Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Введение в специальность». Корольков В.И., Пентюхов В.И

Типовая компоновка кабины экипажа пассажирского самолета приведена на рис.2.3.

Размеры и компоновка пассажирских кабин зависит от количества пассажиров и класса пассажирского оборудования.

В настоящее время применяется три класса, отличающихся друг от друга комфортом и условиями обслуживания.

В первом, высшем классе обеспечивается наибольшее расстояние между рядами сидений, удельный объем кабины на одного пассажира до 1,8м³, возможность отдыха в креслах в полулежащем положении.

Второй, или туристский класс характеризуется более плотным размещением пассажиров, удельным объемом, равным 1,5м³, отклонением спинки сидения до 36º.

Третий, экономический класс имеет еще более плотное размещение пассажиров с удельным объемом 0,9-1,2м³ отклонением спинки сидений до 25º.

Пассажирские сидения выполняются в виде блоков из двух или трех сидений. Размеры кресел зависят от класса пассажирской кабины. Основные размеры кресел приведены в таблице.

Пассажирские кабины по длине фюзеляжа обычно делятся на несколько салонов, разделяемых перегородками.

При компоновке пассажирских салонов следует избегать размещения пассажиров в плоскости вращения винтов и в зоне расположения двигателей. Эти объемы в фюзеляже используются для размещения кухонь, гардеробов или багажных помещений.

На больших самолетах для обслуживания пассажиров в состав экипажа включаются бортпроводники: на 30-50 пассажиров – один бортпроводник. Каждый бортпроводник обеспечивается откидным сидением в служебном помещении за кабиной экипажа или радом с входными дверями.

Таблица

Основные размеры пассажирских кресел

Пассажирские кабины по длине фюзеляжа обычно делятся на несколько салонов, разделяемых перегородками.

При компоновке пассажирских салонов следует избегать размещения пассажиров в плоскости вращения винтов и в зоне расположения двигателей. Эти объемы в фюзеляже используются для размещения кухонь, гардеробов или багажных помещений.

На больших самолетах для обслуживания пассажиров в состав экипажа включаются бортпроводники: на 30-50 пассажиров – один бортпроводник. Каждый бортпроводник обеспечивается откидным сидением в служебном помещении за кабиной экипажа или радом с входными дверями.

Багаж пассажиров располагается под полом пассажирских кабин или в специальных багажных отсеках в хвостовой части фюзеляжа из расчета 0,25м³ на одного пассажира.

При полетах в зимнее время необходимо предусмотреть гардеробы. Площадь под гардеробы составляет 0,035-0,05м² на одного пассажира. Рекомендуется гардеробы размещать вблизи входных дверей.

На самолетах с большой длительностью полета пассажиры обеспечиваются бесплатным питанием. Для размещения продуктов питания и соответствующего оборудования на самолете предусматривается буфет-кухня с объемом 0,1-0,2м³ на одного пассажира.

Количество туалетных помещений зависит от количества пассажиров и продолжительности полета. При продолжительности полета от 2 до 4 часов рекомендуется один туалет на 40 пассажиров. Площадь пола туалетных помещений должна быть не менее 1,5-1,6м^2. Туалетные помещения следует располагать в носовой и хвостовой частях фюзеляжа, вблизи входных дверей.

Оборудование самолетов принято объединять в блоки, комплексы и размещать в специальных технических отсеках. Сами технические отсеки располагаются в местах, к которым тяготеет определенная часть оборудования.

В качестве одного из вариантов можно привести следующую компоновку блоков оборудования.

В носовой части фюзеляжа перед герметической кабиной располагаются агрегаты радиолокационной станции (РЛС), аппаратура и антенны захода на посадку.

Подполом герметической кабины располагается гидравлическое оборудование и оборудование для систем управления самолетом.

В фюзеляже непосредственно за кабиной размещается кислородное, радиотехническое, электрооборудование и противопожарное оборудование;

в центроплане – оборудование, обслуживающее топливную систему, средства механизации, шасси; в хвостовой части фюзеляжа – оборудование для элементов управления самолетом и радиотехнические блоки.

Порядок выполнения работы

1. По техническим описаниям, плакатам, схемам и фотографиям изучить аэродинамическую схему, расположение частей самолета, внутреннюю компоновку.

2. Выполнить в журнале лабораторных работ чертеж самолета в трех проекциях.

3. Используя боковую и плановую проекции, выполнить упрощенную компоновку самолета. Для этого на проекциях самолета нанести расположение двигателя, топливных баков, фигуры летчика и членов экипажа, командные посты управления, пассажирские салоны, гардеробы, кухни, туалеты, багажные отсеки и важнейшее оборудование.

• Проставить позиции основных агрегатов, отсеков, салонов, блоков оборудования и привести спецификацию.

• Дать техническое описание. В описании указать назначение самолета, его основных частей, определить аэродинамическую схему, отметить основные достоинства и недостатки схемы, обосновать внутреннюю компоновку.

• Оформить отчет и представить преподавателю.

Вопросы для самопроверки

1. Что определяет аэродинамическую схему самолета, какие схемы наиболее типичны для современных самолетов?

2. Перечислите основные части самолета и укажите их основное назначение.

3. Что называется компоновкой самолета? Приведите типы компоновок, а также примеры компоновок военных и гражданских самолетов.

4. Какие классы пассажирского оборудования существуют, чем они отличаются?

5. Каковы основные рекомендации по размещению пассажирских помещений, кабин экипажа и основных отсеков оборудования?

3. Лабораторная работа №3 геометрические параметры и конструктивно-силовые схемы крыльев

Цель работы: изучение основных внешних форм крыла (оперения), его геометрических параметров и конструктивно-силовых схем.

Приборы и оборудование: препарированные образцы конструкций крыльев (оперений), металлическая линейка, штангенциркуль, ЭКВМ.

Назначения и формы крыльев в плане

Крыло самолета предназначено для создания подъемной силы и обеспечение поперечной устойчивости и управляемости. Кроме того, крыло несет на себе органы управления, средства механизации; часто шасси, двигатели, вооружение. Внутренние объемы крыла используются для расположения различного оборудования, топлива.

Форма крыла в плане оказывает существенное влияние на аэродинамические, весовые и конструктивно-технологические характеристики всего самолета.

На современных самолетах применяются главным образом прямоугольные, трапециевидные, стреловидные и треугольные крылья (рис. 3.1) .

Прямоугольное крыло (рис. 3.1, а) является наиболее простым по форме и конструкции, и удобным при изготовлении. Применяется на самолетах-бипланах и подкосных монопланах.

Срыв потока на больших углах атаки на прямоугольных крыльях возникает в средней части и поэтому такие крылья обладают высокой эффективностью элеронов.

Вместе с тем прямоугольное крыло худшими аэродинамическими характеристиками, имеет больший вес конструкции и не позволяет эффективно использовать внутренние объемы.

Прямые трапециевидные крылья (рис.4.1,б) имеют малый угол стреловидности (от 5⁰ до 15⁰), определяемый обычно по условиям обзора летчику, меньший вес конструкции, меньшее индивидуальное сопротивление; позволяют более полно использовать внутренние объемы.

К недостаткам таких крыльев следует отнести уменьшение эффективности элеронов на больших углах атаки, вследствие срыва потока, возникающего на концах крыла.

На околозвуковых и сверхзвуковых самолетах нашли применения стреловидные крылья (рис 3.1, в).

Особенности обтекания такого крыла позволяют значительно уменьшить лобовое сопротивление на больших скоростях полета.

Однако стреловидное крыло имеет меньшую подъемную силу, большой вес конструкции, сложнее в производстве.

Треугольные крылья (рис.3.1, г) обладают высокими аэродинамическими характеристиками на сверхзвуковых скоростях полета, меньшим весом конструкции, более эффективным использованием внутренних объемов.

Форма крыла в плане характеризуется следующими параметрами:

• площадью крыла S называют проекцию поверхности крыла на горизонтальную плоскость, включая подфюзеляжную часть;

• размахом крыла L называют расстояние по горизонтали между внешними концами крыла;

• относительным удлинением крыла λ называют отношение квадрата размаха крыла к его площади

• λ=L² \S

• для современных крыльев λ=2...9;

• Сужение крыла η называют отношение корневой хорды к концевой

• η=b_o \b_{k .}

• Оптимальное η для крыльев η=2…3,5.

• Углом стреловидности χ называют угол между линией, проходящей через ¼ хорды и перпендикуляром к плоскости симметрии самолета. Иногда угол стреловидности определяется по передней кромке. На стреловидных и треугольных крыльях χ=30⁰-70⁰.

Форма профиля

• Поперечное сечение крыла вертикальной плоскостью называется профилем.

• Геометрия профиля в значительной степени определяет аэродинамические характеристики крыла. Профиль крыла определяется следующими параметрами:

• Хорда профиля b (рис.4.1,д) – линия, соединяющая наиболее удаленные точки профиля.

• Линия, проведенная через середины ординат, называется средней линией профиля.

• Кривизна средней линии относительно хорды определяет кривизну профиля.

• Относительной кривизной f называют наибольшее расстояние между хордой и средней линией, отнесенной к хорде b:

• f = (f _max \b)*100%

• Относительной толщиной профиля называют отношение максимальной толщины c _max к хорде b:

• C= (c _max \ b)*100%

• Положение максимальной толщины и максимальной кривизны профиля определяются от носика хорды, и выражается в процентах хорды:

• X_c= (x_c\b)*100%

• X_f= (x_f\b)*100%

Для современных крыльев применяются тонкие профили с< 6%, средние с=6%-12% и толстые с>12%.

Из большого многообразия профилей наиболее часто применяются следующие виды профилей (рис. 3.1).

.

Рис. 3.1. Форма крыльев

Двояковыпуклый несимметричный профиль (f=0) (рис.3.1 д) применяется на крыльях дозвуковых самолетов, обладает малым профильным сопротивлением и сравнительно высоким значением С_у.

Двояковыпуклый симметричный профиль (рис 3.1 е) (f=0) применяется для крыльев околозвуковых самолетов , а также для горизонтального и вертикального оперений. Обладает минимальным лобовым сопротивлением и высоким значением С_у.

Линзообразный, ромбовидный, клиновидный профили (рис. 4.1. ж, з, и) применяются для крыльев сверхзвуковых самолетов. Имеют малое волновое сопротивление благодаря острой передней кромке и малой толщине.

Плосковыпуклый профиль (рис 3.1 к) обладает средними аэродинамическими характеристиками и прост в конструктивно- технологическом отношении.

S- образный профиль (рис 3.1 л) сохраняет положение центра давления на различных углах атаки.

Форма крыла (вид спереди).

Форма крыла при виде спереди характеризуется поперечным V крыла и определяется углом Ψ (3.1 м), т.е. углом между плоскостью хорд и горизонтальной плоскостью, перпендикулярной плоскости самолета.

Угол Ψ может быть как положительным, так и отрицательным, и изменяться в пределах -7<= Ψ<=+7.

Поперечное V крыла выбирается из необходимого соотношения между степенью поперечной и степенью путевой устойчивости.

Положительные углы Ψ увеличивают поперечную устойчивость, отрицательные уменьшают.

Конструктивно- силовые схемы крыльев

Крылья современных самолетов представляют собой тонкостенную балку, состоящую из обшивки и каркаса.

В свою очередь, каркас образуется из продольных элементов- лонжеронов, стенок, стрингеров и поперечного набора - нервюр.

Местная воздушная нагрузка крыла в виде сил давления и разряжения действуют на обшивку, отрывая или прижимая ее к каркасу.