Проектирование мотоустановки среднемагистрального пассажирского самолета (стр. 4 из 10)

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника в случае Д’

åp = pycosj + pzsinj
j
0°	60°	120°	180°	240°	300°
х	pycosj	442	221	-221	-442	-221	221
0	pzsinj	-14 -233	-14 -233	14 233	14 233
å	442	207 -12	-235 -454	-442	-207 -12	235 454
pycosj	376	188	-188	-376	-188	188

Продолжение табл. 13

0,05	pzsinj	-11 -191	-11 -191	0	11 191	11 191
å	376	177 -3	-199 -379	-376	-177 3	199 379
pycosj	310	155	-155	-310	-155	155
0,1	pzsinj	-9 -153	-9 -153	9 153	9 153
å	310	146 2	-164 -308	-310	-146 -2	164 308
pycosj	239	120	-120	-239	-120	120
0,153	pzsinj	-7 -121	-7 -121	7 121	7 121
å	239	113 -1	-127 -241	-239	-113 1	127 241

2.5. Определение равнодействующих нагрузок по сечениям воздухозаборника от внешних и внутренних аэродинамических нагрузок

Суммарное распределение нагрузки в поперечном сечении воздухозаборника

Рис. 16

Расчет нагрузок от внешних аэродинамических сил (для нижних значений p_z производится по формулам:

, (1.7)

. (1.8)

Принимаем значение pr = 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	pycosj	pzsinj	qy	qz	qS, кг/м	a, град
0	-1260cosj	-83sinj	-3561	-235	-3569	3,8
0,05	-1072cosj	-47sinj	-3029	-133	-3032	2,5
0,1	-883cosj	-33sinj	-2495 -2838	-93	-2497 -2840	2,13 1,88
0,153	-681cosj	-49sinj	-1925 -2138	-138	-2143	3,7

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	pycosj	pzsinj	qy	qz	qS, кг/м	a, град
0	1740cosj	-93sinj	4917	-263	4924	3,06
0,05	1481cosj	-58sinj	4185	-164	4188	2,25
0,1	1220cosj	-42sinj	3448 3893	-119	3450 3895	1,98 1,75
0,153	941cosj	-53sinj	2659 3024	-150	3028	2,84

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;

– D_{окр. болтов} = 1440 мм;

Распределение суммарной погонной нагрузки в точках Д, С, В, А определяем как:

q_Д = 3835 + 3777 = 7607 кг/м;

q_С = 3157 + 3046 = 6203 кг/м;

q_В = 2526 + 2425 = 4951 кг/м;

q_А = 2000 + 1977 = 3977 кг/м.

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине представлено на рис. 17

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине воздухозаборника

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 М_А:

М_А = 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 х_ц.д.= 1056/3274 = 0,3225 м .

Расчетные нагрузки на болты определяем по формулам [6]:

Р_max = 4M/nD_окр.б. , (1.9)

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

Срезающая нагрузка буртика (зуба) проставки:

Р_ср^р = 3274 кг .

Вес воздухозаборника G_в-ка = 93 кг, х_ц.т. = 350 мм вперед от плоскости крепления к проставке.

Нагрузки на болты крепления воздухозаборника от инерционных нагрузок представлены на рис. 18.

Рис. 18

Задаемся коэффициентом перегрузки n = 1,5, тогда

Р_инрц = G_в-ка·n = 93·1,5 = 140 (кг) .

М = 0,35·140 = 49 (кг·м) .

Р_б = (4·43)/(12·1,44) = 11,34 (кг) .

Суммарный М_изг =

= 1059,271 (кг·м) .

Максимальная растягивающая нагрузка на болт Р_болт = 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

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:

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

Срезающая нагрузка воспринимается буртиком проставки – Р_ср^р = 2400 кг.

2.7. Проверка прочности воздухозаборника самолета

2.7.1. Исходные данные для расчета

Внутренняя обшивка: D = 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 – g = 35±5 кг/м³; s_сж = 15 кг/см². Параметры заполнителя и перфорированной обшивки приведены на рис. 21.

Параметры заполнителя и перфорированной обшивки

Рис. 21

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

Обечайка изготовлена из Д16Т, D = 1,8 мм, травленная с D = 1,8 мм до D = 1,2 мм. Максимальный размер клетки 101 на 120 мм. Характерные размеры и сечения представлены на рис. 22

Типовое сечение обечайки

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 = å(0,4D³d) = 0,4·142,5³·0,12 + 0,4·192³·0,12 + 0,4·138,5³·d_пр = 638037,84 см⁴ .

Приведенная толщина внутренней общивки:

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

Нормальные напряжения от изгиба воздухозаборника:

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

Избыток прочности