Материал: Выбор оптимальной по весу и прочности формы поперечного сечения отсека фюзеляжа

Таким же образом находим оценочные толщины для всех сечений в мм, без учета технологических ограничений

2.4 Сравнение форм по весу

Таблица 1.1 - Сравнительный весовой анализ различных форм сечений

Заключение

Фюзеляж самолета предназначен для размещения экипажа, оборудования и целевой нагрузки. В фюзеляже может размещаться топливо, шасси, двигатели.

Являясь строительной основой конструкции самолета, он объединяет в силовом отношении в единое целое все его части.

Основным требованием к фюзеляжу является выполнение им своего функционального назначения в соответствии с назначением самолета и условиями его использования при наименьшей массе конструкции фюзеляжа.

Излагается методика выбора оптимальной формы поперечного сечения отсека фюзеляжа, выполненного из композиционного материала, обеспечивающая минимум массы оболочки. Определяется полезный объем отсека в зависимости от коммерческой нагрузки, рассматриваются варианты поперечных сечений и, в зависимости от их восприятия внешних нагрузок, анализируется НДС конструкции из композиционных материалов, для нахождения максимальной зоны нагружения. Определяется необходимая толщина оболочки, используя условия равно прочности.

Весовая эффективность конструкции фюзеляжа находится в значительной зависимости от степени использования объемов, что влияет и на размеры фюзеляжа, следовательно, и на вес пассажирского самолета.

Фюзеляж круглой формы не может удовлетворить требований увеличения грузовой и пассажирской вместимости современных самолетов, так как неэффективно используется площадь с боков и снизу, что ведет к увеличению миделя и поверхности фюзеляжа.

Поэтому в данной работе рассматриваются конструкции фюзеляжа других форм поперечного сечения одинакового уровня комфорта (полезного объема), которые могут оказаться легче за счет большей плотности компоновки и меньших размеров.

При отличии сечения от формы правильного круга толщина оболочки фюзеляжа будет увеличиваться, так как панели этих форм подвергаются изгибу от избыточного давления.

Задача заключается в нахождении оптимальных параметров структуры оболочки при различной форме поперечного сечения. Основными условиями выбора формы фюзеляжа являются: объемная эффективность, нахождение потребного сечения с наименьшим периметром, влияние внутреннего давления в гермокабине и т.д.

Полезный объем конструкции отсека фюзеляжа:

При определении оптимальных конструкций принято, что оптимизация проводится при наложении ряда ограничений, при этом в качестве критерия учитывается минимум массы конструкции.

Размеры фюзеляжа пассажирского самолета определяются заданным числом пассажиров при стандартном размещении кресел и потребным объемом грузовых помещений. Условия, связанные с первым требованием, включают: ширину кресел и шаг их установки, ширину и высоту проходов, при заданной степени комфорта.

На размер самолета, его весовое и экономическое совершенство оказывает влияние не только плотность компоновки, но и объемная эффективность, представляющая собой отношение полезного объема к площади омываемой поверхности.

Из проведенного анализа видно, что вес каждой гладкой оболочки различных форм поперечного сечения с учетом силовых наборов, но без их конкретного распределения материала, зависит от толщины оболочки и от длины контура поперечного сечения. Из полученных результатов можно сделать вывод о том, что при одинаковом уровне комфорта овальное сечение выгоднее, даже при некотором увеличении толщины оболочки, за счет большей плотности компоновки и меньшей площади поверхности оболочки, что дает выигрыш в массе.

Список использованной литературы

1. Авдонин A.C., Фигуровский В.И. Расчет на прочность летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1985.

. Авиационные правила Часть 25. Нормы летной годности: самолетов транспортной категории: Межгосударственный авиационный комитет. Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова. 2014.-322с.

. Аралов Г.Д., Рябов В.А. Магистральные пассажирские самолеты. -М.: МАИ-ГосНИИГА, 1989.-42

. Арепьев: А.Н. Выбор проектных параметров и оценка летных характеристик пассажирских самолетов с турбовинтовыми двигателям: Учебное пособие.-М.: Изд-во МАИ, 2005 !-96с: ил.

. Арепьев А.Н. Концептуальное проектирование магистральных пассажирских самолетов. Учеб. Пособие.- М.: Изд-во МАИ 1996.

. Арепьев А.Н. Проектирование легких пассажирских самолетов. Учебник для вузов. Изд.во МАИ 2006.

. Арефьев В. Н. Весовой расчет фюзеляжа пассажирских самолетов. - «Труды ГосНИИ ГА», вып. 97. М„ 1974, с. 79-91

. Астахов М.Ф., Караваев A.B., Макаров СЛ., Суздальцев Я.Я. Справочная книга по расчету самолета на прочность. Оборонгиз, 1954.

. Бадягин A.A., Мухамедов Ф.А. Проектирование легких самолетов. М.: Машиностроение, 1978.208 с.

. Шейнин В. М., Козловский В. И. Проблемы проектирования пассажирских самолетов. М.: Изд-во Машиностроение 1972.

. Дудченко А.А., Оптимальное проектирование элементов авиационных конструкций из композиционных материалов: Учебное пособие. -М.: Изд-во МАИ, 2002. -84с: ил.