Самолет (стр. 3 )

Хвостовое оперение. Вертикальное оперение состоит из киля, закрепленного к узлам шп. № 55 и 60, и руля направления, на четырех узлах киля. Горизон­тальное оперение состоит из двух консолей стабилизатора и двух секций руля высоты.

Киль и каждая половина стабилизатора конструктивно вы­полнены аналогично: каждая из них собирается из двух лонжеро­нов, стрингеров, нервюр и обшивки.

Лонжероны киля на нижних концах имеют стальные узлы для крепления киля к узлам фюзеляжа, а на верхних — узлы для установки качалки управления стабилизатором спереди и шарнир­ного крепления его сзади. Лонжероны стабилизатора имеют узлы только на внутренних торцах.

Гондолы двигателей. Для крепления двигателей под крыло служат две гондолы, расположенные под углом 0° к оси симметрии самолета. Каждая гондола состоит из трех частей: передней (воздухоза­борника), средней силовой  и задней  съемной  (стекателя).

Основные стойки двухколёсные, убираются внутрь в фюзеляж. Колёса типа КТ-84 с размерностью 1230Ч260 мм. Передняя стойка убирается назад по полёту, в нишу в передней части фюзеляжа. Колёса К-283 размерностью 570Ч140 мм. Ширина колеи основных стоек шасси — 6 м. На тормозных колёсах основных стоек установлена антиюзовая автоматика. Разворот колёс передней стойки осуществляется посредством педалей у лётчиков. В рулёжном режиме угол разворота составляет ± 55є, во взлётно-посадочном режиме угол разворота ± 8є30ґ. При буксировке самолёта колёса ставятся в режим самоориентирования.

4 Разработка и расчет на прочность основных элементов фюзеляжа

Исходные массовые данные составных частей летательного аппарата принимаются исходя из расчета этих частей согласно методике определения их массовых характеристик и согласно анализу массового баланса самолета.

Исходные массовые данные элементов летательного аппарата:

взлетный вес                        – 41200 кг;

крыло                                        – 5170 кг;

фюзеляж                                – 4100 кг;

оборудование                        –8000 кг;

оперение                                – 1060 кг;

шасси передняя стойка                – 360 кг;

шасси основная стойка                – 1500 кг;

топливо                                – 7600кг;

силовая установка        – 2900 кг.

4.1 Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов для фюзеляжа

Для упрощения построения эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов распределенные массовые нагрузки от массы конструкции фюзеляжа целесообразно представить в виде сосредоточенных сил. Для этого разбиваем фюзеляж на отсеки.

Тогда массовая сила i – го отсека приближенно равна:

(4.1)

где Мф – масса конструкции фюзеляжа;

Sф – площадь боковой проекции фюзеляжа;

Si – площадь боковой проекции i-го отсека.

Разбиваем фюзеляж на 11 отсеков и проводим вычисления по формуле (4.1).

Рисунок 4 - Схема деления фюзеляжа на отсеки для расчетов

Определяем погонные нагрузки на участках фюзеляжа:

(4.2)

где Hi – высота сечения рассматриваемого участка.

Определяем погонные нагрузки на участках фюзеляжа:

Результаты вычислений заносим  в таблицу4.1.        

Таблица 4.1 – Массовые силы отсеков фюзеляжа

Ni	Si, м2	,Н
1	5,014	18628
2	9,2	34181
3	9,61	35704
4	9,61	35704
5	9,63	35779
6	9,62	35742
7	9,6	35667
8	8,9	33066
9	7	26007
10	3,84	14267

Определяем значения сосредоточенных сил действующих на фюзеляж со стороны остальных элементов конструкции самолета.

Со стороны крыла через лонжероны на фюзеляж действуют две сосредоточенные силы (см. рисунок4.1).

Определяем силу, действующую на фюзеляж со стороны крыла:

Находим силы реакции лонжеронов крыла, решив уравнения моментов:

Проверка:

Сосредоточенные силы фюзеляжа от сил реакции лонжеронов крыла равны им по величине и противоположны по направлению.

2. Со стороны горизонтального оперения через лонжероны на фюзеляж действуют две сосредоточенные силы (см. рисунок4.2).

Рисунок 4.2 – Реакции, действующие на фюзеляж со стороны горизонтального оперения

Определяем силу, действующую на фюзеляж со стороны горизонтального оперения:

Определяем силы реакции лонжеронов, решив уравнения моментов:

Проверка:

Сосредоточенные силы фюзеляжа от сил реакции лонжеронов горизонтального оперения равны им по величине и противоположны по направлению.

При построении эпюр перерезывающих сил Qpy и изгибающих моментов Mpz фюзеляж можно рассматривать как балку, опирающуюся на лонжероны крыла и нагруженную сосредоточенными массовыми силами, нагрузками со стороны горизонтального оперения и реакциями крыла.

Расчет и построение эпюр изгибающих моментов и перерезывающих сил выполняем на ЭВМ по средствам программ Компас3D и Excel.

Результаты расчетов для построения эпюр от погонных нагрузок на участках фюзеляжа сводятся в таблицу 4.2.

Т а б л и ц а 4.2 – Результаты расчетов для построения эпюр

Ni	Hi, м	,Н
1	2,5	9288
2	2,9	10774
3	2,9	10774
4	2,9	10774
5	2,9	10774
6	2,9	10774
7	2,8	10403
8	2,4	8917
9	1,7	6316
10	1,3	4830

Результаты расчетов перерезывающих сил Qpy и изгибающих моментов Mpz сводятся в таблицу 4.3.

Т а б л и ц а 4.3

Ni
1	18628	-47560
2	56337	-187285
3	97331	-481790
4	196698	-1622756
5	393395	-4543716
6	404811	-5687598
7	786890	-11685314
8	-915306	-15157470
9	-773930	-13203241
10	-406832	-7384000
11	-201679	-4326011
12	-100839	-2495776
13	-45705	-1282016
14	-34917	-1011202
15	43014	1331700
16	-19059	-597490