Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов (Шейнин В.М., Козловский В.И., 1977 - Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. Том 1)

й УДК 629.735.33.001.2(031) ПРЕДИСЛОВИЕ Табл. 50, ил. 93, список лиг, 75 назв. Ш 182-77 038(01)-77 Рецензент д-р техн. наук проф. А. А. Бадягин Шейнин В. М., Козловский В. И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. Т. 1. Весовой расчет самолета и весовое планирование. М., «Машиностроение», 1977, 344 с. В справочном пособии дано определенпе предмета н задач весового проектирования как технической дисциплины„ приведены блок-схемы процесса весового проектирования как элементы общей системы машинного проектирования; изложены теории, методы и формулы укрупненных, поагрегатных и по- детальных весовых расчетов пасса кирских самолетов, а также методы пересчета, основанные на производных и градиентах; получил развитие метод многократных вычислений и на его основе предложены алгоритмы весовых расчетов; описана концепция коэффициента роста; выполнены анализы точности весовых формул на основе теории ошибок и теории вероятностей; разработана теория весового планирования и система весового контроля.

Справочное пособие рассчитано на инженеров, занимакщихся проектированием пассажирских самолетов. Оно может быть также полезно научным работникам, преподавателям и студентам авиационных вузов. © Издательство «Машиностроение», 1977 г. ичттт.тойь4а.зрь.гн - Самолет своими руками71 Одним из главных направлений развития самолетостроения является планомерное и целенаправленное повышение технической и зкономической эффективности самолетов.

Эффективность самолета достигается оптимизацией решений на всех этапах создания самолета, а также рациональными методами его эксплуатации. Главным фактором повышения эффективности является минимизация массы, составляющая основную цель всех процессов весового проектирования. Вопросы весового проектирования самолета отражены в сравнительно небольшом количестве работ н весьма неполно. Недостаточно освещены особенности самолетов широкофюзеляжных и сверхзвуковых, короткого и вертикального взлета и посадки, с ламинарным обтеканием, а также проблемы оптимизации параметров самолета и его конструктивно-силовых схем, методика расчетов моментов инерции и многое другое.

Применение различных методов расчета при проектировании современной весьма сложной и быстро видоизменяющейся техники немыслимо без глубокого понимания физической природы различных закономерностей, положенных в основу этих методов. Поэтому наряду с изложением расчетных формул и методов в книге показана теоретическая нх основа и помещены краткие истори-, ческие экскурсы, облегчающие понимание предмета.

Хорошее понимание методов необходимо не только для удовлетворительного применения, но и для систематического их совершенствования, ибо с каждым поколением самолетов появляется много нового: меняются архитектурные формы, компоновка частей самолета, силовые схемы, конструктивные решения, появляются новые технологические процессы, авиационные материалы и т. п. Учет подобных изменений приводит к необходимости корректировки ранее применявшихся методик и разработке новых. В книге помещены теоретические материалы, облегчающие выполнение этой работы. При подготовке настоящей книги многие ранее опубликованные методы и формулы весового расчета были собраны и классифицированы по группам и подгруппам на основе их сложности, точности и области применения.

с, й Точности расчетов всегда придавалось большое значение, теперь же требования к ней неизмеримо возросли, поскольку разрабатываютсв не только проекты самолетов, но и обширные программы, включающие целые семейства модификаций или даже полную гамму самолетного парка. В соответствии с этим в книге изложены различные пути повышения точности методов весового расчета, проанализировано влияние точности весового расчета на эффективность самолета.

Усовершенствованы и уточнены ранее опубликованные формулы различных авторов (по аналогии с отечественными (13, 371 и зарубежными 155, 60) работами формулы именуются фамилиями их авторов). В каждом таком случае указан характер изменения с тем, чтобы сохранялось представление о первоначальном виде. Формулы отличаются от первоначальных авторских вариантов еще и тем, что в книге разграничены понятия массы и веса, тогда как все ранее опубликованные работы используют лишь термин «вес» с соответствующими обозначениями и физическими единицами. Чтобы еще больше не отдалить формулы от их исходных вариантов введением дополнительных коэффициентов, в работе при переходе на СИ принято 1 кгс~10Н=1 даН (деканьютои).

В первом томе введение и главы 1 (кроме подразделов 1. 3 и 1.4), 2, 3, 6 и 7 написаны В. М. Шейниным, главы 4, 5 и подразделы 1.3 и 1.4 написаны В. И. Козловским; 1.2.3 написан совместно, Авторы книги выражают глубокую благодарность инженерам: Л. Е. Алексеевой, М. С. Большакову, Т. Н. Геновой, Ю. А. Евдокимову, Г. В. Захарчук, Г. А. Комаровой, Ф. Ф.

Симфорову — за участие в работе по анализу и совершенствованию ранее опубликованных формул. Авторы отмечают очень полезную работу рецензента книги профессора д-ра техн. наук А. А. Бадягина и выражают ему свою искреннюю благодарность. ммлчжоКЬ4а.зрв.гп - Самолет своими руками?! ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ, ИНДЕКСЫ е а в ускорение; а~=а;!а в относительная величина, удельное значение части аю в долях целого — а; Ь вЂ” хорда крыла;  — хорда кессона крыла; с в относительная толщина крыла; с» — удельный расход топлива; Н вЂ” диаметр; Р— сила; д — ускорение свободного падения.

уха =шва/Ро — удельная масса двигателя; 1т, Ь вЂ” высота; К вЂ” аэродинамическое качество; Х вЂ” угол стреловидности крыла (по 1/4 хорд полукрыла); 1.— дальность полета; дистанция нервюр, шпангоутов; 1 — длина, размах крйла; Л=Р13 — удлинение крыла; Л ь — удлинение фюзеляжа; М вЂ” число М; М вЂ” момент силы; юи — масса; 1У вЂ” мощность; Же= ХУсьпе — стартовая энерговооруженность самолета; л~, аэ — перегрузка эксплуатационная и расчетная соответственно; б=ша — вес, сила тяжести; Рс — стартовая тяга двигателей; Ре=ХРзйпе — стартовая тяговооруженность самолета; р — давление, удельная нагрузка на крыло; а= т13 — поверхностная плотность конструкции; о = ш/У вЂ” плотность; 8 — площадь поверхности; з — площадь сечения; а — нормальное напряжение; ч Ьс7Ь вЂ” сужение крыла; «вЂ касательное напряжение; У в скорость; объем.

Сокращения АУТ вЂ” агрегат усиления тяги„ ВСУ вЂ” вспомогательная силовая установка; ВΠ— вертикальное оперение; » Обозначения менее общего характера приведены в 3.1.1; 3.2.1; 3.3.1; 3. 4. 1; 3. б. 1 и при некоторых формулах. ) Б ртрррф.тоКЬ4а.зрь.гп - Сабеолет своими рукампс посадки; Индексы ВПП вЂ” взлетно-посадочная полоса; ГΠ— горизонтальное оперение; ГТД вЂ” газотурбинный двигатель; Днф — компоновка двигателей на фюзеляже; ДпК вЂ” компоновка двигателей под крылом; ДТРД вЂ” дву ур ЖРД вЂ” жидкостно-ракетный двигатель; ЛА — летательный аппарат; МД вЂ” маршевый двигатель; ПД вЂ” поршневой двигатель; ПМД вЂ” подъемно-маршевый двигатель; .

ПОД вЂ” подъемный двигатель; ПРД вЂ” подъемно-разгонный или пороховой двига РД вЂ” разгонный или ракетный двигатель; САХ вЂ” средняя аэродинамическая хорда; СВВП вЂ” самолет вертикальною взлета и посадки; СКВП вЂ” самолет короткою взлета и посадки; СКД вЂ” смешанная компоновка двигателей; СНВП (СОВП1 — самолет нормального (обычного) взлета и СПС вЂ” сверхзвуковой пассажирский самолег; СУ вЂ” силовая установка; СУВП вЂ” самолет укороченного взлета и посадки; ТВА, ТВУ вЂ” турбовентиляторный агрегат (установка); ТВД вЂ” турбовинтовой двигатель; ТРД вЂ” турбореактивный двигагель; УЛΠ— управление лзминарным обтеканием; УПС вЂ” управление пограничным слоем; ц.

и. — центр масс. б — значение величины у борта фюзеляжа; взл — взлетный; в. о. — вертикальное оперение; г. о — горизонтальное оперение; к — конечное значение величины; к. н — коммерческая нагрузка; к. пл — конструкция планера; кр — крыло; к. ш — конструкция шасси; . з — навигационный запас топлива„ н. з— о — начальное значение, взлетная вел ичина. об — оборудование и снаряжение: оп — оперение; п.

н — полезная нагрузка; пос†посадочный; п. с — пустой самолет; п. сн — пустой снаряженный самолет; сн — ' снаряжение; с. у — силовая установка; т — топливо; ф — фюзеляж; ш — шасси; эк — экипаж. ВВЕДЕНИЕ 0.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО И ВЕСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ Проектирование как наука представляет собой систему знаний о свойствах объектов проектирования, принципах и методах выбора их параметров. Творческий процесс проектирования помимо решения проблемы выбора включает в себя разработку обширной технической документации, необходимой для изготовления объекта в определенных производственных условиях.

Полезно подчеркнуть диалектический характер проектирования как науки, выражающийся в ярком проявлении законов непрерывного движения и развития, взаимосвязи и обусловленности явлений, скачкообразного перехода количества в качество, единства и борьбы противоположностей. Последний закон, в частности, лежит в основе методов оптимального разрешения противоречий и поиска компромиссов на основе соответствующих критериев, что составляет, по существу, главное содержание проектирования. Современная практика проектирования самолетов, основанная на применении ряда фундаментальных принципов и соотношений, позволяет еще углубить и конкретизировать определение самого понятия проектирования путем рассмотрения ряда технико-экономических задач.