Департамент по авиации
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
Минский Государственный Высший Авиационный Колледж
Кафедра
ТЭВС и Д
Пояснительная записка Курсового проекта
На тему: “Конструкция и расчет на прочность узлов крепления отъемной части крыла самолета НЛ-737”
Выполнил:
студент группы М-208 Лях Н.А.
Проверил:
кандидат тех. наук, доцент Рипинский А.И.
Минск 2012
Оглавление
Введение 3
1.Требования НЛГС к узловым соединениям 4
1.1. Горизонтальные стабилизирующие и балансировочные поверхности 4
2. Компоновка, центровка, разработка силовой схемы самолета 10
2.1. Общая характеристика самолета 10
2.2 Расчет центровки 13
2.3. Конструктивно-силовые элементы фюзеляжа 15
2.4. Крыло 18
2.5. Хвостовое оперение 19
2.6. Силовая установка 20
2.7. Основные конструкционные материалы самолета 21
3. Конструкция и расчет узлов крепления ОЧК 24
3.1. Материалы, применяемые в конструкции 25
3.2. Нагрузки, действующие на крыло 25
3.3. Стык отъемной части крыла с центропланом 26
3.4. Расчет на прочность узлов крепления отъемной части крыла самолета 27
4. Сравнительная оценка спроектированного самолета 32
Вывод 34
Литература 36
Введение
Данный курсовой проект является своеобразным итогом по изучению дисциплины «Конструкция и прочность летательных аппаратов». В нем отражены все знания, которые были получены на лекциях, а так же при самостоятельном изучении.
Главная цель курсового проекта: систематизация теоретических и практических знаний по данной дисциплине в процессе самостоятельной работы и при помощи преподавателя. Курсовой проект является важным этапом в процессе подготовки будущих авиационных специалистов, т.к. содержит ту необходимую информацию, владея которой можно обеспечить безотказную и бесперебойную работу систем и агрегатов летательного аппарата и более безопасные и регулярные полеты.
В данном курсовом проекте рассмотрена актуальная проблема разработки и проектирования узлов крепления отъемной части крыла самолета НЛ -737, их конструкции, материалов, из которых они изготавливаются. Также приведено обоснование технических требований к самолету, требования авиационных правил, конструктивно-силовая схема самолета.
Немаловажным надо назвать и тот факт, что в данном курсовом проекте были применены знания, полученные на других дисциплинах, таких как «Детали машин», «Динамика полета», «Материаловедение», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Сопротивление материалов», «Инженерная графика». Это позволяет попрактиковаться и применить полученные по данным дисциплинам знания к конкретному воздушному судну.
1.Требования нлгс к узловым соединениям
1.1. Горизонтальные стабилизирующие и балансировочные поверхности
23.331. Условия симметричного полета
(а) При определении нагрузок на крыло и поступательных инерционных нагрузок, соответствующих всем условиям симметричного полета, следует учитывать соответствующие уравновешивающие нагрузки на горизонтальное оперение точным расчетом или расчетом в запас.
(b) Добавочные нагрузки на горизонтальное оперение при выполнении маневров и при полете в неспокойном воздухе должны уравновешиваться инерционными силами от угловых ускорений самолета точным расчетом или расчетом в запас.
(А) Должны быть рассмотрены критические величины тяги в диапазоне от 0 до максимальной продолжительной тяги. 23.349. Случаи крена
Крыло и расчалки крыла должны быть рассчитаны на следующие условия нагружения:
(а) Несимметричные нагрузки на крыло в зависимости от категории самолета. Если ниже следующие значения не приводят к нереальным нагрузкам, то угловые ускорения крена могут быть получены путем изменения условий симметричного полета следующим образом:
(1) Для самолета акробатической категории в позициях 1 и 15 предполагается, что 100 % аэродинамической нагрузки на полуразмах крыла действуют с одной стороны плоскости симметрии и 60 % этой нагрузки действуют с другой стороны.
(2)
Для самолетов нормальной и многоцелевой
категории и самолетов переходной
категории в позиции 1 предполагается,
что 100 % аэродинамической нагрузки на
полуразмах крыла действуют с одной
стороны плоскости симметрии и 70 % этой
нагрузки действуют с другой стороны.
Для самолетов расчетным весом более
454 кг (1000 фунтов) это последнее процентное
отношение можно увеличить линейно по
мере увеличения веса, имея 75 % при весе
5670 кг (12500 фунтов), до максимального
полного полетного веса самолета.
23.421. Балансировочные нагрузки
(а) Балансировочная нагрузка на горизонтальные поверхности – это нагрузка,
необходимая для сохранения равновесия в любых заданных условиях полета при нулевом ускорении тангажа.
(b) Горизонтальные балансировочные поверхности должны быть рассчитаны на
балансировочные нагрузки, имеющие место в любой точке на огибающей эксплуатационных маневров и при соблюдении условий, указанных в 23.345 для закрылков.
23.423. Маневренные нагрузки
Каждая горизонтальная поверхность и поддерживающая ее конструкция, а также основное крыло при схеме самолета с тандемным расположением крыльев или типа “утка”, если поверхность имеет управление по тангажу, возникающие при следующих условиях:
(a) Резкое отклонение рычага управления по тангажу на скорости Vа :
(1) Максимальное отклонение назад.
(2) Максимальное отклонение вперед.
Эти отклонения ограничиваются упорами управления или усилиями пилота в зависимости от того, что является расчетным.
(b) [Зарезервирован]
(A)
Случаи, указанные в настоящем пункте,
включают в себя нагрузки, соответствующие
тем, которые могут иметь место при
“контролируемом маневре”. Величина и
время отклонения рычага управления по
тангажу выбираются такими образом,
чтобы не превышалась максимальная
(минимальная)
эксплуатационная маневренная перегрузка.
23.425. Нагрузки от порывов
(a) Каждая горизонтальная поверхность должна быть рассчитана на нагрузки возникающие:
(1) От порывов со скоростями, указанными в 23.333(c) и действующими при убранных закрылках.
(2) От восходящих и нисходящих порывов с индикаторной скоростью 7,6 м/с при скорости VF в соответствии с условиями, указанными в 23.345(а)(2)
(b) [Зарезервирован]
(c) При определении полной нагрузки на горизонтальные поверхности для случаев, указанных в пункте (а), вначале надо определить исходные балансировочные нагрузки на поверхности для установившегося полета без ускорении с соответствующими расчетными скоростями VF, Vc, VD. Дополнительная нагрузка на поверхность, возникающая от порывов, должна добавляться к исходной балансировочной нагрузке на поверхности для получения полной нагрузки на поверхность.
23.427. Несимметричные нагрузки
(а) Горизонтальные поверхности, крыло, элементы конструкции, к которым они крепятся, и хвостовая часть фюзеляжа должны быть рассчитаны на несимметричные нагрузки, возникающие при скольжении и от воздействия спутной струи от винтов, в сочетании с нагрузками, предписанными для условий полета.
(b) При отсутствии более точных данных для самолетов обычных схем (в смысле расположения двигателей, крыла, оперения и формы фюзеляжа) можно считать, что:
(1) 100 % максимальной нагрузки случая симметричного полета действие на поверхность управления по одну сторону плоскости симметрии.
(2) По другую сторону плоскости должны прикладываться [100 – 10 (nэ max(a) - 1)] процентов нагрузки, но эта величина не должна быть более 80 % и менее 50 %.
Здесь nэ max(a) – заданная максимальная эксплуатационная маневренная перегрузка.
с)
[Зарезервирован]
(А) Необходимо рассмотреть совместное нагружение горизонтального и однокилевого вертикального оперения для всех случаев, предусмотренных в 23.421, 23.423(А), 23.425 для изолированного симметричного нагружения горизонтального оперения и для случаев изолированного нагружения вертикального оперения, предусмотренных в 23.441 и 23.443.
23.625. Коэффициенты безопасности для стыковых узлов
Нижеследующие условия относятся ко всем стыковым узлам (детали или концевые устройства, соединяющие один элемент конструкции с другим):
(а) Для всех стыковых узлов, прочность которых не доказана испытаниями на предельные эксплуатационные и разрушающие нагрузки с воспроизведением действительных напряжений в стыковом узле и окружающих конструкциях, коэффициент безопасности для стыковых узлов, равный не менее 1,15, следует брать для всех деталей:
- стыкового узла;
- крепления;
-
опор соединяемых элементов.
(b) Коэффициент безопасности для стыковых узлов не требуется применять для соединений, спроектированных на основе данных всесторонних испытаний (например, сплошные равномерные соединения металлической обшивки, сварные соединения и соединения деревянных частей в замок).
(с) Для всех стыковых узлов, выполненных заодно с деталью, стыковым узлом считается часть всего узла до того места, где его сечение становится типичным для данного элемента конструкции.