Projekt 10 Obciążenia kadłuba

Transkrypt

1 Wdzał echacz Eergetk Lotctwa oltechk Warszawske - Zakład amolotów Śmgłowców roekt 10 Obcążea kadłuba W oblczeach obcążeń zewętrzch kadłub samolotu traktue sę zazwcza ako belkę podpartą a okucach skrzdło-kadłub. Do źródeł obcążeń kadłuba ależ zalczć: reakce ch częśc samolotu mocowach do kadłuba, przede wszstkm usterzea podwoza oraz reakce mas skupoch, ładuku urządzeń, obcążea aerodamcze pochodzące od rozkładu cśea, masę własą kadłuba w polu przspeszeń, różcę cśeń wewątrz kab a zewątrz - dotcz to kab cśeowch, zabudowae a kadłube edostk apędowe e stalace słowe. Neszego proekt e obemue wzaczea wszstkch obcążeń, ogracza sę do uwzględea sł masowch oraz obcążeń od usterzea pozomego zespołu apędowego. Zespół apędow Wzaczee obcążeń od zespołu apędowego polega a zdefowau przpadków wmaruącch, czl maksmalch dla każdego rodzau obcążea. Obcążea te maą dla kostrukc zaczee lokale. Wpłwaą a obcążee zabudow slków (łoża slkowe, plo, tp.) przległe częśc kostrukc. Zasadczo a obcążea te składaą sę: a) cąg slka, b) momet obrotow, c) momet żroskopow pochodząc od wruącch częśc slka (śmgło, turb, sprężark, tp.), d) sł masowe. d. a) cąg slka (maksmalą wartość) otrzmuem bezpośredo z charakterstk zespołu apędowego w przpadku slków odrzutowch. Dla określea cągu slków tłokowch turbośmgłowch korzstam z zależośc: N F (10.1) - sprawość śmgła, N moc slka [W], V prędkość lotu [m/s] F cąg zespołu slk śmgło [N]. V Należ zwrócć uwagę, że maksmum cągu zespołu slk śmgło e mus pokrwać sę z maksmum moc samego slka. d. b) maksmal momet obrotow slka tłokowego lub turbośmgłowego est wększ od mometu średego oblczoego ze zae moc obrotów. Ta adwżka mometu wka z możlwch erówomerośc prac slka. Dla slków tłokowch zależ główe od lośc cldrów. Dla slków turboodrzutowch momet obrotow będze wkem maksmalch przspeszeń kątowch mas wruącch slka. Należ, zatem prząć do oblczeń współczk k rów stosukow mometu maksmalego O_max do mometu obrotowego średego O_śr właścw dla zabudowaego slka. Tomasz Grabowsk - aterał pomoccze: Kadłub obcążea struktura 1/6

2 Wdzał echacz Eergetk Lotctwa oltechk Warszawske - Zakład amolotów Śmgłowców O_ max k (10.2) O_ śr Współczk k ależ określć bądź z dach slka, bądź w braku takowch posłużć sę aktualm zaleceam przepsów budow. Tak, węc ostatecze dla slka ze śmgłem: N k (10.3) prędkość kątowa śmgła [1/s]. O _ max Dla slków turboodrzutowch maksmal momet obrotow będze wosł O _ max JO k (10.4) J O - momet bezwładośc mas obrotowch slka, - maksmale przspeszee kątowe, zwększaące prędkość kątową mas obrotowch (z dach slka), k - współczk (k>1) dla uwzględea możlwch wzrostów wartośc. d. c) - momet żroskopowe będą zależał od beguowego mometu bezwładośc obracaącch sę mas J O, prędkośc kątowe tch mas prostopadłe do e prędkośc kątowe samolotu lub z w ruchu obrotowm wokół os lub z. Określee prędkośc kątowch lub z dokoue sę w oparcu o przeps (p. J ). rzeps zwkle defuą kokrete wartośc prędkośc kątowch akazuą sprawdzee maksmalch możlwch do osągęca wartośc. Do wzaczea prędkośc moża sę posłużć aalzą ruchu krzwolowego samolotu. s metrcz ruch krzwolow samolotu (W. łażewcz udowa samolotów, Warszawa 1979) Z zależośc a rsuku: skąd: wedząc, że: Q mg 1 m 2 g 2 (10.5) (10.6) V (10.7) Tomasz Grabowsk - aterał pomoccze: Kadłub obcążea struktura 2/6

3 Wdzał echacz Eergetk Lotctwa oltechk Warszawske - Zakład amolotów Śmgłowców otrzmam: g( 1) (10.8) V omet żroskopow wzaczam ze wzoru: (10.9) GY J O - prędkość kątowa elemetów wruącch (śmgła, turb, tp.). J O momet bezwładośc elemetów wruącch (w przpadku braku dach, ależ oszacować masę śmgła lub elemetów wruącch slka turbowego; momet bezwładośc oblczam traktuąc łopatę śmgła ako pręt edorod a wrk turb ako walec edorod). oda schemat oblczeń powtarzam dla przpadku prędkośc kątowe odchlaa - Z Uwaga: ależ zwrócć szczególą uwagę a dobre wzaczee prędkośc kątowch, tz. zalezee takego przpadku a obwed obcążeń, któr odpowada awększemu obcążeu. d. d) sł masowe wmagaą wzaczea właścwch wartośc współczka obcążea a poszczególe ose. O le wzaczee z e est kłopotlwe odcztuem wprost z obwed obcążeń, o tle pozostałe wartośc ( x ) określam bezpośredo z przepsów lub z aalz przpadków wmaruącch. ł masowe oblczam ze wzorów: F Q, F Q, F Q (10.10) X X Y Y Z Z Q cężar zespołu apędowego. rzedstawee końcowch oblczeń fale wk oblczeń ależ przedstawć w tabel (patrz przkład) amolot rolcz obcążee układu apędowego - przkład Obcążee Wartość wmaruąca rzpadek wmaruąc F X [N] Cąg startow F Y [N] ła masowa - zakręt prz Va F Z [N] ła masowa - pukt D obwed X [Nm] ax momet obrotow Y 2500 [Nm] omet żroskopow w p. Z 2500 [Nm] omet żroskopow q p. Obcążea ogóle (zewętrze) kadłuba W celu wzaczea obcążeń zewętrzch kadłuba, przmuem schemat belk podparte a okucach główch skrzdeł (s. 10.2) Tomasz Grabowsk - aterał pomoccze: Kadłub obcążea struktura 3/6

4 Wdzał echacz Eergetk Lotctwa oltechk Warszawske - Zakład amolotów Śmgłowców s.10.2 chemat przęt do aalz obcążeń kadłuba rzmuem w aalze trz przpadk obcążea zespołam sł edostkowch": pochodzącm od mas kadłuba poddaego przspeszeu odpowadaącemu współczkow obcążeń = l, pochodzącm od mas kadłuba poddaego przspeszeom odpowadaącm założoemu przspeszeu kątowemu 0 wokół środka mas, czl poddach dzałau współczków obcążeń 0 x g (a ogół przspeszee kątowe wgode est wmarować pośredo przez określee ZH0, czl sł wwołuące przspeszee kątowe, lecz przłożoe a usterzeu), aerodamczą ZH dzałaącą a usterzeu pozomm. W każdm przpadku belka kadłuba est stae rówowag pod dzałaem sł obcążaącch reakc a okucach skrzdłowch. Dla podach przpadków obcążeń ależ sporządzć wkres sł tącch mometów gącch. Wartość sł tące mometu gącego dla dowolego przekrou - moża wzaczć z zależośc: Q Q Q QH (10.11) H (10.12) Q sła tąca momet gąc dla założoego przpadku obcążeń w przekrou -, Q, Q, Q H - rzęde wkresu sł tące dla odpowedch przpadków obcążeń edostkowch w przekrou -,,, H - rzęde wkresu mometów gącch ak poprzedo,, ZH, ZH - welkość obcążeń dla badaego przpadku obcążeń,, ZH, ZH edostkowe welkośc obcążeń dla badaego przpadku. Tomasz Grabowsk - aterał pomoccze: Kadłub obcążea struktura 4/6

5 Wdzał echacz Eergetk Lotctwa oltechk Warszawske - Zakład amolotów Śmgłowców chemat oblczeń dla obcążeń edostkowch: a) ależ przgotować w postac tabelarcze zestawee mas maącch wpłw a obcążee kadłuba; zestawee to powo wkoae w oparcu o aalzę masową przeprowadzoą w roekce 3 - Osąg aalza masowa. Jeżel aalza mas kadłuba (struktur) została zroboa zbt zgrube, ależ dokoać e uszczegółowea. Wzaczć środek cężkośc kadłuba (x C_k ) oraz momet bezwładośc kadłuba (J _k ) z zależośc: x m x 2 2 C _ k J _ k ( m x xc _ k m ) m, (10.13) b) dla =1 wzaczć reakce w podporach, spełaące waruk rówowag sł mometów sł: 0 (10.14) x x x 0 (10.15) m m g (10.16) Uwaga: rówaa ( ) są słusze prz założeu zgodego zwrotu sł reakc reakce będą zatem dodate, gd przmem, że sł cężkośc są ueme. c) wkoać wkres sł tącch mometów gącch dla w/w przpadku (=1), d) przmuąc edostkową słę a usterzeu pozomm ZH =1kN oblczć przspeszee kątowe z wzoru: ZH lh (10.17) J l H ramę usterzea pozomego (x H x C ), gdze x C est położeem środka cężkośc samolotu, J momet bezwładośc względem os poprzecze (prostopadłe do płaszczz smetr samolotu, przechodzące przez środek cężkośc samolotu. e) wzaczć sł masowe od poszczególch elemetów z zależośc: m x x ) (10.18) ( C _ k f) wzaczć reakce w podporach ; moża to zrobć korzstaąc z rówań ( ) lub wprost ze wzoru: J _ k (10.19) x x g) wkoać wkres sł tącch mometów gącch dla w/w przpadku (obcążee od przspeszea kątowego wg 10.17), Tomasz Grabowsk - aterał pomoccze: Kadłub obcążea struktura 5/6

6 Wdzał echacz Eergetk Lotctwa oltechk Warszawske - Zakład amolotów Śmgłowców h) wzaczć reakce w podporach dla przpadku obcążea edostkową słą a usterzeu pozomm ZH =1kN, z zależośc: ( x ZH H, x x x ) ZH (10.20) ) wkoać wkres sł tącch mometów gącch dla w/w przpadku ( ZH =1kN ). Dalsza aalza obcążea kadłuba wmaga określea wmaruącch wartość współczka obcążea () oraz wartośc przspeszea kątowego sł a usterzeu pozomm. Wartośc te ależ wzaczć zgode z wtczm podam w przepsach budow samolotów. Następe całkowte obcążee ależ wzaczć stosuąc zależośc ( ). Wkem końcowm pow bć sumarcze wkres sł tącch mometów gącch oraz wartośc reakc w okucach główch. ps lteratur 1. W. łażewcz; "udowa samolotów - obcążea, Wdawctwa W, Warszawa kowro "udowa samolotów - obcążea - zbór zadań", Wdawctwa W, Warszawa t. Daleck Kostruowae samolotów, Ofca wdawcza oltechk Wrocławske, W. tafe "Oblczea stosowae prz proektowau szbowców", W Cmerkewcz udowa samolotów, WKŁ, Warszawa 1982 Tomasz Grabowsk - aterał pomoccze: Kadłub obcążea struktura 6/6