Учебник Житомирский (553622), страница 4
Текст из файла (страница 4)
более высокое качество и сиижеиие т, Выбор более рациональиых значений параметров коиструкции крыла и оперения их каиструктивцо силовой схемы позволяет снизить зиачеиие т.„ Использование систем ~правления циркуляцией может сделать практически иеиужиой механизм пию крыла, что привело бы к сиижеиию значения т„,* Использование в конструкции алюмнииево литиевых сплавов, а также композициоииых материалов — новых коиструкционных материалов ~ См подразд 4 36 рис 4 ]( с повышенными характеристиками удельиой прочности о,/р и удельиой жесткости Е/и — приводит к сиижеиию зиачеиия лг„ Повышение степепи двухкоитурности 1РДД позволяет получить лучши«характеристики нх удельцой массы и удельного расхода («иизить т,, и Й,) Переход на винтовеитиляториые даик тели позволит еще больше сиизить т, из за более высокой зкоиомичиости этих двигателеи Использование двигателей с изменяемым рабочим процессом позволяет улучшить их характеристи ки и снизить значения т,„и гп, Иепосредствеииое управлеиие подъемной и боковыми силами по зволяет расширить возможности маиевреииых самолетов, повысить эффективность их исполь зоваиия Для граждаиских самолетов сииженне зиачеиий Й,„т, и ж„приводит к повышению их топлив иой зффективиости — работы производимой самолетом иа едииицу мас«ы затраченного топли ва, являющегося одпим из важнейших показателей.
определяющим целесообразцость (с точки зрения эффективности и материальиых затрат) принимаемых коиструктивиых решений при разра ботке самолетов гражданской авиации 1 57 работы студенческих КЬ авиациониых институтов, внесших определеииый вклад в раз витие отечествеииого самолетостроеиия нередко выходят иа самые передовые рубежи ие только в С«.СР, ио и в мире Так, в начале 1930 х гг в Харьков«ком авиационном институте был построеи пассажирский семиместиый самолет ХАЙ ! В октябре 1932 г состоялси первый полет этого само лета, созданного ст~деитами ХАИ под руководством профессора ХАЙ главного коистр~ктора са молета И Г Немана Это был первый в О.СР самолет с убираюшимся шасси — одии из иемиогих в мире в начале 19ЗО х гг Самолет имел максимальиую скорость 324 км/ч.
которая превышала скорость многих воеиных самолетов тех лет Самолет гтроился «ерийио и эксплуатировался иа линиях Гражданского воздушного флота до 1940 г В коиструкторском бюро спортияиой авиации Казаи«кого ави~циониого иили1у1а в!9ьо х гг бычи построены плаиеры КАК 11 и КАИ 12, которые выпускались серииио и несколько деся тилетий эксплуатировались в аэроклубах ДОСААФ Ректор«иые плаиеры КАИ 14 и КАИ 19 имели отличиые ЛТХ и превосходили зарубежиые плаиеры даиного класса в те годы, оии выпуска лись малой серией Руководил КБ спортивной авиации М П Симонов Учебно тренировочный самолет «Лидер» с отличиыми летно техиическими характеристиками построек в (985 г под руководством главного конструктора П Альм~ рзина в студеическом конструк торском бюро Куйбышевского авиациоиио~о института Там же был построеи ряд сверхлегких самолетов, отвечающих совремеииым требованиям к летательным аппаратам этого класса и выпол неииых иа уровне лучших зарубежных образцов сверхлегких самолетов В Московском авиацноииом ииституте в последиие годы был «проектировав и построен зкспери меитальиый спортивно пилотажиый самолет «Квацт» На сачоле1е была примеиеца си«тема ие посредственного управлеиия подъемной силой крыэа расширившая маиеврсииые характеристики самолета Научиый руководитель темы С М Егер главный конструктор самолета К М Жидовец кий работа выполнеиа студеитами дипломииками и выпускииками МАИ Самолет «Кваит~ у«тако вил пять мировых рекордов Коигчио зто далеко ие полный перечеиь достижений студенческил КЬ авиационных в~зов Для пополиеиия сведений в этих вопросах читателю рекомеид~ется поэиакомитьгя с киигой Горбенко К С Макарова Ю В «Самолеть| строим сами~ (М, Машиностроение !989 г 1 В заключение историко-технического очерка развития самолетов необходимо отметить, что проведенный выше анализ самолетов и их конструкции с позиций весового совершенства будет продолжен и развит ниже прн анализе и сравнительной оценке конструктивных решении агрегатов и частей самолета $1 6 КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИ АЛЫ В современных авиапионных конструкциях находят наибольшее применение высокопрочные алюминиевые, магниевые и титановые сплавы, стали, в том числе высокопрочиые легированные и коррозионно стойкие, и композиционные материалы Правильный выбор материала элементов конструкции может существенно улучшить весовые и летно-тактические характеристики самолета, а также снизить материальные затраты на его производство и чкспл~атацию При выборе материала учитываются его механические.
свойства (пределы прочности гу„текучести о„сопротивления усталости при различных циклах изменения напряжений, модуль упругости Е, износостойкость, вязкость и др ) „теплофизические и химические свойства (коэффициент линейного расширения а, теплопроводность Х, коррозионная стойкость и др ), плотность р, стоимость н дефицитность сырья, степень освоения и производстве, технологические свойства (пластичность, свариваемость, литейные качества, обрабатываемость резани- (9 в.1О-', г!см' о., ИПа а, руб~кг М эте риалы —. 1О-1~ Е (см,гс1' Алюминиевые сплавы деформируемые литейные 14,8 20,4 7,4 18,5 2,7 Магниевые сплавы деформнруе- мЫЕ л итЕЙи ЫЕ 11,0 18,7 11 О 150 200 340 200 270 1,8 2,50 1,8 Тнгановые саланы деформируе мые литейные 11,0 29,0 14 0 !90 5 10 500 1300 630 860 120 Стали углеродистые легированные высоиопрочные 01 02 0,2 0,4 5 !О 2,70 2,70 2,70 5,4 8,3 5,4 20,6 20,6 30,6 210 210 2!О 420 650 800 1600 1600 2400 7,8 7,8 7,8 Кем пози цнонные материалы 2,5 !0,0 40 60 1,4 2,6 20 ем), определяющие возможность применения наиболее производительных про изводственных процессов — штамповки, прессования, литья, сварки и др При выборе материала для элементов конструкции учитываются также их форма и размеры, величина и характер нагрузки (постоянная, ударная, цикличес кая), тепловое нагружение, наличие в элементах конструкции отверстий, перепадов сечений и других концентраторов напряжений Однако наибольшее внимание при выборе материала уделяется удовлетворению требования обеспечения необходимой прочности и жесткости конструкции при наименьшей массе, обеспечению весовой выгодности или весовой эффективности материала Весовая эффективность материала, определяемая его удельной прочностью а„„/р (отношением допустимых напряжений к плотности) и удельной жесткостью Е/р (отношением модуля упругости материала к его плотности) для различных видов деформаций разная.
Разные и критерии !211. Так, при растяжении это о,/р, при общей потере устойчивости при сжатии Е/р, при сдвиге т./р, при потере устойчивости при сдвиге ~~®~ при изгибе и кручении 2/3 2~3 о, /р и т, /р, при повторных нагрузках а,„/р (значения а„„при заданном Р усталостном ресурсе конструкции принимаются равными а,„). Выгодность материала с учетом его стоимости определяется отношением удельной прочности о„,ф к стоимости 1 кг материала а, например о,/ра.
Какими же характеристиками обладают конструкционные материалы~ !.6.1. Алюминиевые сплавы — это сплавы, отличающиеся высоким, сравнимым с легированными сталями, сопротивлением усталости и хорошими технологическими характеристиками. Последнее позволяет применять к ним при обработке штамповку, прокатку, ковку и резание, а к некоторым из них и сварку. Они делятся на деформируемые (для производства листов, профилей, штамповок, поковОк путем деформации) и литейные (для фасОнных ОтлиВОк) сплавы Их Основные характеристики приведены в табл 1.2 Деформ и руем ые алюм и нне вые сплавы. Сплав Д16— дюралюмин системы А! — Сц — Мд Применяется для изготовления обшивок, стрингеров, лонжеронов, шпангоутов, иервюр„деталей системы управления Имеет хорошую пластичность, что и позволяет широко применять штамповку для изготовления силовых элементов планера.
Свариваемость плохая, хорошо Обрабатывается резанием !1~. Сплав Д19 сохраняет работоспособность до более высоких, чем Д16, тем ператур (1=250'С) и имеет несколько более высокие по сравнению с ним характеристики а,/р (см. табл 1.2) Используется для изготовления обшивки и заклепок Сплав АК4-11 — жаропрочный коночный сплав (Х до 350'С) для изго1овления монолитных панелей сверхзвуковых самолетов.
Сплав АК6 — ковочный алюминиевый сплав для изготовления горячештампованных и кованных деталей, кронштейнов сложной формы, рычагов качалок, монолитных панелей дозвуковых самолетов. В95 — высокопрочный сплав системы А! — Хп — Мд — Сп, применяемый для обшивок и деталей силового набора планера (поясов лонжеронов). Сваривае мость плохая. Сплавы АМц, АМг2 и АМгб систем А! — Мп и А! — Мд отлично свариваются и применяются для изготовления емкостей, топливных баков н трубопроводов. Сплавы В65, Д18П, Д19П и АМг5 применяются для изготовления заклепок. Спеченные алюминиевые сплавы, получаемые методами порошковой металлургии, позво~яют деталям из этих сплавов работать до 1=500'С Эти сплавы хорошо свариваются и обрабатываются резанием, у них высокая коррозионная стойкость 11~, Таблица 12 Сравнительная характеристика материалов, применяемых в авиационных конструкциях Л и т е й н ы е а л ю м и н и е в ы е с и л а в ы .
АЛ4, АЛ9 — конструкционные сплавы для отливки деталей сложной конфигурации, работающих при температуре до 200 'С АЛ5, АЛ19 — жаропрочные сплавы для литых деталей, рабогающих при температуре до 250 и 300 С ВАЛ5, ВАЛ10 — высокопрочные сплавы для литья высоконагруженных деталей, работающих при температуре до 200 и 250 С Сплавы А! — 1! обладают меньшей плотностью, большим значением а,/р и Е/о, хорошей свариваемостью, что делает их весьма перспективными в авиастроении. 1.6.2. Магниевые сплавы легче алюминиевых в 1,5 раза, отлично обрабатываются резанием, могут свариваться, имеют хорошие литейные качества. Недостатки: малан коррозионная стойкость, недостаточная пластичность при нормальной температуре, низкая температура плавления (пожаро- опасность), МА2-1 применяется для изготовления кованных и штампованных деталей сложной формы, работающих при температуре до 150 С (крышки люков), МА8 применяется для изготовления листовых обшивок элеронов, рулей, закрылков и др.
ВМ65-1 применяется для нагруженных деталей систем управления, штампованных барабанов колес, кронштейнов, качалок. МЛ5 — литейный сплав для изготовления барабанов колес, штурвалов, педалей, каркасов кресел 1.6.3. Титановые сплавы обладают высокой удельной прочностью, жаРО- прочностью, хорошей коррозионной стойкостью (поверхностная окисная пленка устойчива до 1=550'С).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
