3. Эскизное проектирование самолета.

   1. Определение взлётной массы самолёта первого приближения:

Использую уравнение существования самолета. Определяем взлетную массу самолета первого приближения :

.

Для этого некоторые составляющие полной массы находят в абсолютном виде:

– масса коммерческой (боевой) нагрузки. Задается ТЗ ;

– масса экипажа. Принимаем равной (масса 1 летчика).

Другие составляющие подсчитывают в относительном виде:

– относительная масса конструкции;

– относительная масса топлива;

– относительная масса силовой установки;

– относительная масса оборудования и управления.

– определяем по статистике из табл. 6.1 [1,стр.130].

, принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем ;

В результате расчёта в первом приближении видно, что расхождение с заданной массой по техническому заданию очень значительно (43410кг>>18830кг). Поэтому требуется расчёт взлётной массы во 2-м приближении.

2. Определение взлётной массы самолёта второго приближения:

Взлетная масса второго приближения определяется так же по уравнению существования самолета.

,

Уточнение взлетной массы происходит за счет относительных величин ( ; ; ):

1. Относительная масса конструкции планера :

,

где – относительная масса крыла (расчет см. ниже);

– относительная масса фюзеляжа (расчет см. ниже);

– относительная масса оперения (расчет см. ниже);

– относительная масса шасси (расчет см. ниже).

Относительная масса крыла для сверхзвуковых маневренных самолетов:

,

где – температурный коэффициент. Принимаем по статистики, для данного класса самолетов, равным ;

– коэффициент, учитывающий разгрузку. Принимаем по статистики ;

– расчетная перегрузка. Для самолетов данного класса принимается, равной ;

– удлинение крыла. Согласно п.2.1. принимаем ;

– площадь крыла. Принимаем согласно самолету прототипа ;

– относительная толщина профиля. Согласно п.2.1. принимаем ;

– нагрузка на крыло. Принимаем даН/м², согласно расчетам в п.2.2.

.

Относительная масса фюзеляжа для сверхзвуковых маневренных самолетов:

,

где – удлинение фюзеляжа. Согласно п.2.2. принимаем ;

;

– эквивалентный диаметр фюзеляжа. Согласно расчетам в п.2.2, принимаем ;

– расчетное число Маха полета. ;

– коэффициент, учитывающий размещение шасси относительно фюзеляжа, .

.

Относительная масса оперения для сверхзвуковых маневренных самолетов:

_,

где – коэффициент, учитывающий материал оперения. Принимаем равным , как для оперения из алюминиевых сплавов;

даН/м², где ;

и – масса 1 м² горизонтального оперения (ГО) и вертикального оперения (ВО);

Для цельноповоротного ГО вычисляется, как:

, где – расчетный скоростной напор:

даН/м²,

где кг/м³–плотность воздуха на расчетной высоте м;

м/с – расчетная скорость.

Для неподвижного ВО с рулем направления вычисляется, как:

и – относительная площадь ГО и ВО соответственно:

, где м² – площадь ГО, принимаем согласно п.2.2.;

, где м² – площадь ВО, принимаем согласно п.2.2.;

Относительная масса шасси _{для всех типов самолетов, кроме палубных при кг:}

_,

где – относительная масса главных опор шасси (без обтекателей для шасси в убранном положении и без колес):

,

где ;

– расчетная масса самолета при посадке:

кг,

где – наибольшая возможная дальность беспосадочного полета, км.

– коэффициент, учитывающий схему главной стойки шасси. Принимаем , что соответствует рычажной схеме с выносом амортизационного цилиндра;

– масса силовых элементов главных опор шасси:

_,

где – габаритная высота стойки главной опоры шасси: м, по п.2.2;

– доля взлетной массы, приходящаяся на носовую опору шасси (на стоянке). Обычно принимают, равной ;

кг;

– масса конструктивных элементов:

,

где – коэффициент, учитывающий число главных стоек шасси. Принимаем равной [1, стр.143];

кг;

– масса осей главных опор шасси:

,

где – чисто всех колес главных стоек шасси, принимаем ;

– ширина колеса (шины). Принимаем по схеме самолета прототипа и по каталогу колес м [1 стр.581]. КТ 53/3  840х300; нагрузка 38 110 кН; давление в шине 0,52 МПа; вес колеса 84 кг; работа шины 6,8 кДж.

кг;

– относительная масса носовой опоры шасси (без колес):

,

где – коэффициент, учитывающий число главных стоек шасси, принимаем расчетную формулу для 2х стоек:

,

где кг см. выше;

см. выше;

кг см. выше;

– масса силовых элементов носовой опоры шасси:

,

где – эксплуатационная нагрузка на носовую стойку шасси при торможении:

т;

– высота носовой стойки, м;

кг;

– масса конструктивных элементов носовой стойки:

кг;

– масса колес. Принимаем по каталогу колес [1 стр.581], получаем равной: кг;

По проведению всех дополнительных расчетов, получаем: