Проектировочный расчет крыла

Основные данные F16

Таблица 1

1. Определение поперечной силы и изгибающего момента в расчётном сечении крыла

1.1 Определение подъёмной силы крыла

Величина подъёмной силы крыла определяется формулой:

(1)

где — полётный вес самолёта;

— эксплуатационная перегрузка;

— коэффициент безопасности;

; .

(2)

;

.

1.2 Эпюра воздушной нагрузки на крыло

Разбиваем крыло на 10 условных сечений, и измеряем на чертеже (см приложение) длины полученных хорд bi, в дальнейшем подставляем их в формулы (3), (4), (5). Сами же подсчеты произведены в программном приложении Microsoft Excel (таблица 2.).

Распределение воздушной нагрузки на крыло в первом приближении принимается пропорциональным хордам и вычисляется по формуле:

(3),

где — величина погонной воздушной нагрузки на крыло;

— величина хорды сечения;

1.3 Эпюра нагрузки от массы крыла

Величина погонной нагрузки на крыло от его собственного веса определяется формулой:

(4)

где — вес крыла.

.

1.4 Эпюра нагрузки от массы топлива

Величина погонной нагрузки на крыло от веса топлива определяется формулой:

(5)

где — вес топлива.

.

1.5 Суммарная эпюра погонной нагрузки на крыло

Суммарная эпюра погонной нагрузки получена сложением эпюр погонной нагрузки на крыло от воздушной нагрузки, нагрузок от массы крыла и массы топлива.

1.6 Эпюра поперечных сил

Эпюра поперечных сил получена методом графического интегрирования эпюры суммарной погонной нагрузки на крыло, затем к ней прибавлены местные нагрузки от расположенных на крыле агрегатов — в данном случае на крыле нет никаких агрегатов.

1.7 Эпюра изгибающих моментов Эпюра изгибающих моментов получена методом графического интегрирования эпюры поперечных сил.

Таблица 1.2

1.8 Величины поперечной силы и изгибающего момента в расчётном сечении крыла Величины поперечной силы и изгибающего момента в расчётном сечении крыла — в зоне — сняты с полученных эпюр поперечной силы и изгибающего момента и составляют:

.

2. Проектировочный расчёт крыла в зоне

2.1 Исходные данные подъемный крыло сечение обшивка Длина хорды в заданном сечении: .

Величина усилий в заданном сечении:; .

Доля изгибающего момента, воспринимаемого лонжеронами: ж=50%.

Материал силовых элементов: Д16Т,, .

Положения лонжеронов: 1-го; 2-го .

Редукционные коэффициенты поясов лонжеронов, стрингеров и обшивок:

при работе на растяжение:;; ;

при работе на сжатие:;; .

Число стрингеров:, шаг h=0,098 м.

2.2 Расчёт основных размеров сечения

;

;

.

2.3 Замена кессонной части крыла прямоугольным сечением из двух поясов и двух стенок

.

2.4 Замена действия действием пары сил и

.

2.5 Подбор размеров силовых элементов нижнего пояса

.

2.5.1 Определение размеров нижних поясов лонжеронов

;

;

;

2.5.2 Форма и размеры нижних поясов лонжеронов

;

;

;

;

;

;

;

.

2.5.3 Подбор стрингеров

;

;

подходит профиль 410 018, .

2.5.4 Определение толщины обшивки

;

;

подходит обшивка толщиной 0,8 мм.

2.6 Подбор размеров силовых элементов верхнего пояса

.

2.6.1 Определение размеров верхних поясов лонжеронов

;

;

.

2.6.2 Форма и размеры верхних поясов лонжеронов

;

;

;

;

;

;

;

.

2.6.3 Подбор стрингеров

;

;

подходит профиль 710 022, .

2.6.4 Определение толщины обшивки

;

;

;

подходит обшивка толщиной 1 мм.

2.7 Толщины стенок лонжеронов

;

.

3. Расчёт размеров соединительных болтов ОЧК крыла с центропланом

3.1 Расчет болтов для лонжеронов

Продольная сила в сечении соединения ОЧК с центропланом:

Так как лонжероны (верхние) воспринимают половину нагрузки, приходящей на верхний пояс, а количество болтов — 4 (см приложение), то диаметр болта определим из условия прочности по нормальным напряжениям.

Предположим, болты из стали 30ХГСА — допустимое напряжение (запас прочности учтен в п. 1.1), где .

откуда

3.2.Расчет болтов для фитинга обшивки

Так как обшивка воспринимает половину нагрузки, приходящей на верхний пояс, а количество болтов — 7 (см приложение), шаг 90 мм, то диаметр болта определим из условия прочности по нормальным напряжениям.

откуда