Требование норм летной годности к шасси самолёта. Компоновка, центровка, разработка силовой схемы самолета: фюзеляж, крыло, хвостовое оперение. Разработка конструкции и расчет на прочность подкоса передней стойки шасси. Оценка спроектированного самолета.
Аннотация к работе
(а) Основные опоры шасси должны быть спроектированы так, чтобы в случае их разрушения изза превышения расчетных нагрузок на взлете (разбеге) и посадке (пробеге) (предполагается, что нагрузки действуют в направлении вверх и назад) характер разрушения был таким, чтобы не возникала: (1) У самолетов с числом пассажирских кресел не более 9, не считая кресел пилотов, утечка из любой топливной системы в фюзеляже в количестве, достаточном для возникновения опасности пожара; и (2) У самолетов с числом пассажирских кресел 10 или более, не считая кресел пилотов, утечка из любой части топливной системы в количестве, достаточном для появления опасности пожара. (b) Самолеты с числом пассажирских кресел 10 или более, не считая кресел пилотов, должны быть спроектированы так, чтобы самолет в контролируемом состоянии мог осуществить посадку на ВПП при не выпуске одной или большего числа опор; при этом не должно происходить такого повреждения конструкции, которое могло бы вызвать утечку топлива в количестве, достаточном для появления опасности пожара. К самолетам с убирающимися шасси предъявляются следующие требования: (1) Механизм уборки шасси, створки отсека шасси и элементы конструкции их крепления должны быть спроектированы под следующие нагрузки: (i) нагрузки, возникающие в полете при убранном шасси; (ii)сочетание нагрузок от трения, инерции, тормозного момента, аэродинамических и гироскопических нагрузок, которые возникают при вращении колес с окружной скоростью, равной 1,3Vs(закрылки находятся во взлетном положении при расчетном взлетном весе), во время уборки и выпуска на любой воздушной скорости вплоть до максимальной скорости уборки и выпуска шасси, но не менее 1,6 (закрылки находятся в положении для захода на посадку при расчетном посадочном весе); Эти средства должны быть выполнены следующим образом: (1) Если используются выключатели, то они должны быть размещены и соединены с механическими системами шасси таким образом, чтобы предотвратить ошибочную индикацию «Выпущены и встали на замки», если шасси находятся в не полностью выпущенном положении, или «Убраны и встали на замки», если шасси находятся в не полностью убранном положении.Самолет Та-15 предназначен для перевозки пассажиров, багажа и грузов на авиалиниях малой и средней протяженности. Самолет рассчитан на перевозку до 18,0 т коммерческой нагрузки. Предусмотрена возможность размещения в случае необходимости дополнительных членов экипажа - штурмана и лоцмана. Самолет представляет собой свободнонесущий цельнометаллический моноплан с низкорасположенным стреловидным крылом и стреловидным Т-образным хвостовым оперением, снабженный тремя турбовентиляторными двигателями ТРДД НК-8-2У и трехопорным шасси с передней ногой.Фюзеляж самолета служит для размещения экипажа, пассажиров, багажа, грузов и оборудования; к нему крепятся крыло, киль, двигатели и передняя нога шасси. Такой тип конструкции характерен наличием относительно толстой обшивки, подкрепленной стрингерами и шпангоутами. Фюзеляж собирается из трех основных частей: передней , средней и хвостовой, стыкующихся по шпангоутам. Передняя и средняя части, а также хвостовая часть образуют герметическую кабину, в которой размещаются экипаж, пассажиры и грузы. Шпангоуты образуют поперечный силовой набор фюзеляжа; они обеспечивают жесткость его поперечного сечения и подкрепляют стрингеры и обшивку.Крыло служит для создания подъемной силы и обеспечивает поперечную устойчивость самолета; внутренний объем крыла используется для размещения топлива. Крыло имеет механизацию: закрылки, предкрылки, интерцепторы. На крыле крепятся главные ноги шасси и гондолы, в которые они убираются в полете, а также установлены элероны и аэродинамические перегородки . Силовой частью крыла является кессон, воспринимающий основные нагрузки, действующие на крыло. Поскольку носок и хвостовая часть не является силовыми частями крыла, на участках, не обтекаемых воздушным потоком, - внутри фюзеляжа, внутри гондол шасси - они не ставятся.Вертикальное оперение включает киль и руль направления, горизонтальное оперение - стабилизатор и руль высоты. Стреловидность вертикального и горизонтального оперения превышает стреловидность крыла, для того чтобы несущие характеристики хвостового оперения с увеличением числа М не ухудшались быстрее, чем характеристики крыла.Шасси является системой опор, обеспечивающей требуемое положение самолета на стоянке и его передвижение во время взлета, посадки и руления по аэродрому. На самолете Та-15 шасси выполнено по трехопорной схеме и убирается назад по полету. Такая схема позволяет получить устойчивое движение самолета по аэродрому, эффективную маневренность, благодаря применению управления поворотом колес передней ноги, горизонтальное положение при стоянке и движении. Шасси с носовым колесом позволяет осуществлять взлет и посадку при сильном боковом ветре, а также прямолинейное движение во время пробега и разбега самолета. Передняя, или носовая опора (нога) размещена перед центром тяжести, что позволяет избежать опро
План
Содержание
Введение
1. Требование норм летной годности к шасси самолета
2. Компоновка, центровка, разработка силовой схемы самолета
2.1 Компоновка самолета
2.2 Фюзеляж
2.3 Крыло
2.4 Хвостовое оперение
2.5 Шасси
2.6 Расчет центровки
3. Разработка конструкции и расчет на прочность подкоса крепления передней стойки шасси
3.1 Конструкция подкоса передней стойки шасси
3.2 Расчет на прочность подкоса передней стойки шасси
Данный курсовой проект является своеобразным итогом по изучению дисциплины «Конструкция и прочность летательных аппаратов». В нем отражены все знания, которые мы получили, прослушав курс лекций.
Главная цель курсового проекта: систематизация теоретических и практических знаний по данной дисциплине в процессе самостоятельной работы. Курсовой проект является важным этапом в процессе подготовки будущих авиационных специалистов, т.к. содержит ту необходимую информацию, владея которой можно обеспечить безотказность и бесперебойную работу систем и агрегатов летательного аппарата, и как следствие более безопасные и регулярные полеты.
Немаловажным надо назвать и тот факт, что в данном курсовом проекте мы применяем знания, полученные на других дисциплинах, таких как «Детали машин», «Динамика полета», «Материаловедение», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Сопротивление материалов», «Инженерная графика». Это позволяет нам попрактиковаться и применить знания, полученные по данным дисциплинам к конкретному воздушному судну.
1. Требования норм летной годности к шасси
Общие положения (25-721)
(а) Основные опоры шасси должны быть спроектированы так, чтобы в случае их разрушения изза превышения расчетных нагрузок на взлете (разбеге) и посадке (пробеге) (предполагается, что нагрузки действуют в направлении вверх и назад) характер разрушения был таким, чтобы не возникала: (1) У самолетов с числом пассажирских кресел не более 9, не считая кресел пилотов, утечка из любой топливной системы в фюзеляже в количестве, достаточном для возникновения опасности пожара; и (2) У самолетов с числом пассажирских кресел 10 или более, не считая кресел пилотов, утечка из любой части топливной системы в количестве, достаточном для появления опасности пожара.
(b) Самолеты с числом пассажирских кресел 10 или более, не считая кресел пилотов, должны быть спроектированы так, чтобы самолет в контролируемом состоянии мог осуществить посадку на ВПП при не выпуске одной или большего числа опор; при этом не должно происходить такого повреждения конструкции, которое могло бы вызвать утечку топлива в количестве, достаточном для появления опасности пожара.
(с) Соответствие требованиям настоящего параграфа может быть доказано анализом (расчетом, исследованием) или испытаниями, или тем и другим вместе.
Механизм уборки и выпуска шасси (25.729)
(а)Общие требования. К самолетам с убирающимися шасси предъявляются следующие требования: (1) Механизм уборки шасси, створки отсека шасси и элементы конструкции их крепления должны быть спроектированы под следующие нагрузки: (i) нагрузки, возникающие в полете при убранном шасси;
(ii)сочетание нагрузок от трения, инерции, тормозного момента, аэродинамических и гироскопических нагрузок, которые возникают при вращении колес с окружной скоростью, равной 1,3Vs(закрылки находятся во взлетном положении при расчетном взлетном весе), во время уборки и выпуска на любой воздушной скорости вплоть до максимальной скорости уборки и выпуска шасси, но не менее 1,6 (закрылки находятся в положении для захода на посадку при расчетном посадочном весе);
(iii) перегрузки вплоть до величин, указанных в 25.345(a), для выпущенных закрылков.
(2) При отсутствии других средств торможения самолета в полете на данной скорости шасси, механизм уборки и элементы конструкции самолета (включая створки шасси) должны выдерживать полетные нагрузки, которые возникают в конфигурации с выпущенным шасси при максимальной скорости полета в данной конфигурации, но не менее 0,67 Vc
(3) Створки шасси, механизм управления створками шасси и элементы конструкции, к которым они крепятся, должны быть спроектированы на нагрузки при маневрах рыскания, предписанные для самолета, в дополнение к условиям нагружения при скорости и перегрузке, указанным в пунктах (1) и (2) данного параграфа (а).
(b) Замок шасси. Должны быть предусмотрены надежные средства для удержания шасси в выпущенном положении в полете и на земле, а также в убранном положении в полете.
(c) Аварийный выпуск. Должны быть предусмотрены средства аварийного выпуска шасси в случае: (1) Любого умеренно вероятного отказа в основной системе уборки; или (2) Отказа одного любого гидравлического, электрического или другого эквивалентного им источника питания.
(d) Испытания на работоспособность. Работоспособность механизма уборки и выпуска должна быть доказана путем испытаний на работоспособность (функционирование).
(e) Указатель положения и сигнальное устройство.
Если применяются убирающиеся шасси, то должен быть установлен указатель положения шасси (так же, как и необходимые выключатели для привода индикатора) или другие средства, информирующие пилота о том, что шасси находится в выпущенном (или убранном) положении. Эти средства должны быть выполнены следующим образом: (1) Если используются выключатели, то они должны быть размещены и соединены с механическими системами шасси таким образом, чтобы предотвратить ошибочную индикацию «Выпущены и встали на замки», если шасси находятся в не полностью выпущенном положении, или «Убраны и встали на замки», если шасси находятся в не полностью убранном положении. Эти выключатели могут быть расположены там, где они приводятся в действие непосредственно запирающим замком или другим приспособлением шасси.
(2) Если делается попытка выполнить посадку с незапертыми в выпущенном положении шасси, то должна быть обеспечена звуковая сигнализация для экипажа, действующая непрерывно или периодически повторяющаяся.
(3) Эта сигнализация должна сработать тогда, когда остается достаточно времени для того, чтобы запереть шасси в выпущенном положении или уйти на второй круг.
(4) Не должно быть какого-либо ручного выключателя сигнализации, требуемой пунктом (е) (2) данного параграфа, легко доступного экипажу, который мог бы быть задействован инстинктивно, случайно или привычным рефлекторным действием.
(5) Система, используемая для создания звукового сигнала, должна быть сконструирована таким образом, чтобы исключить возможность ложной или несвоевременной сигнализации.
(6) Отказы систем, используемых для подавления звуковой сигнализации о положении шасси, препятствующие срабатыванию звуковой сигнализации, должны быть практически невероятными.
(f) Защита оборудования, установленного в нишах шасси. Оборудование, необходимое для безопасной эксплуатации самолета, установленное на шасси и расположенное в нишах шасси, должно быть защищено от повреждения вследствие: (1) Взрыва пневматика, если не показано, что пневматик не может взорваться от перегрева; и (2) Отслоения протектора шины, если не показано, что отслоение протектора шины не может вызвать повреждения оборудования.
(А)Система уборки шасси должна иметь блокировку, исключающую возможность уборки шасси на земле.
(B)Должно быть обеспечено электропитание устройства, указанного в пункте (e)(1) данного параграфа, от бортового аварийного источника питания.
(C) Сигнализация о необходимости выпуска шасси должна срабатывать при заходе на посадку в случае, если шасси не выпущено и не зафиксировано на предусмотренном РЛЭ этапе захода на посадку, в том числе и при особых ситуациях, не относящихся к практически невероятным.
Сигнализация должна осуществляться как минимум по двум каналам, использующим разные параметры независимых систем..
Механизм разворота колес (25.730)
(А) Механизм разворота колес должен обеспечивать управление самолетом при движении по земле и надежную фиксацию колес при убранном шасси в положении, не препятствующем свободному выходу стойки из ниши шасси.
(B) Работоспособность механизма разворота колеса должна быть подтверждена испытаниями на функционирование.
Испытания амортизации (25.723)
(a) Должно быть показано, что характеристики амортизации шасси, выбранные для расчета нагрузок согласно 25.473 соответственно для взлетного и посадочного весов, являются рациональными или надежными. Это должно быть показано испытаниями на поглощение энергии, однако при увеличении ранее утвержденных взлетного и посадочного весов можно использовать расчет на основе ранее проведенных испытаний шасси с подобными характеристиками поглощения энергии.
(b) Шасси не должно быть повреждено при испытаниях, когда демонстрируется способность шасси поглощать максимальную энергию. При этих испытаниях воспроизводится скорость снижения, равная 1,225 значения, указанного в 25.473 (В), при расчетном посадочном весе, принимая, что в течение посадочного удара подъемная сила не превышает веса самолета.
(А) Если испытания проводятся на изолированной установке, а упругость агрегатов самолета, к которым крепятся шасси, оказывает существенное влияние на величины нагрузок, доля энергии, приходящаяся собственно на шасси, может быть уточнена на основании специальных расчетов, при этом в испытаниях должны быть получены данные, подтверждающие принятые в расчет характеристики амортизации.
Испытание на эксплуатационный сброс (25.725)
(a) Если соответствие 25.723 (а) доказывается путем испытаний на свободное падение, необходимо, чтобы эти испытания проводились на целом самолете или на агрегатах, состоящих из колеса, пневматика и амортизатора, собранных соответствующим образом. Высота при свободном падении должна выбираться из условия выполнения требований к вертикальной скорости касания земли при посадочном ударе, приведенных в 25.473 (а) (1) (ii) для расчетного посадочного веса самолета и в 25.473 (а) (1) (iii) для расчетного взлетного веса.