Определение нагрузок на элементы конструкции.

КОНСОЛЬ КРЫЛА АДМИНИСТРАТИВНОГО САМОЛЕТА

ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

ВЫПОЛНИЛ ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ 101 АКИМЕНКО А.А

СЕНТЯБРЬ 2013.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЗАДАНИЕ

Аналог конструкции разрабатываемого агрегата.

Рис.1 Геометрия агрегата. К-1-1-в-Н.

Определение нагрузок на элементы конструкции.

Рис.2 Эпюры в абсолютных величинах

Рис.3 Обозначения сечения.

Рис. 4.Зоны действия и .

Рис. 5. Суммарные силы реакции лонжеронов по сечениям.

Проектирование конструкции с широким применением композиционных материалов (КМ).

Определение геометрических параметров панели в каждом из сечений.

Рис. 6. Конструкционно-силовая схема консоли крыла.

Рис.7.Б-Б (полузащемленное опирание.)

Рис.8. Передний лонжерон (вид А).

Рис. 9. Сечение 6-6.

Разработка стыкового узла соединения по переднему лонжерону.

Список используемой литературы.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

ЗАДАНИЕ на разработку конструкции консоли (отъемной части) крыла в соответствии с номером – шифром: К -1 -1 - в – Н, где: К – 1 – самолет административный, вторая 1 – вариант величин нагрузок в сечении А – А, в – КСС двухлонжеронная, Н – низкоплан. [ 1 ], стр.8.

 

 

Форма несимметричного профиля несущей поверхности по таблице 1 Приложения 1. Профиль № 2312.(в % от хорды)

		2,5
		3,11	5,86	6,89	7,54	8,00	7,77	7,14	5,02
		2,16	3,52	3,82	3,94	4,00	3,84	3,45	2,31

Аналог конструкции разрабатываемого агрегата.

Общие сведения.

Самолет Pilatus РС-12 представляет собой уникальную попытку соединения одного мощного турбовинтового двигателя с большим и вместительным планером совершенной конструкции. О создании этого самолета было объявлено на выставке Национальной ассоциации служебной авиации (NBAA) в 1989 г. Первый полет опытного экземпляра Р.01 состоялся 31 мая 1991г.; второго самолета - в середине 1992г. C самого начала самолет планировался для дальних перелетов на высокой скорости. Компания Pilatus утверждает, что его скорость на 185 км/час больше, чем у самолета Cessna Caravan, а дальность полета больше, чем у модели Beech King Air (обе эти модели являются потенциальными соперниками швейцарского самолета).

Самолет PC-12F - многофункциональная грузовая модель, в связи с чем была выбрана Т-образная конфигурация хвостового оперения. Фюзеляж снабжен большим открывающимся вверх грузовым люком. Объем кабины составляет 9,34 куб.м. В модели РС-12Р может быть установлено до девяти пассажирских кресел. Самолет для перевозки особо важных персон, вмещающий шесть человек, может иметь планировку комби - для четырех пассажиров и 5,94 куб.м груза. Разрабатывалась военная модель для перевозки десанта и парашютистов. Кабина пилота оборудована системой пилотажных приборов с электронно-лучевой индикацией (EFIS) фирмы Bendix-King с необязательным метеорадиолокатором; вмещает двух человек, но планируется получение сертификата для полетов с одним пилотом. Потенциальный спрос оценивается более чем в 800 самолетов РС-12 (к началу 1993г. было сделано 30 заказов).

ЛТХ:

 

Модификация	PC-12
Размах крыла, м	13.78
Длина самолета,м	13.96
Высота самолета,м	4.14
Площадь крыла,м2	26.00
Масса, кг
пустого снаряженного самолета
максимальная взлетная
Тип двигателя	1 ТВД Pratt Whitney РТ6А-67В
Мощность, л.с.	1 х 1780
Максимальная скорость, км/ч
Крейсерская скорость, км/ч
Практическая дальность, км
Практический потолок, м
Экипаж, чел	1-2
Полезная нагрузка:	9 пассажиров или 1150 кг груза

Рис.1 Геометрия агрегата. К-1-1-в-Н. С указанием размеров. 1-1….6-6 – номера сечений, проходящие через узлы навески элерона и закрылка.

Определение нагрузок на элементы конструкции.

Расчет внешних нагрузок, действующих на крыло, построение эпюр ,Q и M_изг.

В полете на крыло действуют распределенные аэродинамические силы, приложенные непосредственно к обшивке в виде сил разряжения и давления, массовые силы конструкции крыла, распределенные по всему объему крыла, и сосредоточенные массовые силы от агрегатов(элерон, закрылок), приложенные в узлах навески.

 

 

 

Рис.2 Эпюры в абсолютных величинах

Располагаем передний лонжерон на расстоянии 20% от хорды b, задний на 70% b. Центр давлений располагаем на 25% b. Рассмотрим 7 сечений, в которых находятся узлы/рельсы навески элерона/закрылка соответственно.

Рис.3 Обозначения сечения.

ОБОЗНАЧЕНИЯ.

b - хорда, мм. Х₁ –координата оси переднего лонжерона от носка профиля, мм. Х₂ – координата центра давления (Ц.Д.)- точки приложения равнодействующей силы ƩQ = Q₂, от носка профиля, мм. Х₃ – координата центра жёсткости (Ц.Ж.) от оси переднего лонжерона, мм. Х₄ –координата оси заднего лонжерона от носка профиля, мм. Х₅ - расстояние между лонжеронами, мм. Х₆ – расстояние от оси переднего лонжерона до координаты Ц.Д.,мм. Х₇ - координата оси узла/рельса навески элерона/закрылка, мм. Q₁ – нагрузка на консоль без учёта нагрузки на узел/рельс навески, даН. Q₂ – нагрузка на крыло с учётом нагрузки на узел/рельс навески, даН. Q₃ = Q₂ – Q₁ – нагрузка на узел/рельс навески, даН. Н_{пер.л-на} – строительная высота переднего лонжерона, мм. Н_{задн. л-на} – строительная высота заднего лонжерона, мм. – реактивная сила (реакция), действующая вдоль стенки переднего лонжерона от воздействия силы Q, даН. – реактивная сила (реакция), действующая вдоль стенки переднего лонжерона от воздействия крутящего момента М_крут., даН. – реактивная сила (реакция), действующая вдоль стенки заднего лонжерона от воздействия силы Q, даН. – реактивная сила (реакция), действующая вдоль стенки заднего лонжерона от воздействия крутящего момента М_крут., даН. F- площадь, ограниченная теоретическим контуром и осями переднего и заднего лонжеронами, мм².

-высота середины контура.