Проектирование мотоустановки среднемагистрального пассажирского самолета

|0,05 |0,370 |-1072 |-536 |536 |1072 |536 |-536 |

|0,1 |0,305 |-883 |-442 |442 |883 |442 |-442 |

| | |-883 |-883 |883 |883 | | |

|0,153 |0,235 |-681 |-681 |681 |681 |341 |-341 |

|0,1716 |0,210 |-608 |-608 |608 |608 |304 |-304 |

Коэффициент пересчета для случая Д':

Л = -1,3812 и py = -4000py*

2.3.4. Распределение нагрузки по воздухозаборнику от силы pz

Для случая А'

pz = ±380 Kz( ·(+20;-740) Kz(

Таблица 5

Распределение нагрузки по длине и по контуру от силы pz

| | | |( |

|х |Kz( |Kz( |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

|0 |0,55 |0,395 |0 |-174 |-174 |0 |174 |174 |

| | | | |-72 |-72 | |72 |72 |

|0,05 |0,51 |0,325 |0 |-162 |-162 |0 |162 |162 |

| | | | |-40 |-40 | |40 |40 |

|0,1 |-0,42 |0,260 |0 |-134 |-134 |0 |134 |134 |

| | | | |-28 |-28 | |28 |28 |

|0,153 |-0,27 |0,205 |0 |-85 |-85 |0 |85 |85 |

| | | | |-42 |-42 | |42 |42 |

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник приведены в

табл. 6, 7, 8 и 9

Таблица 6

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае А' и

L = 3,8 м (Рр, кг/м2)

| |(, град |

|х |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

|0 |-7900 |-7444 |-6184 |-5380 |-5836 |-7096 |

| | |-7342 |-6082 | |-5938 |-7198 |

|0,05 |-5752 |-4778 |-3706 |-3008 |-3382 |-4454 |

| | |-4656 |-3584 | |-3504 |-4576 |

|0,1 |-4323 |-4016 |-3132 |-2557 | | |

| | |-4457 |-2691 | |-2864 |-3748 |

| | |-3910 |-3026 | | | |

| | |-4351 |-2585 | |-2970 |-3854 |

|0,153 |-3721 |-3806 |-2444 |-2353 |-2614 |-3296 |

| | |-3763 |-2401 | |-2657 |-3339 |

|0,1716 |-3528 |-3581 |-2315 |-2312 |-2563 |-3171 |

| | |-3591 |-2375 | |-2553 |-3161 |

Таблица 7

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае Д' (р =

±3200, и Kz(·(-40;-680) Kz(

| | | |( |

|х |Kz( |Kz( |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

Продолжение табл. 7

|0 |-0,55 |0,395 |-6640* |-166 |-166 |0 |166 |166 |

| | | |0 |-80,2 |-80,2 | |80,2 |80,2 |

|0,05 |-0,51 |0,325 |-4080* |-152,5 |-152,5 |0 |153 |153 |

| | | |0 |-50 |-50 | |50 |50 |

|0,1 |-0,42 |0,260 |-3440* |-1254 |-1254 |0 |125,4 |125,4 |

| | | |0 |-36,7 |-36,7 | |36,7 |36,7 |

|0,153 |-0,27 |0,205 |-2920* |-82 |-82 |0 |82 |82 |

| | | |0 |-46 |-46 | |46 |46 |

|0,1716 |-0,17 |0,185 |-2560* |-54 |-54 | |54 |54 |

| | | |0 |-62 |-62 | |62 |62 |

*) Указаны значения равномерного распределения р1 по сечениям и по длине

воздухозаборника

Таблица 8

Суммарные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае Д'

(К = -1,3812, py = -4000·py* (кг/м2)

| |( |

|х |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

|0 |1740 |870 |-870 |-1740 |-870 |870 |

|0,05 |1486 |740 |-740 |-1486 |-740 |740 |

|0,1 |1220 |610 |-610 |-1220 |-610 |610 |

| | |1220 |-1220 | | | |

|0,153 |941 |941 |-941 |-941 |-471 |471 |

|0,1716 |840 |840 |-840 |-840 |-420 |420 |

Таблица 9

Суммарные расчетные аэродинамические нагрузки на воздухозаборник в случае

Д'

| |( |

|х |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

|0 |-4900 |-5936 |-7676 |-8380 |-7344 |-5604 |

| | |-5850 |-7590 | |-7430 |-5690 |

|0,05 |-2600 |-3493 |-4973 |-5560 |-4667 |-3187 |

| | |-3390 |-4870 | |-4770 |-3290 |

|0,1 |-2220 |-2955 |-4175 |-4660 | | |

| | |-2345 |-4785 | |-3925 |-2705 |

| | |-2867 |-4087 | | | |

| | |-2257 |-4697 | |-4013 |-2793 |

|0,153 |-2100 |-2181 |-4063 |-3980 |-3429 |-2487 |

| | |-2145 |-4027 | |-3465 |-2523 |

|0,1716 |-2080 |-2134 |-3814 |-3760 |-3286 |-2446 |

| | |-2142 |-3822 | |-3278 |-2438 |

2.4. Распределение аэродинамических нагрузок на внутренней поверхности

воздухозаборника

Нагрузки в канале от py в случае А':

q = 2000 кг/м2, Dвх = 1,6 м, f = 2,0, ( = -10°;

Sвх = (r2 = 2,01 м2, (' = 0,1745;

Y = Sвх·q·( = 2,01·2·2000·0,1745 = 1403 кг .

Нагрузки в канале от py в случае Д':

q = 2000 кг/м2, Dвх = 1,6 м, f = 2,0, ( = -4°;

Sвх = (r2 = 2,01 м2, (' = 0,0698;

Y = Sвх·q·( = -2,01·2·2000·0,0698 = -561 кг .

В случае А':

pz = (20;-740)Кz( ;

py = (1403/2210)·2·2000·py* = 2539,3py* (кг/м2)

В случае Д':

pz = (-40;-680)Кz( ;

py = (-561/2210)·2·2000·py* = -1015py* (кг/м2)

Таблица 10

Значения нагрузок в случае А' и Д' при ( = 0°

| | |Расчетный случай |

| | |А' |Д' |

|х |Кz( |pz = (20;-740), |pz = (-40;-680), |

| | |кг/м2 |кг/м2 |

|0 |0,395 |8 |-16 |

| | |-292 |-269 |

|0,05 |0,325 |7 |-13 |

| | |-241 |-221 |

|0,1 |0,260 |5 |-10 |

| | |-192 |-177 |

|0,153 |0,260 |4 |-8 |

| | |-152 |-140 |

Таблица 11

Значения нагрузок в случае А’ и Д’ при ( = 90°

| | |Расчетный случай |

| | |А’ |Д’ |

|х |py* |py = 2539,2 |py = -1015, |

| | |кг/м2 |кг/м2 |

|0 |-0,435 |1105 |-442 |

|0,05 |-0,370 |940 |-376 |

|0,1 |-0,307 |774 |-310 |

|0,153 |-0,235 |594 |-239 |

Таблица 12

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника в случае А’

| |(p = pycos( + pzsin( |

| |( |

|x |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

|0 |-1105 |-552 |557 |1105 |557 |-552 |

| | |7 |7 |0 |-7 |-7 |

| | |-252 |-252 | |252 |252 |

|( |-1105 |-545 |564 |1105 |545 |-564 |

| | |-804 |305 | |804 |-305 |

|0,05 |-940 |-470 |470 |940 |470 |-470 |

| | |6 |6 |0 |-6 |-6 |

| | |-209 |-209 | |209 |209 |

|( |-940 |-464 |476 |940 |464 |-476 |

| | |-679 |261 | |678 |-261 |

|0,1 |-774 |-387 |387 |774 |387 |-387 |

| | |6 |4 |0 |-4 |-4 |

| | |-166 |-166 | |166 |166 |

|( |-774 |-383 |391 |774 |383 |-391 |

| | |-553 |221 | |553 |-221 |

|0,153 |-597 |-299 |299 |597 |299 |-299 |

| | |3 |3 |0 |-3 |-3 |

| | |-132 |-132 | |132 |122 |

|( |-597 |-296 |302 |597 |296 |-302 |

| | |-431 |167 | |431 |-167 |

Таблица 13

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника в случае Д’

| | |(p = pycos( + pzsin( |

| | |( |

| | |0° |60° |120° |180° |240° |300° |

|х |pycos( |442 |221 |-221 |-442 |-221 |221 |

|0 |pzsin( | |-14 |-14 | |14 |14 |

| | | |-233 |-233 | |233 |233 |

| |( |442 |207 |-235 |-442 |-207 |235 |

| | | |-12 |-454 | |-12 |454 |

| |pycos( |376 |188 |-188 |-376 |-188 |188 |

Продолжение табл. 13

|0,05 |pzsin( | |-11 |-11 |0 |11 |11 |

| | | |-191 |-191 | |191 |191 |

| |( |376 |177 |-199 |-376 |-177 |199 |

| | | |-3 |-379 | |3 |379 |

| |pycos( |310 |155 |-155 |-310 |-155 |155 |

|0,1 |pzsin( | |-9 |-9 | |9 |9 |

| | | |-153 |-153 | |153 |153 |

| |( |310 |146 |-164 |-310 |-146 |164 |

| | | |2 |-308 | |-2 |308 |

| |pycos( |239 |120 |-120 |-239 |-120 |120 |

|0,153 |pzsin( | |-7 |-7 | |7 |7 |

| | | |-121 |-121 | |121 |121 |

| |( |239 |113 |-127 |-239 |-113 |127 |

| | | |-1 |-241 | |1 |241 |

2.5. Определение равнодействующих нагрузок по сечениям

воздухозаборника от внешних и внутренних аэродинамических нагрузок

Суммарное распределение нагрузки в поперечном сечении воздухозаборника

[pic]

Рис. 16

Расчет нагрузок от внешних аэродинамических сил (для нижних значений

pz производится по формулам:

[pic] , (1.7)

[pic] . (1.8)

Принимаем значение (r = 2,826 м;

Рассчитанные значения нагрузок по формулам (1.7) и (1.8) представлены

в табл. 14, 15

Таблица 14

Суммарные значения нагрузок в случае А'

|х |pycos( |pzsin( |qy |qz |q(, кг/м |(, град |

|0 |-1260cos( |-83sin( |-3561 |-235 |-3569 |3,8 |

|0,05 |-1072cos( |-47sin( |-3029 |-133 |-3032 |2,5 |

|0,1 |-883cos( |-33sin( |-2495 |-93 |-2497 |2,13 |

| | | |-2838 | |-2840 |1,88 |

|0,153 |-681cos( |-49sin( |-1925 |-138 |-2143 |3,7 |

| | | |-2138 | | | |

x = 0,1; -1589,4 – 2495·0,5 = -2838 кг/м;

х = 0,153; -1226 – 1925·0,5 = -2139 кг/м.

Таблица 15

Суммарные значения нагрузок в случае Д'

|х |pycos( |pzsin( |qy |qz |q(, кг/м |(, град |

|0 |1740cos( |-93sin( |4917 |-263 |4924 |3,06 |

|0,05 |1481cos( |-58sin( |4185 |-164 |4188 |2,25 |

|0,1 |1220cos( |-42sin( |3448 |-119 |3450 |1,98 |

| | | |3893 | |3895 |1,75 |

|0,153 |941cos( |-53sin( |2659 |-150 |3028 |2,84 |

| | | |3024 | | | |

x = 0,1; 0,5·3448 + 2169 = 3893 кг/м;

х = 0,153; 0,5·2659 + 1694 = 3024 кг/м.

2.6. Нагрузки на болты крепления воздухозаборника к проставке

Воздухозаборник, соединенный болтами со средней частью гондолы

двигателя, работает на изгиб по схеме консольной балки.

2.6.1. Определение нагрузок на болты крепления в случае А'

Для определения нагрузок на болты крепления воздухозаборника к

проставке примем:

– число болтов n = 12;

– Dокр. болтов = 1440 мм;

Распределение суммарной погонной нагрузки в точках Д, С, В, А

определяем как:

qД = 3835 + 3777 = 7607 кг/м;

qС = 3157 + 3046 = 6203 кг/м;

qВ = 2526 + 2425 = 4951 кг/м;

qА = 2000 + 1977 = 3977 кг/м.

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине представлено на

рис. 17

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине воздухозаборника

[pic]

Рис. 17

Величина суммарной приведенной нагрузки R в центре давления

определяется как:

R = ((7607 + 6703)/2 + (6203 + 4956)/2)·0,19 + ((4956 + 3977)/2)·0,202 =

= 3274 (кг).

Для определения координаты центра давления определим суммарный

изгибающий момент МА:

МА = 6203·0,19·0,487 + 4956·0,19·0,297 + 3977·0,202·0,101 +

1404·0,19·0,5·0,518 + 1247·0,19·0.5·0,329 + 979·0,202·0,5·0,135 = 1056

кг·м.

Координата центра давления хц.д.= 1056/3274 = 0,3225 м .

Расчетные нагрузки на болты определяем по формулам [6]:

Рmax = 4M/nDокр.б. ,

(1.9)

Рmax = (4·0,3235·3274)/(12·1,44) = 245 кг .

Срезающая нагрузка буртика (зуба) проставки:

Рсрр = 3274 кг .

Вес воздухозаборника Gв-ка = 93 кг, хц.т. = 350 мм вперед от

плоскости крепления к проставке.

Нагрузки на болты крепления воздухозаборника от инерционных нагрузок

представлены на рис. 18.

[pic]

Рис. 18

Задаемся коэффициентом перегрузки n = 1,5, тогда

Ринрц = Gв-ка·n = 93·1,5 = 140 (кг) .

М = 0,35·140 = 49 (кг·м) .

Рб = (4·43)/(12·1,44) = 11,34 (кг) .

Суммарный Мизг = [pic]= 1059,271 (кг·м) .

Максимальная растягивающая нагрузка на болт Рболт = 245,2 кг.

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные

действующие нагрузки приведены на рис. 19

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие

нагрузки

[pic]

Рис. 19

2.6.2. Определение нагрузок на болты крепления в случае Д'

Расчетные нагрузки на воздухозаборник по сечениям и по длине, точки

приложения равнодействующих, рассчитанные значения моментов и

перерезывающих сил приведены на рис. 20.

Максимальное растягивающее усилие на болт:

Рmaxр = 4М/4d = (4·0,392·2400)/(12·1,440) = 218 кг.

Срезающая нагрузка воспринимается буртиком проставки – Рсрр = 2400 кг.

2.7. Проверка прочности воздухозаборника самолета

2.7.1. Исходные данные для расчета

Внутренняя обшивка: ( = 1,8 мм, материал: сплав Д19, перфорация –

диаметром 2 мм.

Расчетные нагрузки на воздухозаборник в случае Д'

Рис. 20

Заполнитель: ТССП-Ф-10П (ТУ-596-258-87), удельный весь заполнителя – (

= 35±5 кг/м3; (сж = 15 кг/см2. Параметры заполнителя и перфорированной

обшивки приведены на рис. 21.

Параметры заполнителя и перфорированной обшивки

[pic]

Рис. 21

Внешняя обшивка: ( = 1,2 мм, материал: сплав Д19.

Обечайка изготовлена из Д16Т, ( = 1,8 мм, травленная с ( = 1,8 мм до (

= 1,2 мм. Максимальный размер клетки 101 на 120 мм. Характерные размеры и

сечения представлены на рис. 22

Типовое сечение обечайки

[pic]

Рис. 22

2.7.2. Расчет сечения в районе проставки в расчетном случае А'

Размеры рассчитываемого сечения приведены на рис. 23

Рис. 23

Находим момент инерции сечения:

I = ((0,4D3() = 0,4·142,53·0,12 + 0,4·1923·0,12 + 0,4·138,53·(пр =

638037,84 см4 .

Приведенная толщина внутренней общивки:

(пр. внутр. обш. = [(((·138,5)/12,0208)·0,2·0,18 – (·138,5·0,18]/((·138,5)

.

Нормальные напряжения от изгиба воздухозаборника:

( = (М·d)/J·2 = (3948·192·38,2)/(638037,84·2) = 22,69 (кг/см2),

Избыток прочности

( = 2750/22,69 – 1 >> 1.

М = Р·l ; Р = 3948 кг; l = 38,2 см.

q = 22,69·0,12 = 2,72 кг/см

Проверяем ячейку травления на устойчивость от q = 2,72 кг/см. Схема

нагружения ячейки приведена на рис. 24. Принимаем, что длинные края ячейки

обшивки оперты

Схема нагружения ячейки обшивки

[pic]

Рис. 24

Величина a/b = 101/120 = 0,841; К = 3,6.

(кр = 2750 кг/см2,

( = 2750/355 – 1 = 6,746 ,

( >> 1

2.7.3. Проверка прочности внутреннего канала на осевое сжатие

Проверку прочности внутреннего канала на осевое сжатие проведем по

методике изложенной в [6]:

Тдейств. = [P·l·(d + d1)((в + (н)((d + d1)]/2J = [3948·38,22(138,5 +

142,5)2(0,12 + + 0,15)·3,14]/(638037,94·4) = 3958 (кг)

Действующая сжимающая нагрузка от qp равна 2000·1,5 = 3000 (кг/м2).

Т = ((/4)(1922 – 1382)·0,3 = 4198,74 (кг).

Суммарная нагрузка: (Т = 8157 кг.

Заполнитель маложесткий. Расчетные формулы для трехслойных панелей (6):

(зап < 1,21qEпр ,

Li = E1H/E1B = 1,

( = (C + 1/[2,6(1 + 50)],

[pic]

b = 1,21qEпр/Gзап

С1 = D1рас/D1

D1 = 4(z0 – h – (н)3 + 4(H – z0)3 + 4li[z03 – (z0 – (н)3] ,

z0 = [(в2 + 2(в((н + h) + li(н2]/[2((в + li(н)] .

Расчет по приведенным выше формулам дает:

z0 = [0,152 + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 1·0,122]/[2(0,15 + 1·0,12] = 1,246 ,

D1 = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)3 + 4(2,27 – 1,246)3 + 4·1(1,2463 – (1,246 –

1,123) = = 3,652 ,

B2 = 0,15 + 0,12 = 0,27 (мм) .

Епр = 6,8·105 кг/см2. Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0,2.

D1рас = (в3 + li(н3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 .

C1 = 0,005103/3,652 = 0,001397 .

q = [2,0(1 – 0,001397)·(0,27·3,652]/[70,25(2,0 + 2,27)2] = 0,001548 .

Приведенный модуль сдвига:

Gзап = Gxz = 1,5·((c/t)·Gм ,

Gзап = Gyz = ((c/t)·Gм ,

Модуль сдвига заполнителя: Gм = Ем/[2(1 + ()],

Gм = 6000/[2(1 + 0,25)] = 2400 (кг/см2) .

Gзап = Gxz = 1,5·(0,025/1,732)·2400 = 52 (кг/см2) ,

Gзап = Gyz = (0,025/1,732)·2400 = 35 (м/см2),

Gзап = (52·35 = 42,7 (кг/см2)

42,7 < 1,21·0,001548·6,8·105;

42,7 < 1273,7

т.е. заполнитель маложесткий.

b = 1273,7/42,7 = 29,83

( = (0,001397 + [1/2·29,83·(1 + 5 – 0,001397)] = 0,054025

Критическая осевая сила Ткр:

Ткр = 2·(·К·Епр(ВzD1 ·( = 2·(·0,2·6,8·105(0,27·3,652 ·0,054025 = 45842 кг.

Избыток прочности

( = 45842/8157 – 1 = 4,62 .

Расчет напряжений во внутренних и наружных слоях трехслойной панели

проведем в соответствии с [6]. Схема нагружения представлена на рис. 25.

Схема нагружения трехслойной панели

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5