Определение параметров проектируемого самолета. Определение основных параметров самолёта выполняют в следующей последовательности.
Исходные данные для проектирования: Коммерческая нагрузка ; Крейсерская скорость ; Высота полета ; Дальность полета ; Коэффициент перегрузки ; Взлетная дистанция . 1) Определяем удельную массу топлива из формулы: , где - расчётная дальность полёта, Мкрейс – крейсерское число М, , где – скорость звука на высоте 8000 м, – крейсерское аэродинамическое качество самолёта, ; – средняя за полёт величина удельного расхода топлива двигателями, , получаем . 2) Определяем удельную нагрузку на крыло из условий посадки самолета: , где - берётся по статистики для эффективной механизации крыла при , . 3) Определяем удельную нагрузку на крыло из условия обеспечения заданной крейсерской скорости полёта: , где - коэффициент подъёмной силы при крейсерской скорости полёта, - скоростной напор. 4) Производим выбор величины удельной нагрузки на крыло: . 5) Определяем тяговооруженность самолета из условия набора высоты при одном отказавшем двигателе: , где ; ; . 6) Определяем тяговооруженность самолета из условия обеспечения горизонтального полета: , где – коэффициент, учитывающий степень дросселирования двигателя, – коэффициент, учитывающий разность плотности воздуха на земле и на высоте 3800 м, – коэффициент, учитывающий влияния тяги двигателей от скорости полета, . 7) Определяем тяговооруженность самолета из условия обеспечения заданной длины разбега при взлёте: , . Выбор тяговооруженности самолета: . 8) Определяем взлетную массу самолета в первом приближении: , где - относительная масса конструкции, - относительная масса силовой установки, - относительная масса оборудования, - относительная масса топлива.
Зная выбранные величины удельной нагрузки на крыло и тяговооруженности, получим основные параметры самолета: площадь крыла, взлетную тягу двигателей.
После этого выбираем удлинение, стреловидность, сужения, длину горизонтального и вертикального оперения, площади горизонтального и вертикального оперения, длину фюзеляжа. 9) Определяем площадь крыла: . 10) Определяем взлетную тягу двигателей: . Количество двигателей: . 11) Определяем размах крыла: Выбираем удлинение крыла по статистике, отсюда определяем размах крыла: Выбираем сужение крыла: , где - сужение крыла.
Определяем среднегеометрическую хорду крыла: . Определяем корневую хорду крыла: . Определяем концевую хорду крыла: . Определяем среднюю аэродинамическую хорду крыла: 12) Определяем длину фюзеляжа: =6…9 = 6 – удлинение фюзеляжа Определяем диаметр фюзеляжа: , Определяем длину носовой и хвостовой частей фюзеляжа: Среднюю длину фюзеляжа принимаем: , , , , где н.ч = 1,2…2,0 – удлинение носовой части фюзеляжа, хв.ч. = 2…3 – удлинение хвостовой части фюзеляжа. 13) Определяем площадь оперения: , , , где = 0,15…0,3 - относительная площадь горизонтального оперения; = 0,08…0,2 - относительная площадь вертикального оперения.
Определяем размах оперения: , , где = 2,0…4,5 – удлинение горизонтального оперения; = 0,8…1,2 – удлинение вертикального оперения.
Выбираем сужение горизонтального оперения: , , где - сужение горизонтального и вертикального оперений.
Определяем среднегеометрическую хорду оперения: , . Определяем корневую хорду оперения: , . Определяем концевую хорду оперения: , . 14) Определяем базу шасси: . Определяем вынос передней опоры шасси: . Определяем вынос главной опоры шасси: . Определяем колею шасси: , где H - высота от центра масс до нулевой точки земли.
Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов. При построении эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов крыло рассматривается как балка на двух опорах.
Опорами являются стыковочные шпангоуты фюзеляжа. Балки нагружены распределенной нагрузкой qΣ, которую определяем по формуле: Результаты расчетов приведены в таблице 1.2 Интегрируя численным методом (методом трапеций) эпюру qΣ получаем эпюру перерезывающих сил Qп и изгибающих моментов Мх: ; , где ; , где Δzi – расстояние между двумя соседними сечениями.
Результаты расчетов приведены в таблице 1.3 Таблица 1.2 Расчет Qп и Мх № 0 0 0 1,900 2,390•104 2,390•103 2,151•104 21260 181475 170845 819902,5 1 1 0,111 1,856 2,334•104 2,334•103 2,101•104 20760 160215 149835 649057,5 2 2 0,222 1,811 2,279•104 2,279•103 2,051•104 20255 139455 129327,5 499222,5 3 3 0,333 1,767 2,223•104 2,223•103 2,000•104 19750 119200 109325 369895 4 4 0,444 1,722 2,167•104 2,167•103 1,950•104 19250 99450 89825 260570 5 5 0,556 1,678 2,111•104 2,111•103 1,900•104 18745 80200 70827,5 170745 6 6 0,667 1,673 2,055•104 2,055•103 1,849•104 17990 61455 52460 99917,5 7 7 0,788 1,589 1,999•104 1,999•103 1,799•104 17740 43465 34595 47457,5 8 8 0,889 1,544 1,943•104 1,943•103 1,749•104 17235 25725 12862,5 12862,5 9 9 1 1,500 1,887•104 1,887•103 1,698•104 - 0 - 0 Таблица 1.3 Расчет Мz № 0 0 0 1,900 0,760 0,380 0,950 9,538•103 9317,5 66071 1 1 0,111 1,856 0,742 0,371 0,928 9,097•103 8881,5 56753,5 2 2 0,222 1,811 0,724 0,362 0,906 8,666•103 8456 47872 3 3 0,333 1,767 0,707 0,353 0,883 8,246•103 8041 39416 4 4 0,444 1,722 0,689 0,344 0,861 7,836•103 7636,5 31375 5 5 0,556 1,678 0,671 0,336 0,839 7,437•103 7242,5 23738,5 6 6 0,667 1,673 0,653 0,327 0,817 7,048•103 6859 16496 7 7 0,788 1,589 0,636 0,318 0,794 6,670•103 6486 9637 8 8 0,889 1,544 0,618 0,309 0,772 6,302•103 3151 3151 9 9 1 1,500 0,600 0,300 0,750 5,945•103 - 0 1.3.