«Магистральный пассажирский самолет» - Курсовая работа

Содержание

1 Разработка летно-технических требований к проектируемому объекту 3

2 Обоснование возможности реализации предъявляемых к объекту летно-технических требований 4

3 Компоновка самолета 5

4 Конструкция планера 7

5 Разработка и расчет на прочность основных элементов фюзеляжа 11

5.1 Уравновешивание самолета в вертикальной плоскости 11

5.2 Построение перерезывающих сил и изгибающих моментов для фюзеляжа 13

5.3 Проектировочный расчет фюзеляжа 21

5.3.1 Определение толщины обшивки фюзеляжа в расчетном сечении 21

5.3.2 Подбор элементов продольного набора 23

5.3.3 Расчет на прочность шпангоута 25

5.3.4 Определение суммарного напряжения в обшивке фюзеляжа от изгибающего момента и избыточного давления 28

Список литературы 31

Введение

1 Разработка летно-технических требований к проектируемому объекту

Проектируемый летательный аппарат предназначен для перевозки пассажиров и груза на авиалиниях средней протяженности (до 4600 км) с коммерческой нагрузкой до 21 т. Самолет должен обеспечивать взлет и посадку на аэродромах с длинной ВПП 1500-2000 м, обладать высокими экономическими показателями в сочетании с высокой надежностью и безопасностью полетов. Для поддержания требуемого уровня надежности и безопасности полетов самолет должен обладать высокой эксплуатационной технологичностью.

На основании вышеперечисленных задач устанавливаются следующие летно-технические характеристики (табл. 1):

взлетная масса – 16100 кг;

максимальная коммерческая нагрузка –42 пассажира или 3800 кг груза

дальность полета при максимальной коммерческой нагрузке –3000км;

крейсерская скорость полета – 475-510 км/ч;

практический потолок – 7500 м;

количество пассажиров – 2-42чел;

экипаж – 2-3чел.

Таблица 1.1 – Летно-технические характеристики прототипа

Летно-технические характеристики Як-40 Разрабатываемый ЛА

Геометрические характеристики Длина самолета, м 20,36 20,36

Высота самолета, м 6,5 6,5

Размах крылa, м 25 25

Весовые характеристики Максимальный взлетный вес, кг 16100 16100

Максимальный посадочный, кг 15000 15000

Запас топлива объемный, л 2700 2700

весовой, кг 3310 3310

Максимальная коммерческая нагрузка, кг 2720 3800

Силовая установка тип двигателей АИ-25 АИ-222-28

кол-во х тяга, кгс 3х1500 2х2800

Крейсерская скорость, км/ч 475-510 475-510

Эксплуатационный потолок, км 12,3 12,3

Экипаж, ч 2-3 2.-3

Пассажировместимость кол-во пассажиров 32 42

шаг кресел, мм 32 42

кол-во салонов 1-2 1-2

Шасси база, м 7,465±10мм 7,465±10мм

колея, м 4,52 4,52

Потребная длина ВВП, м 1000 1000

Класс аэродрома Б Б

Категория посадки I I

Дальность полета 1800км 3000км

2 Обоснование возможности реализации предъявляемых к объекту летно-технических требований

На основании установленных летно-технических требований выбираем прототип – региональный пассажирский самолет Як-40. Самолет Як-40 является наиболее распространенным в этом классе в авиакомпаниях России и стран СНГ.

Стремление повысить экономическую эффективность летательного аппарата привело к необходимости увеличения полезной нагрузки, а как следствие к замене силовой установи прототипа, что в свою очередь позволило увеличить дальность полета , помимо необходимого увеличения полезной нагрузки

На проектируемый самолет устанавливаются двигатели ТРДД АИ-222-28 с максимальной взлетной тягой 2x2800 кгс ,что позволяет существенно увеличить дальность и продолжительность полета.

Выдержка из текста работы

3 Компоновка проектируемого самолета

Самолет представляет собой свободно несущий моноплан с низкорасположенным крылом, стреловидным оперением классической схемы. Два двигателя расположенных на пилонах под крылом имеют удобный доступ для осмотра и обслуживания. Топливо размещается в кессон-баках. Шасси выполнено по трехопорной схеме с носовым колесом, главные ноги убираются в ниши крыла к центру, передняя нога шасси – в нишу передней части фюзеляжа вперед по полету.

Основными элементами планера являются фюзеляж, крыло, горизонтальное и вертикальное оперение.

Фюзеляж представляет собой полумонокок круглого сечения. Передняя и средняя части фюзеляжа представляют собой единую герметическую кабину, в которой размещается экипаж, пассажиры, багажные помещения (под полом пассажирской кабины) и оборудование, которое по характеру работы должно находиться в герметических отсеках. В передней части фюзеляжа расположена ниша передней стойки шасси, которая закрывается створками.

Хвостовая часть фюзеляжа – негерметичная. В ней размещены грузовое помещение, отсек гидравлического оборудования и отсек вспомогательной силовой установки (ВСУ). Крепление хвостовой части фюзеляжа осуществляется по всему периметру стыковочного шпангоута болтами. К силовым шпангоутам хвостовой части фюзеляжа крепятся лонжероны киля и стабилизатора.

По конструкции фюзеляж представляет собой набор продольных (стрингеры) и поперечных (шпангоуты) силовых элементов, непосредственно скрепленных с помощью заклепочных соединений с обшивкой. В зоне расположения смотровых окон проходит силовая оконная панель, на которой закреплены стекла. Панель конструктивно связана с обшивкой и шпангоутами. В герметической части фюзеляжа имеются восемь дверей: две входные, две служебные и четыре аварийные.

В конструкции самолета применены обычные конструктивные: дюралюминиевые сплавы, легированные стали, титан, для получения минимальной массы конструкции широко применены штампованные и прессованные элемента, клепание панели крыла и оперения, а также композиционные материалы.

Обшивка и детали каркаса анодированы, анодная пленка внешней поверхности является противокоррозийной защитой. Внешняя поверхность самолета окрашивается эмалью С-58. Внутренняя поверхность обшивки и элементы каркаса в нижней части фюзеляжа покрыты антикоррозийными эмалями, а в местах, особо подвергающихся действию коррозии, дополнительно покрыты герметиком. В разрабатываемом самолете с целью увеличения полезной нагрузки была уменьшена масса фюзеляжа и была произведена перекомпановка прототипа. Трап. усиленный каркас и s-образный канал в задней части фюзеляжа были убраны.Туалет, багажный отсек и буфет и гардероб были перенесены в освободившееся пространство, также было установлено дополнительно десять кресел (рисунок 3.1). Входная дверь расположена в левой части фюзеляжа

Заключение

В ходе работы был произведен проектировочный расчет фюзеляжа разрабатываемого среднего магистрального пассажирского самолета. По разработанным летно-техническим требованиям была подобранна аэродинамическая компоновка самолета отвечающая данным требованиям, и исходя из нагрузок на части фюзеляжа со стороны прикрепленных к нему элементов подобранны конструктивно – силовые элементы каркаса и обшивки фюзеляжа и компоновка последнего.

5.3.4 Определение суммарного напряжения в обшивке фюзеляжа от изгибающего момента и избыточного давления

Самым нагруженным участком фюзеляжа является сечение с максимальным значением изгибающего момента. Для этого сечения проводится определение суммарного напряжения:

(5.15)

Здесь изгибающий момент в сечении.

(5.16)

От избыточного давления обшивка герметичных отсеков в зависимости от их кривизны нагружается растягивающими или сжимающими распределенными усилиями . В поперечном сечении фюзеляжа в обшивке от действия этих сил возникает напряжение 2

(5.17)

В случае цилиндрического отсека со сферическим днищем нагружение днища с избыточным давлением вызовет в обшивке продольные напряжения 1

, (5.18)

где эквивалентная толщина обшивки.

Для комфортабельного полета давление в кабине должно поддерживаться близким к атмосферному при полете у земли. Поэтому принимается график зависимости изменения давления в герметичных отсеках от высоты полета по участку А – С – D по рис. 8.2 /6/ до высоты Н = 6 км, с постоянным перепадом давления Па, начиная с высоты Н = 5 км. От Н = 0 до Н = 5 км давление в кабине поддерживается равным атмосферному у земли.

Список литературы

1 Конструкция самолетов. Г. И. Житомирский, М.: 1991

2 Проектирование самолетов. С. М. Егер М.: 1985

3 Техническое описание самолета Як-40.

4 Руководство по летно эксплуатации самолета Як-40.

5 Конструкция и прочность самолетов В.Н.Зайцев, В.Л.Рудаков, Киев: 1978

6 Лавров Б. А. Расчет прочности фюзеляжа: учеб. пособие. – Куйбышев: КуАИ, 1982

7 В. И. Анурьев Справочник конструктора – машиностроителя Т – 1, М.:1978

Примечания

Есть расчетная часть