Учебник Житомирский, страница 8

Чрезмерные деформации опасны тем что они мОгут привести к ивести к изменению внешних форм агрегатов планера, к ухудшению устОйчивОсти "чивости и управляемости самолета, к потере устойчивости Ф силовых элементон, к вози , к возникнонению опасных колебании крыла, фюзеляжа оперения. Конструктивные ре ивные решения удовлетворяющие требованиям достаточнои прочности и жестк, р ° в есткости рассматриваются ниже в соответствующих разделах у~ебн~ка.

П я надежности и безопасности полета. од Требова н ия надеж надежностью конструкции р к ии понимают ее способность выполнять заданные функ- Ю ции с сохранением значеи " ачеиий эксплуатационных показателен в течение установленного срока служ ы. ц ~ бы.

Оценивается надежность конструкции вероятностью ее безотказнои ра ты в т бо ы в течение этого срока. Зависит надежность от сложности конструкции, качества и о е ва изготовления и условий эксплуатации, Повысить надежность можно путем уменьшения числа деталей конструкции и резервированием наиболее важных ее элементов. бе ечения надежности работы гидроусилителей в системе Так, из условии о спе управления их делают двухкамерн хкамерными с питанием от различных гидросистем со своими источниками питания. аиия. Из условий безопасности на взлете и в полете и и отказе двигателя еля выбирают число двигателей на самолете и т. д.

Р и в у ч е с т и. Живучесть — это способность самолета В о аз . 1.12.1 же продолжать выполнять задачу прн наличии повреждении В подразд... уже бо ия связанные с боевой живучестью. Все эти требоваи я самОления за исключением необходимости бронезащиты остаются в силе и дл тов гражданской авиации. Э конные требования и требования ре мои. кспл уата ц то и и год н ос ти при их удовлетворении должны обеспечнва у ть высок ю эктопригодност ии ее п испособленность к технисплуатационную технологичность конструкции, ее пр ческому обслуживанию и ремонту в процесс у се экспл атации и и наименьших Р т дозатратах. этих цел .

В елях на самолетах используются системы встроенного ру ыст о выявлять отказы в системах самолета, н контроля, позволяющие быстро выя го в конст кции самолета должно дить место отказа и устранять его. Для этого в конструкции самол быть и едусмОтренО дОстатОчное число эксплуатацион ионных люков с легкосъемыть пред М пеынвали бы хорошие подходы для ными крышками и разъемов, которые ОМсп осмотра и производства всех работ, связанных ых с техническим о служива са молета. Должна а быть обеспечена взаимозаменяемость основных узлов и агрес па к ним.

Вырезы в конструкции гатов конструкции, легкость доступа к ним. Ыр элементам под люки должны иметь усиления в вид е окантовки по силовым э или закрываться силовыми крышками, тр у еб ющнми для технического о слживания минимума инструментов. На грани р цах больших вырезов в лонжер Ъ фюзеляже у~~~~~~~~ шп ном крыле должны быть усиленные нервюр, ф м, ис.

6.17). В кесонных и м оноигоуты и продольные балки, бимсы (см. р . ). затрат блочных крыльях большие вырезы требуют д т ополнительно ольших массы и потому нецелесообразны. Требование высокои техно ологич ности определ яет такие р е изготовсвойства конструкции, которые позволяют сниз ру р низить т дозатраты на е мехава повысить автоматизацию и ме ление сократить сроки освоения производства, . Зто досгинизацию производственных процессов при мин У ми ни мальной стоимости. га ется: ЗУ приданием деталям наиболее простых форм, которые допускают высокопроизводительные процессы (штамповку, прокатку, сварку, литье н т. д.); расчленением конструкции на агрегаты„отсеки, панели для расширения фронта работ, обеспечения удобства подходов для механизации трудоемких операций; примейеннем таких материалов В конструкции, которые допускали бы обработку высокопроизводительными процессами; широким применением стандартных н нормализованных деталеи; обеспечением преемственности н использованием уже освоенных узлов н агрегатов от предыдущих самолетов и др.

Г р е б О В а н и е м и н и м а л ь н О и м а с с ы . Удовлетворение Всех ЛЕРЕ численных выше требований должно осуществляться при возможно меньшей массе конструкции. Перетяжеление конструкции приводит к уменьшению массы целевой нагрузки или к резкому увеличению взлетной массы самолета (см. рис. 1.6, а, б) и его стоимости (Выражение (1,6))- Снижение же массы конструкции позволяет улучшить ЛТХ самолета (см. Рнс.

1.5) н снизить его стоимость. Значения е. для современных тяжелых самолетов равно 0,22...0,25, а для легких маневренных самолетов со стреловидным крылом значение т, до 0,32. Применение в конструкции КМ с улучшенными характеристиками позволяет снизить массу конструкции на 20...30 %, а применение новых алюминиеволитиевых сплавов — на 10...15% [31).

Снижение массы конструкции, таким образом, может быть достигнуто правильным Выбором материала (см. $ 1.6). Кроме того, на массу конструкции оказывает большое влияние выбор КСС агрегатов самолета, число стыков, расположение материала в сечениях конструкции, точность определения нагрузок, качество и рациональность технологических процессов.

Как было пОказано В $1А, развитие самолетОстроения связано постоянно с борьбой за снижение массы конструкции. Анализ изложенных требований показывает, что некоторые из них дополняют друг друга. 'Гак например, увеличение толщины обшивки улучшает жесткостные характеристики конструкции агрегатов, повышает ес прочность, снижает вероятность Возникновения вибраций, улучшает качество поверхности и, тем самым, аэродинамику. Однако более характерна противоречивость требований.

'Гак, почти все требования лротнворечат требованию минимальной массы конструкции. Какой же должна быть конструкция, каким требованиям отдавать предпочтение? Очевидна, конструктивные решения должны быть компромиссными н определяться для каждого конкретного типа самолетов прежде всего его назначением, решаемыми задачами и условиями функционирования. Выбираемые конструктивные решения должны отвечать условию получения максимального уровня эффективности прн определенных материальных затратах на ес достижение. 1.12,4.

Уровень развития науки и техники и требование ускорения научнотехнического прогресса постоянно влияют на: выбор схем самолетов и их составных частей (большой интерес представляют сейчас интегральные схемы самолетов, схемы с крылом обратной стреловидности, адаптивное крыло, крыло с управляемой циркуляцией и др.); применяемые материалы (совершенствование уже применяющихся сплавов, внедрение КМ и появление новых, в частности алюмнниево-литиевых, сплавов с лучшими удельными характеристиками; значение удельных параметров технического уровня (у ., сро, ое н др-)' совершенствОВание научных метОдоВ расчета; Разработку и внедрение систем автоматизированного проектирования и конструирования; изыскание, разработку н внедрение новых принципов действия на технических устройствах, входящих В состав конструкции самолета н всего авиационного комплекса, в интересах повышения его эффективности и снижения материальных затрат.

$ $.13, ВЕСОВОЕ СОВЕРШЕНСТВО КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШ ЕНИ Е РЕСУРСА САМОЛЕТА Развитие самолетостроения связано постоянно с борьбой за снижение массы конструкций . Многообразие конструктивных решений, встречающееся в конструкциях самоле~ов, требует для своего анализа и сравнительной оценки знания основных принципов„которыми определяется весовое совершенство авиационной конструкции. Весовое совершенство конструкции определяется многими факторами (выбором материала, КСС, культурой производства, точностью расчетов на прочность и т.

д.) . Здесь рассматривается лишь влияние на весовое совершенство конструкции выбранной для нее силовой схемы и способов передачи сил, 1.13,1, Силовая схема кокструкции любого агрегата (крыла. оперения, фюзеляжа и др.) состоит из основной КСС агрегата и элементов, служащих для передачи местной нагрузки на элементы основной КСС.

Основная КСС воспринимает все основные силовые факторы (поперечные и продольные силы 9 и Ф, изгибающие и крутящие моменты М и М,) и состоит из лонжеронов, стенок, стрингеров, обшивки, силовых панелей и т. и. Для передачи местной нагрузки используются нервюры, шпангоуты, стойки, кннцы и т. и. На долю основной КСС агрегата приходится до 50...60% от его массы. Отсюда степень реализации одного из основных требований, опрсделяю1цих весовое совершенство конструкции,— обеспечение достаточной прочности и жесткости конструкции при наименьшей массе — определяется степенью целе~ообразност~ ее силовой схемы, Так, применение в агрегатах планера тонкостенных подкрепленных продольным н поперечным набором оболочек, способных воспринимать В любом своем сечении действующие в них 9, Ф, М и М., являющееся характсрн~~й особенностью современного самолетостроения, позволяет наиболее полно удовлетворять указанному выше требованию.

Основным элементом таких оболочек является жесткая работающая обшивка, включенная В общую силовую схему агрегата. На рнс, 1.20 показана схема работы фюзеляжа, выполненного В Виде тонкостенной подкрепленной оболочки, от сил, действующих на оперение в горизонтальной (Р,,) н вертикальной (Р,„) плоскостях. От этих снл в сечениях фюзеляжа возникнут (~, М и М„в виде: потоков касательных усилий в боковинах фюзеляжа д =Р„,/'(2 2~3 О) от Р„, и в сводах фюзеляжа д =Р, /(2-2/3 8) от силы Р.,; осевых сил 5 = Р„,Е„/(2/3 О) в сводах фюзеляжа от изгибающего момента Р„,Е„и осевых сил 5'= Р, „Е„/(2/3 8) в боковинах фюзеляжа от изгибающего момента Р, Е„; потока касательных усилий по контуру сечения (площадью г„,„„) д =Р„Ь/(2г, „,) от крутящего момента Р„Ь.

От касательных усилий обшивка будет работать на сдвиг, а от осевых сил— на растяжение-сжатие (Вместе с подкрепляющим ее набором), Масса обшивки составляет 25...40 о~~ от массы крыла, 25...30% от м~ссы фюзеляжа. Отсюда, чем меньше ее толщина, тем меньше масса агрегата. Уменьшения толщины обшивки б,о можно достигнуть, уменьшая действующие в ~ Очень важной являетск также борьба за ловышение ресурса конструхиин самолета, двигателей, оборудовании и систем.

и„= 2и„+ Озд~ 2 1р„~„(у~ду+ 1 р ~$ и (~~~~~ ~.(г) = ~'~ Ь„Н„( )= Г„(,) ~<». 1~2 ЕД ш, = 2 — ~ — а~+ — (~(,г) Дг Р. Г ч(~) р., Г п~ ) ц(г» т ) 0 о Из выражения (1.24) и рис 1.21 видно„что че~4 меньше площади эпюр Мф и ®г), тем меньше масса лонжерона, который можно рассматривать в первом случае (рис, 1,21, а) как консольную балку, а во втором случае (рис. 1.21, б) — как балку на двух опорах. Отсюда консольная балка при прочих равных условиях будет всегда тяжелее, чем балка на опорах.