PROJEKTOWANIE I BUDOWA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "PROJEKTOWANIE I BUDOWA"

Szymon Zakrzewski
6 lat temu
Przeglądów:

1 ObcąŜena kadłuba PROJEKTOWANIE I BUDOWA OBIEKTÓW LATAJĄCYCH I ObcąŜena kadłuba W. BłaŜewcz Budowa samolotów, obcąŝena W. Stafej Oblczena stosowane przy projektowanu szybowców St. Danleck Konstruowane samolotów, wyznaczane ocąŝeń R. Cymerkewcz Budowa Samolotów T. C. Corke Desgn of Arcraft Źródła obcąŝeń kadłuba reakcje nnych częśc samolotu mocowanych do kadłuba, przede wszystkm usterzena podwoza oraz reakcje mas skuponych, ładunku urządzeń, obcąŝena aerodynamczne pochodzące od rozkładu cśnena dzałającego na kadłub, stotne jest to dla samolotów latających z bardzo duŝą prędkoścą M > 0.5 lub kadłubów nośnych, własna masa kadłuba w polu przyspeszeń, róŝnca cśneń wewnątrz kabny na zewnątrz - dotyczy to kabn uszczelnonych - z tzw. hermetyzacją, zabudowane w kadłube jednostk napędowe nne nstalacje słowe (np. zaczep do holowana szybowców). Rodzaje obcąŝeń kadłuba (modele obcąŝeń) zgnane ponowe zgnane pozome skręcane

Jak przyjmujemy model obcąŝeń? belka podparta na dwóch podporach (okucach głównych) zgnane ponowe Zgnane ponowe Ponowe sły masowe wywoływane obecnoścą mas A, B.

Współczynnk obcąŝena wywołuje przyśpeszene lnowe: a n = n g Przyśpeszene to jest stałe wzdłuŝ długośc kadłuba Zgnane ponowe Dzałane sły zewnętrznej (na kółku przednm) Zgnane ponowe ObcąŜene

2 Jak przyjmujemy model obcąŝeń? belka podparta na dwóch podporach (okucach głównych) zgnane ponowe Zgnane ponowe Ponowe sły masowe wywoływane obecnoścą mas A, B...N zaleŝą od przyśpeszena lnowego dzałającego na te masy. Szybowec w loce naraŝony jest na dzałane współczynnka obcąŝena n = w loce ustalonym pozomym lub n w loce neustalonym. Współczynnk obcąŝena wywołuje przyśpeszene lnowe: a n = n g Przyśpeszene to jest stałe wzdłuŝ długośc kadłuba Zgnane ponowe Dzałane sły zewnętrznej (na kółku przednm) Zgnane ponowe ObcąŜene zewnętrzne dzała względem środka cęŝkośc wywołuje przyspeszene lnowe kątowe przyspeszene lnowe jest stałe wzdłuŝ kadłuba równe: a p = P/m przyspeszene kątowe jest równe: ε y = M / J y = P r / J y przyspeszene kątowe wywołuje przyspeszene lnowe zmenne lnowo względem środka cęŝkośc: a ε = ε y (x SC -x )

3 Zgnane ponowe Schemat belk kadłuba podpartej w okucach skrzydło/kadłub a = a + a + ε n p y ( x x ) sc P Sła masowa: m = m a Układ przyśpeszeń wzdłuŝ długośc kadłuba Reakcje wyznaczamy z warunku równowag belk: równane momentu: = n = równane sł: Składowe obcąŝena P x+ R p x Rp+ R t x Rt = 0 = n = P + R p + R t Składowe obcąŝena sła (poprzeczna) tnąca = = j = T j P moment gnący gdze: = j = M j = M M = T x

Składowe obcąŝena Dzałane obcąŝena bocznego M poz = P poz r Schematyczny przebeg momentu gnącego sły poprzecznej Zgnane pozome Przyśpeszene lnowe w kerunku pozomym: Ppoz abp = m jest stałe wzdłuŝ

4 Składowe obcąŝena Dzałane obcąŝena bocznego M poz = P poz r Schematyczny przebeg momentu gnącego sły poprzecznej Zgnane pozome Przyśpeszene lnowe w kerunku pozomym: Ppoz abp = m jest stałe wzdłuŝ długośc kadłuba. Moment M poz jest źródłem przyśpeszena kątowego: M ε z = I poz z gdze I z jest momentem bezwładnośc szybowca względem os ponowej. Zgnane pozome Wynkowe przyśpeszene lnowe dzałające na masę (analogczne jak w przypadku zgnana ponowego) wynos: a b = a + ε bp z ( x x ) Sła masowa pozoma wynos: P mb = a b m sc

5 Skręcane kadłuba od sły bocznej Skręcane kadłuba od nesymetr opływu na usterzenu pozomym M s = ( PH PH2) a H M s = P poz h Przypadek oblczenowy Aby zwymarować poszczególne fragmenty konstrukcj kadłuba, naleŝy przeanalzować moŝlwe stany obcąŝeń w loce na zem. Analza tak duŝej lczby przypadków jest bardzo czasochłonna. Pracę tę ułatwa wykonane wykresów sł tnących momentów gnących dla wybranych prostych przypadków obcąŝeń jednostkowych. ObcąŜena wzdłuŝ os x na ogół ne wymarują zasadnczej struktury, mogą natomast wymarować węzły, którym sły te są wprowadzone na strukturę kadłuba. ObcąŜena dzałające wzdłuŝ dwóch pozostałych os moŝna rozdzelć na proste przypadk. Przypadek oblczenowy ZałoŜymy, Ŝe w płaszczyźne (na przykład x-z) kadłub jest obcąŝony następującym zespołam sł jednostkowych": pochodzącym od masy kadłuba poddanego przyspeszenu odpowadającemu współczynnkow obcąŝeń n = l, pochodzącym od mas kadłuba poddanego przyspeszenom odpowadającym załoŝonemu przyspeszenu kątowemu ε 0 wokół środka masy, czyl poddanych dzałanu współczynnków obcąŝeń = ε 0 ε n x g (na ogół przyspeszene kątowe wygodnej jest wymarować pośredno przez określene P ZH0, czyl sły jednostkowej wywołującej przyspeszene kątowe, lecz przyłoŝonej na usterzenu) aerodynamczną P ZH dzałającą na usterzenu pozomym.

6 Przypadek oblczenowy W kaŝdym przypadku belka kadłuba jest w równowadze pod dzałanem sł obcąŝających reakcj na okucach skrzydłowych. Dla podanych przypadków obcąŝeń sporządza sę wykresy sł tnących momentów gnących, korzystając z tych wykresów moŝna dla dowolnego przekroju A-A wyznaczyć welkośc sły tnącej momentu gnącego z zaleŝnośc: Przypadek oblczenowy Dla podanego rozkładu masy w kadłube samolotu oraz zadanego połoŝena okuć skrzydła zbudować wykresy sł tnących momentów gnących dla następujących obcąŝeń jednostkowych: n j = l, P Zεj, P ZHj.. Dodatkowo przyjąć: J y = 6223 kg m 2 Przypadek oblczenowy Oblczena zestawamy w tabel: Przypadek oblczenowy Oblczena reakcj na okucach: Lp. Zespół m [kg] x [m] m x P [N] 2 m x m ε (x -x sc ) Podwoze przedne Sterowna Kadłub - część przedna Załoga - fotele Slnk Kadłub - część tylna Usterzene ponowe Usterzene pozome Środek cęŝkośc wyznaczamy z zaleŝnośc: X n = SC = n = m x m = 4.28 m ze wzorów:

7 Przypadek oblczenowy Sły tnące: Przypadek oblczenowy Moment gnący: Przypadek oblczenowy - P ZHε Reakcje na okucach Przypadek oblczenowy: obcąŝena dla n= Sły obcąŝające: P m ( x xsc ) = ε Uwaga: Sła P ZHε ne jest słą obcąŝającą, a jedyne reprezentantem przyspeszena katowego

8 Przypadek oblczenowy - P ZHε Oblczena reakcj na okucach: Przypadek oblczenowy - P ZHε Składowe obcąŝeń: Przypadek oblczenowy - P ZH Reakcje na okucach Przypadek oblczenowy - P ZH Składowe obcąŝeń: Reakcje:

9 Przypadek oblczenowy ObcąŜena kadłuba - uwag końcowe Sumaryczne obcąŝene: gdze: Q A-A M A-A - sła tnąca moment gnący dla załoŝonego przypadku obcąŝeń w przekroju A-A, Q Anj, Q Aεj, Q AHj - rzędne wykresu sły tnącej dla odpowednch przypadków obcąŝeń jednostkowych w przekroju A-A, ObcąŜena wzdłuŝ os x wymarują, jedyne węzły wprowadzające te sły na strukturę kadłuba. Są na przykład węzły okuca łoŝa slnka na kadłube. TakŜe oblczena węzłów podwoza mocowanego do kadłuba wymagają osobnej analzy, do której nezbędna jest znajomość schematu wytrzymałoścowego struktury kadłuba. M Anj, M Aεj, M AHj - rzędne wykresu momentów gnących jak poprzedno, n, P ZHε, P ZH - welkość obcąŝeń dla badanego przypadku obcąŝeń. ObcąŜena kadłuba - uwag końcowe Współczesne samoloty są uŝytkowane na duŝych wysokoścach, zmusza to do konecznośc zwększana cśnena wewnątrz kadłuba. Powstająca róŝnca cśneń, prowadz do pojawana sę obcąŝeń, stąd kadłub traktowany jest jako uszczelnony zbornk z obcąŝenem wynkającym z róŝncy cśneń. W raze zbyt szybkch zman cśnena, ale takch, Ŝe cśnene wewnątrz jest mnejsze nŝ na zewnątrz - zbyt gwałtowna zmana - spadek wysokośc prowadz do zmany kerunku obcąŝena, te newelke obcąŝena od ujemnej róŝncy cśneń ścskają konstrukcję uszczelnoną, są bardzo nebezpeczne - dochodz do ścskana cenkoścennych powłok. Analzę rozkładu napręŝeń dodatkowo komplkuje stnene necągłośc konstrukcj - wykroje okenne, drzw - co zwększa napręŝena w obszarach takch necągłośc utrudna ch oblczane.

Podobne dokumenty

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego. RUCH OBROTOWY Można opsać ruch obrotowy ze stałym przyspeszenem ε poprzez analogę do ruchu postępowego jednostajne zmennego. Ruch postępowy a const. v v at s s v t at Ruch obrotowy const. t t t Dla ruchu