Лекция 1.(14.09.17).
Введение и общие положения.
Самолет и его агрегаты.
Самолет – это летательный аппарат (ЛА), тяжелее воздуха, подъёмная сила которого создаётся, как правило, неподвижным крылом при движении ЛА в воздухе. Необходимая сила тяги для движения создаётся силовой установкой.
Y=G – горизонтальный полёт
G –вес самолёта (сила F=ma, G=mg [Н])
МКГСС –техническая система единиц
G [кгс]=[кГ]
Х –сила лобового сопротивления
Р (R) –сила тяжести силовой установки
Агрегат – это часть конструкции самолёта, законченная в конструктивном и технологическом отношениях, имеющая своё функциональное назначение и, как правило, воспринимающая внешние нагрузки.
1 –отъёмная часть крыла (ОЧК);
2 –центроплан ;
3 –фюзеляж ;
4 –закрылки ;
5 –элерон ;
6 –предкрылок (отклоняемый носок);
7 –интерцептор ;
8 –фонарь ;
9 –двери ;
10 –двигатель (ТРД –турбо-реактивный двигатель);
11 –стабилизатор ;
12 –руль высоты;
13 –киль ;
14 –руль направления ;
15 –шасси.
Где 11 и 12 образуют горизонтальное оперение (ЦПГО), а 13 и 14 –вертикальное оперение (ЦПВО).
Аэродинамические схемы.
1). Нормальная (балансировочная) : когда есть ЦПГО и оно находится позади центра тяжести .
2). Утка: когда есть ЦПГО и оно находится впереди центра тяжести.
3). Бесхвостка: нет ЦПГО.
4). Триплан: есть крыло и ЦПГО и заднее и переднее.
Условия определяющие полёт самолёта.
- наличие подъёмной силы (Y);
- наличие силовой установки;
- равновесие сил и уравновешивание моментов;
- устойчивость самолёта;
- управляемость самолёта.
Подъёмная сила самолёта.
Принцип создания подъёмной силы (Y).
Уравнение Бернулли : pV= const .
Разность давлений по верхней и нижней поверхности контура создает подъёмную силу 
.
Чем больше кривизна контура, тем больше разность давлений и больше .
Теоретическая формула.
Формула Жуковского, 1906г.: 
,
где Г –циркуляция вектора скорости: 
, направление действия 
. Чем больше кривизна, тем больше 
. При этом f – величина кривизны профиля: 
= 
, Г > 0, Y > 0.
Кривизна создаётся отклонением закрылок, элеронов, руля высоты, интерцептором и т.д.
Кривизну создаёт угол атаки профиля α – угол между вектором скорости и хордой крыла.
Супер критический профиль.
Число маха – отношение скорости к скорости звука 
.
(критическое) –число маха, соответствующее 
, при которой возникают местные скачки уплотнения.
[кг/ 
] , 
, где 
[кг∙с/ ], 
;
;
.
Лекция 2.(21.09.17).
Экспериментальная формула подъёмной силы самолёта (Y).
, где 
–коэффициент подъёмной силы, S –площадь;
– скоростной напор [Н/ 
];
По формуле Жуковского: 
;
По экспериментальной формуле: 
.
, где S –площадь с учётом подфюзеляжной части, b –корневая хорда, l –размах крыла;
, где 
–сужение крыла;
, где λ – удлинение.
Для пассажирского самолёта λ= 
; для истребителя λ=4 
.
–угол стреловидности;
хорды;
;
-толщина профиля; 
–кривизна профиля; x –стреловидность;
–отношение давления у скоростному напору.
Выводим параметр: 
, где 
–коэффициент подъёмной силы.
;
;
-угол атаки (нулевой подъём силы);
–несущая способность профиля (линейный закон).
Полётная конфигурация ( 
).
;
Взлёт/посадка : 
;
В горизонтальном полёте:
, где 
-сила лобового сопротивления;
;
–коэффициент при 
; 
;
при махе 
;
.
Тяговооруженность.
–относительная тяга;
Для пассажирских самолётов : 
; 
;
Для истребителей: 
; 
.
Перегрузка.
Перегрузка – отношение суммы векторов силы тяги и полной аэродинамической силы к величине силы тяжести 
, 
–полная аэродинамическая сила.
В скоростной системе координат:
, где 
-тангенциальная перегрузка; 
–угол скольжения; 
, где 
–нормальная скоростная перегрузка;
–боковая перегрузка.
В связанной системе координат:
–продольная перегрузка;
–нормальная перегрузка;
–поперечная перегрузка.
В горизонтальном полёте:
;
( так как 
-очень мала);
.
Случай нагружения крыла:
Пассажирский самолёт: 
;
Спортивно-пилотный самолёт: 
;
Истребитель: 
.
Э – эксплуатационные нагрузки.
Устойчивость самолёта.
Устойчивость – способность самолёта самостоятельно возвращаться в исходное положение относительно вектора скорости при прекращении действия случайного возмущения.
W –порыв ветра
–приращение;
–аэродинамический фокус крыла ( 
)
;
.
Фокус –точка приложения приращения 
при возмущении. Если фоку находится позади ц.т., то приращение подъёмной силы вызывает момент на уменьшение приращения угла атаки.
, где 
–центровка(положение ц.т. самолёта от носка);
, где 
–фокус ;
, где 
(производная по ) –запас продольной статической устойчивости.
Если 
, то самолёт устойчив, а если 
–самолёт неустойчив.
Лекция 4.(05.10.17).
Содержание процесса проектирования конструкции.
Проектирование – процесс создания прототипа предполагаемого объекта от создания идеи до утилизации объекта. Делится на да этапа:
❶Проектирование конструкции –определение конструктивных параметров агрегата в целом и его элементов по условиям прочности, по критерию минимальной массы, при обеспечении требований технологичности, условий эксплуатации и стоимости.
Разделы, входящие в прочность:
- нормы прочности (1943г. ЦАГИ, 1956г. сборники, нормы лётной годности ЧЛГС-3, авиационные правила АП-23,25);
- статическая прочность –способность конструкции выдерживать статические нагрузки;
- динамическая прочность –восприятие ударных нагрузок и явление аэроупругости (флатер, дивергенция, реверс);
- усталостная прочность –сопротивление усталости:
1). появление усталостной трещины;
2). развитие трещины.
Учитываем критерий минимального веса конструкции.
❷Конструирование –силовая конструктивно-технологическая увязка элементов конструкции агрегата, выполнение общего сборочного чертежа агрегата или узла, или деталей, спецификация, расчет на прочность элементов конструкции с определением сводки запасов прочности.
Крыло моноблочной КСС.
– толщина обшивки;
–шаг между стрингерами;
;
.
;
;
; 
;
Q нагружает обшивку потоком 
и воспринимается стенкой лонжерона. 
воспринимается обшивкой и контурами лонжерона 
и 
: 
.
Таким образом, обшивка панели нагружается потоком касательных усилий 
и потоком от крутящего момента 
: 
.
Лекция 8.(02.11.17).
Обратная:
Алгоритм
1). Эскиз узла конструктивного элемента и определение нагрузки.
2). Определить деформации и условия прочности.
3). Записать формулу для расчета действующих напряжений, в которую входит конструктивный параметр.
4). Определить расчетное напряжено-разрушающее напряжение (усилие).
5). Записать условие прочности как уравнение: 
.
6). Решить прямую задачу прочности (определить запас прочности).
Лекция 1.(14.09.17).
Введение и общие положения.
Самолет и его агрегаты.
Самолет – это летательный аппарат (ЛА), тяжелее воздуха, подъёмная сила которого создаётся, как правило, неподвижным крылом при движении ЛА в воздухе. Необходимая сила тяги для движения создаётся силовой установкой.
Y=G – горизонтальный полёт
G –вес самолёта (сила F=ma, G=mg [Н])
МКГСС –техническая система единиц
G [кгс]=[кГ]
Х –сила лобового сопротивления
Р (R) –сила тяжести силовой установки
Агрегат – это часть конструкции самолёта, законченная в конструктивном и технологическом отношениях, имеющая своё функциональное назначение и, как правило, воспринимающая внешние нагрузки.
1 –отъёмная часть крыла (ОЧК);
2 –центроплан ;
3 –фюзеляж ;
4 –закрылки ;
5 –элерон ;
6 –предкрылок (отклоняемый носок);
7 –интерцептор ;
8 –фонарь ;
9 –двери ;
10 –двигатель (ТРД –турбо-реактивный двигатель);
11 –стабилизатор ;
12 –руль высоты;
13 –киль ;
14 –руль направления ;
15 –шасси.
Где 11 и 12 образуют горизонтальное оперение (ЦПГО), а 13 и 14 –вертикальное оперение (ЦПВО).
Аэродинамические схемы.
1). Нормальная (балансировочная) : когда есть ЦПГО и оно находится позади центра тяжести .
2). Утка: когда есть ЦПГО и оно находится впереди центра тяжести.
3). Бесхвостка: нет ЦПГО.
4). Триплан: есть крыло и ЦПГО и заднее и переднее.
Условия определяющие полёт самолёта.
- наличие подъёмной силы (Y);
- наличие силовой установки;
- равновесие сил и уравновешивание моментов;
- устойчивость самолёта;
- управляемость самолёта.
Подъёмная сила самолёта.
Принцип создания подъёмной силы (Y).
Уравнение Бернулли : pV= const .
Разность давлений по верхней и нижней поверхности контура создает подъёмную силу .
Чем больше кривизна контура, тем больше разность давлений и больше .
Теоретическая формула.
Формула Жуковского, 1906г.: ,
где Г –циркуляция вектора скорости: , направление действия . Чем больше кривизна, тем больше . При этом f – величина кривизны профиля: = , Г > 0, Y > 0.
Кривизна создаётся отклонением закрылок, элеронов, руля высоты, интерцептором и т.д.
Кривизну создаёт угол атаки профиля α – угол между вектором скорости и хордой крыла.
Супер критический профиль.
Число маха – отношение скорости к скорости звука .
(критическое) –число маха, соответствующее , при которой возникают местные скачки уплотнения.
[кг/ ] , , где [кг∙с/ ], ;
;
.
Лекция 2.(21.09.17).
Экспериментальная формула подъёмной силы самолёта (Y).
, где –коэффициент подъёмной силы, S –площадь;
– скоростной напор [Н/ ];
По формуле Жуковского: ;
По экспериментальной формуле: .
, где S –площадь с учётом подфюзеляжной части, b –корневая хорда, l –размах крыла;
, где –сужение крыла;
, где λ – удлинение.
Для пассажирского самолёта λ= ; для истребителя λ=4 .
–угол стреловидности;
хорды;
;
-толщина профиля; –кривизна профиля; x –стреловидность;
–отношение давления у скоростному напору.
Выводим параметр: , где –коэффициент подъёмной силы.
;
;
-угол атаки (нулевой подъём силы);
–несущая способность профиля (линейный закон).
Полётная конфигурация ( ).
;
Взлёт/посадка : ;
В горизонтальном полёте:
, где -сила лобового сопротивления;
;
–коэффициент при ; ;
при махе ;
.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 297.
