Расчет геометрических характеристики компоновка крыла

Геометрические характеристики крыла определяют, исходя из взлетной массы m₀ и удельной нагрузки на крыло P₀ Вначале находят площадь крыла:

самолет управление аэродинамический компоновка

 

Размах крыла вычисляют по формуле:

 

 

Корневая хорда

 

,

 

а концевая хорда

 

Бортовая хорда для трапециевидного крыла определяется из выражения:

 

,

 

где D_ф принимают по предшествующим расчетам.

При выборе силовой схемы крыла определяют количество лонжеронов и их положение, а также места членения крыла.

На современных самолетах применяется кессонное двух- или трех - лонжеронное крыло; лонжеронное крыло присуще легким спортивным, санитарным и другим самолетам.

Относительное положение лонжеронов в крыле по хорде равно

где X_i - расстояние , i-го лонжерона от носка крыла, b - хорда.

В крыле с двумя лонжеронами X_i = 0, 2; X_i = 0, 6.

Это определяет ширину кессона и емкость топливных баков.

Величину САХ находим геометрически:

b_сах = 4, 6 м

После определения геометрических характеристик крыла переходят к оценке геометрии элеронов и механизации крыла.

Геометрические параметры элерона определяют в последовательности:

размах элерона l_эл = (0, 3…0, 4) l/2 = 6.5 м;

- хорда элерона: b _Эл = (0, 22…0, 2б) b = 0, 25 b_i;

площадь элерона S_эл = (0, 05…0, 08) S _кр /2 = 4, 65 м².

Увеличение l_эл и b _Эл больше рекомендованных значений не рационально. При увеличении l _эл выше указанных значений рост коэффициента момента элерона замедляется, а размах механизации уменьшается. При увеличении b _Эл уменьшается ширина кессона.

Компоновка фюзеляжа

При выборе формы и размеров поперечного сечения фюзеляжа необходимо исходить из требований аэродинамики (обтекаемость и площадь поперечного сечения).

Применительно к дозвуковым пассажирским и транспортным самолетам (V < 800 км/ч) волновое сопротивление почти не сказывается. Поэтому форму следует выбирать из условия обеспечения наименьших значений соответственно сопротивления трения С_yf и профильного сопротивления С_хр. На трансзвуковых и сверхзвуковых полетах на величину волнового сопротивления С_хЬ оказывает влияние форма носовой части фюзеляжа. Применение ожевальной формы носовой части фюзеляжа значительно снижает его волновое сопротивление.

Для околозвуковых самолетов носовая часть фюзеляжа должна составлять

l _нч = (2…3) D _ф,

где D _ф - диаметр фюзеляжа.

Кроме учета требований аэродинамики при выборе формы сечения следует учитывать условия компоновки и требований прочности.

Для обеспечения минимального веса наиболее целесообразной формой поперечного сечения фюзеляжа следует признать круглое сечение. В этом случае толщину обшивки фюзеляжа получают наименьшей. Как разновидность такого сечения можно использовать сочетание двух или нескольких окружностей как по вертикали, так и по горизонтали.

Для транспортных самолетов при выборе формы поперечного сечения фюзеляжа вопросы аэродинамики не становятся первостепенными и форму сечения можно выполнять прямоугольной или близкой к ней.

Определение геометрических и конструктивно-силовых параметров фюзеляжа.

К геометрическим параметрам фюзеляжа относятся:

диаметр фюзеляжа D _ф; длина фюзеляжа L_ф; удлинение фюзеляжа ; удлинение носовой части фюзеляжа ; удлинение хвостовой части фюзеляжа , где l _нч и l _хч - соответственно длина носовой и хвостовой частей фюзеляжа. Длину фюзеляжа определяют с учетом схемы самолета, особенностей компоновки и центровки, а также из условия обеспечения посадочного угла атаки α _пос.

Определим следующие параметры фюзеляжа:

 

;

;

 

На этапе эскизного проектирования, в процессе предварительных изысканий для определения длины фюзеляжа можно рекомендовать соотношения для самолетов:

со стреловидным крылом L _ф / l _ф =0.95…1.25

При определении диаметра фюзеляжа стремятся обеспечить минимальное миделево сечение S_мс с одной стороны и обеспечение компоновочных требований с другой.

Для пассажирских и транспортных самолетов мидель фюзеляжа прежде всего, обусловлен габаритами пассажирского салона или грузовой кабины.

Одним из основных параметров, определяющим мидель пассажирского самолета является высота пассажирского салона.

Следует учитывать, что нахождение потребной ширины пассажирского салона еще не позволяет найти оптимальные размеры поперечного сечения фюзеляжа. С конструктивной точки зрения рационально иметь круглое поперечное сечение фюзеляжа, так как в этом случае он будет наиболее прочным и легким.

Однако для размещения пассажиров и грузов такая форма не всегда может оказаться оптимальной. Часто оказывается рациональнее сформировать поперечное сечение фюзеляжа в виде овала или пересечения двух окружностей. Необходимо помнить, что овальная форма неудобна в производстве, а верхняя и нижняя панели при избыточном давлении будут работать на изгиб и потребуют введения скуловых балок и других усилений в конструкции.

Шаг нормальных шпангоутов в конструкциях фюзеляжей находится в пределах 360…600 мм, зависит от размеров фюзеляжа и класса компоновки пассажирских салонов

Компоновка пассажирского и бытового оборудования фюзеляжа Размеры пассажирской кабины самолета определяется числом пассажиров при стандартном размещении кресел.

По уровню комфорта пассажирские самолеты разделают на три класса: первый класс, туристический и экономический. Наибольший комфорт для пассажиров предоставляется в первом классе, наименьший в экономическом.

Для определения диаметра фюзеляжа надо по прототипам выбрать

количество кресел в одном ряду и определить потребную ширину пассажирской кабины. Длина пассажирской кабины при выполнении ее одним салоном переделяется:

 

 

где n - количество пассажиров; t - шаг кресел

Длинные кабины выглядят неуютно и тогда их разделяет на отдельные салоны. Длину каждого салона определяют так же, как и кабины. В случае компоновки кабины с разными пассажирскими классами (например первого и туристского) обязательно надо разделять их жесткой перегородкой на салоны.

 1 класса

 первый салон туристического класса

 второй салон туристического класса

Итого общая длина пассажирского салона не учитывая буфеты, туалеты, гардеробы равна 19, 5 м.

После определения длины кабины нужно проверить выполнение требований по объему, приходящемуся на одного пассажира

класс ν _каб=V_каб/n = 27, 5/10 = 2.75 м³ на одного пассажира - условие выполняется туристический класс ν _каб= 1, 6 м³ - норма.

Чем больше дальность полета, тем больше должен быть удельный объем.Если требования по ν _каб не выполняются, размеры кабины надо увеличить.

При компоновке пассажирской кабина следует заботиться о создании должного комфорта и безопасности пассажиров.

Нормами летной годности предусмотрено, что при полетах с Н = 3500 м кабина должна быть герметичной, избыточное давление в кабина не менее 567 мм рт. ст. (2400 м), скорость изменения давления в кабине не более 0, 18 мм рт. ст./с, подача свежего воздуха не менее 24 кг/ч на пассажира, температура в кабине 18…22° и влажность 30…60 Высота пассажирской кабины в зоне проходов должна быть не менее 1900…2000 мм. Пассажирскую кабину делают с одним уровнем пола и не допускают в ней наличия выступов и впадин, а у входной двери не должно быть порога.

Кабина экипажа

Кабина экипажа должна занимать возможно меньший объем, но в то же время обеспечивать нормальные условия для работы и отдыха летному экипажу. Наиболее строгие требования предъявляют к рабочим местам пилотов. Кроме удобства они должны обеспечивать еще хороший обзор. Размер служебной кабины зависит от состава экипажа. На межконтинентальных и дальних магистральных линиях экипаж состоит из 3…5 человек, на средних и ближних магистральных линиях 3…4, на местных линиях 2…3 человек.

В состав экипажа входят: командир корабля (первый пилот), второй пилот, бортинженер (бортмеханик), штурман, бортрадист. В зависимости от маршрута полета состав экипажа может изменяться. Например, на трассах, оборудованных радиомаяками и системой наблюдения за воздушным движением, штурман и бортрадист могут не назначаться.

Пилоты размещаются в креслах рядом, бортинженер чаще всего расположен позади кресла второго пилота, чтобы между ним и командиром корабля была зрительная связь. К рабочим местам остальных членов летного экипажа требований не предъявляется.

Кабина летного экипажа отделяется от других помещений жесткой перегородкой с запирающейся дверью.

Бортпроводники размещаются вне кабины летного экипажа и должны иметь отдельные сидения (иногда откидывающиеся) с привязными ремнями.) Число бортпроводников определяется числом пассажиров и классом пассажирской кабины: 2 бортпроводника на 30…40 пассажиров 1-го класса; I бортпроводник на 50…70 пассажиров туристского и экономического классов. На межконтинентальных и дальних магистральных самолетах большой пассажировмещаемости имеется повар, в этом случае число бортпроводников может быть уменьшено.

Кабину экипажа проектируем подобно прототипу.

Багажные помещения

Багажные помещения, как правило, размещают в герметической части фюзеляжа под полом кабины или в нижнем этаже. При диаметрах фюзеляжа D _ф< 2800 мм разместить багажники под полом трудно и тогда их располагают на одном уровне с полом кабины. Чаще багажники устраивают спереди и сзади пассажирской кабины с той целью, чтобы путем регулирования загрузки можно было сохранить в заданных пределах центровку самолета, особенно при неполном числе пассажиров. Иногда на многоместных и широкофюзеляжных самолетах размеры багажных помещений делают увеличенными, чтобы при неполном числе пассажиров иметь возможность загрузить самолет до полной коммерческой нагрузки за счет почты и грузов.

Для загрузки и выгрузки багажа и грузов наружные двери багажника должны иметь размеры, не менее указанных.

Следует предусматривать люк для доступа в багажник из самолета.

Для повышения экономичности перевозок необходимо максимально использовать объемы хвостовой части фюзеляжа и хвостового кока, размещая в них багажники, самолетное оборудование и др. На грузовых самолетах большой грузоподъемности для удобства погрузки люк выполняет в виде опускающегося вниз трапа, по которому колесная техника может заезжать своим ходом, а тяжелые грузы затягивают имеющимися на борту лебедками и кранами.

Кухни и буфеты

Для обеспечения питания пассажиров на межконтинентальных и дальних магистральных линиях в зависимости от количества пассажиров предусматривают 1…2 кухни. Международные нормы предусматривают, что если на самолете сделана смешанная компоновка, то обязательно делают две кухни. При продолжительности полета менее 3-х часов в настоящее время питание пассажирам не выдается, в этом случае предусматриваются буфеты для воды и чая. На самолётах с временем полета менее одного часа буфеты и туалеты могут не делаться. Кухни и буфеты должны размещаться обязательно у двери, желательно между кабиной экипажа и пассажирской, или иметь отдельную грузовую дверь. На широкофюзеляжных самолетах кухня размещается под полом, а раздаточные тележки с пищей поднимаются в кабину лифтом. Иногда их делают 2-этажными: внизу кухня, вверху буфет.

Буфеты и кухни нельзя размещать вблизи туалетных помещений или совмещать с гардеробами. Общий объем кухни V_к=(0.1…0, 12) - n_пасс, и ее площадь

 

где h_к = 2 м - высота кухни. S_к = 6.25 м²

Количество пищи на одного пассажира: завтрак, обед и ужин - по 800 грамм; чай и вода - по 400 грамм.

Если питание организуется один раз, то выдается набор №1 массой 620 грамм. Питание пассажирам выдается через каждые 3, 5…4 часа полёта.

Буфет проектируем подобно прототипу.

Гардеробы

Гардеробы для верхней одежды пассажиров располагают вблизи основных дверей для входа и выхода пассажиров. Гардероб для одежды экипажа желательно делать отдельным. Выполняют гардеробы 2-х типов. Сравнительно узкие с таким расчетом, чтобы в нем могли висеть на плечиках, подвешенных на неподвижных трубах пальто не более чем в 2 ряда. Ширина одного ряда занимает 500…600 мм, шаг плечиков 70…80 мм. Площадь такого гардероба S_{гард =} (0, 035…0, 040) • n _пасс, мм² S_гард = 4.4 м²

Гардеробы целесообразно располагать по возможности рядом с пассажирской кабиной и отделять от нее шторкой или съемной перегородкой с тем, чтобы в летнее время, когда гардеробы не используются, устанавливать на их месте дополнительные сидения. Головные уборы, портфели и небольшие сумки хранятся на полках, расположенных по борту вдоль пассажирской кабины. Высота полок от пола кабины 1700… 1800 мм.

Туалетные помещения

Количество туалетных помещений определяется количеством пассажиров и продолжительностью полета: при t > 4 часов один туалет на 40 пассажиров, при t = 2…4 часов на 50 пассажиров и I < 2 часов на 60 пассажиров.

При времени полета менее 1 часа и количестве пассажиров до 15 туалетов не делают. При большом числе туалетов для увеличения пропускной способности уборную отделяет от умывальника. Площадь одного туалета S_гард = 1, 5… 1, 6 м² при ширине не менее одного метра.

Нормами предусмотрено иметь запас воды и химжидкости в туалетах на одного человека: при t > 4 часов q = 2, 0 кг, t = 2…4 часа q = 1, 0 кг, t < 2 часов q = 0, 7 кг. Общий запас воды и химжидкости:

 

m_ж= q • n_пасс, кг.

 

Туалет проектируем подобно прототипу.

⇐ Предыдущая123

Поделиться: