самолета и служит опорой для них. Кроме того, в фюзеляже размещаются баки с топливом, экипаж, пассажиры, оборудование.
Основными нагрузками, действующими на фюзеляж, являются:

• 
  Силы, предающиеся на фюзеляж от прикрепленных к нему частей самолета: крыла, оперения, силовой установки, шасси.
  
• 
  Силы от масс грузов и агрегатов, расположенных в фюзеляже, а также от масс конструкции фюзеляжа.
  
• 
  Аэродинамические силы разряжения или давления, распределенные по поверхности фюзеляжа.
  
• 
  Силы избыточного давления в кабине, в специальных отсеках и в воздушных каналах двигателя.
  

ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮР ВНЕШНЫХ НАГРУЗОК.

8.1. Основные допущения, принятые при практическом занятии:
8.1.1. Координата центра масс (ЦМ) самолета находится середине длины фюзеляжа, т.е.: x_тс = 0,5·l_ф ;
8.1.2. Координаты ЦМ распределенных массовых грузов (масса фюзеляжа, масса оборудования, масса коммерческой (полезной нагрузки) совпадают с ЦМ самолета: x_тф = x_т.об = x_т.кн = 0,5 · l_ф ;
8.1.3. Расстояния от центра масс самолета до точки:
а) приложения ЦМ носовой стойки шасси и экипажа:
x₁ = 0,4 · l_ф ;
б) приложения ЦМ главной опоры шасси
x₂ = 0,1 · l_ф ;
в) приложения ЦМ оперения (ГО и ВО)
x₃ = 0,45 · l_ф ;
г) приложения ЦМ аэродинамических сил ГО У_го и У_мго
x₄ = 0,45 · l_ф ;
д) расположения переднего лонжерона
x_пл = 0,15 · l_ф ;
е) расположения заднего лонжерона
x_зл = 0,05 · l_ф ;
(расстояние между лонжеронами x_л= 0,1 · l_ф )

8.1.4. Расчетные значения масс агрегатов и оборудования:

а) масса фюзеляжа:
m_ф = 0,1 · m₀ ;
б) масса оборудования:
m_об = 0,08 · m₀ ;
в) масса экипажа:
m_эк = 90 · N_эк ;
г) масса носовой опоры:
m_нш = 0,01 · m₀ ;
д) масса всех главных опор:
m_гл.ш = 0,028 · m₀ ;
е) масса оперения (ГО+ВО):
m_оп = 0,016 · m₀ ;

Расчетная схема фюзеляжа представлена на рис.2.

8.2. Нагрузки, действующие на фюзеляж.
В качестве распределенных по длине фюзеляжа нагрузок рассматриваются силы от массы фюзеляжа, коммерческой нагрузки и массы оборудования.
8.2.1. Распределенная нагрузка от собственной массы фюзеляжа:

где: m_ф - масса фюзеляжа (кг)
S_бф - площадь боковой проекции фюзеляжа (м)
S_б.ф  0,75 · l_ф · d_ф ;
H_фi - высота фюзеляжа в рассматриваемом сечении
f = 1,8 - коэффициент запаса прочности для фюзеляжа
n^э_{ф i} - эксплуатационная перегрузка в рассматриваемом
сечении.

2. 
   Распределенная нагрузка от массы оборудования, расположенного на фюзеляже:
   

8.2.3. Распределенная нагрузка от массы коммерческой нагрузки, расположенной в фюзеляже:

где:
S_г.от - пплощадь боковой проекции грузового (пассажирского) отсека
S_г.от  (0,6...0,7) · l_ф · d_ф - для грузовых самолетов
S_г.от  (0,65...0,75) · l_ф · d_ф - для пассажирских самолетов
Суммарная распределенная нагрузка по длине фюзеляжа определяется зависимостью:

8.3. Расчетные нагрузки от сосредоточенных массовых и аэродинамических сил.
8.3.1. Расчетная нагрузка от массы экипажа

8.3.2. Расчетная нагрузка от массы носовой опоры шасси.

8.3.3. Расчетная нагрузка от главных опор шасси