Проектирование мотоустановки среднемагистрального пассажирского самолета (стр. 2 из 10)

Силовое воздействие в плоскости, определяемой указанными осями, воспринимается цилиндрическим пояском на фланце двигателя, по которому осуществляется и центровка воздухозаборника.

В конструкцию воздухозаборника встроена противообледенительная система (ПОС) с отбором горячего воздуха от третьей ступени компрессора высокого давления двигателя.

Внешняя обшивка и панели объединены первым и четвертым силовыми шпангоутами. Четвертый шпангоут воздухозаборника выполняет функции поперечной противопожарной перегородки.

Носок воздухозаборника отштамованный из нержавеющей стали состоит из четырех частей, сваренных между собой встык.

Носок воздухозаборника состоит из обшивки, поперечной диафрагмы, на которой крепится коллектор с частью трубы ПОС и шпангоута № 1. Шпангоут № 1 сборной конструкции имеет кольцевую форму и состоит из стенки, усиленной поясами и диафрагмами.

Коллектор входит в конструкцию противообледенительной системы воздухозаборника (ПОС). Звукопоглощающая канальная панель (ЗПК) конструктивно выполнена в виде двух дюралюминиевых обшивок, между которыми вклеен сотовый заполнитель. Со стороны проточной части обшивка перфорирована. ПО торцам панели приклеены профили для стыковки с носком по шпангоуту № 1 и со шпангоутом № 4 воздухозаборника.

2. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА

В конструкциях современных самолетов можно наблюдать большое разнообразие типов, форм и расположений воздухозаборников. Это связано с тем, что они должны обеспечивать наиболее эффективное использование кинетической энергии набегающего потока и вместе с тем иметь минимальное лобовое сопротивление. Форма внутреннего канала должна обеспечивать возможно малые потери энергии на трение, но одновременно отвечать условиям лучшей компоновки самолета.

В случае отсутствия аэродинамических продувок по воздухозаборникам нагрузки на них можно приближенно определить, исходя из двух режимов полета самолета. Получаемые нагрузки будут несколько завышены по сравнению с действительными и пойдут в запас прочности.

Поскольку профили гондол и капотов подобны профилю крыла и обтекаются воздушным потоком на режимах, соответствующих большим углам атаки крыла, на них возникают значительные аэродинамические нагрузки.

В эксплуатации встречаются различные случаи нагружения гондол. Наибольший интерес представляют два случая, учитывающие полета при максимальных скоростях и маневрах самолета.

2.1. Исходные данные для силового расчета

Аэродинамические нагрузки на мотогондолу приведены в табл. 1,

(x_yи x_z даны в долях длины мотогондолы. В носке мотогондолы х = 0).

Таблица 1

Характеристика расчетных случаев А' и Д' для установок под двигатели

Расчетные	Значения характеристик
случаи	nyэ	a, град	b, град	dзвнутр, град	q, кг/м3	yэмг , кг	xy	zэмг, кг	xz
А'	2,5	10	0	0	2000	1600/1100	0,16¸0,83	±190	0,16¸0,55
Д'	-1,0	-4	0	0	2000	-2210/-1810	0,16¸90,55	±160	0,16¸0,55

Нагрузки распределяются по внешней поверхности следующим образом:

– избыточное давление по поверхности определяется по формуле (1.1)

DP^э = pq , (1.1)

где DP^э – избыточное давление на поверхности;

q – скоростной напор;

p – рассчитывается по формуле:

p = p₁+ p_y + p_z. (1.2)

Величина p₁ определяется по графику на рис. 4

Величина p_y для случая Д' дается на прилагаемом графике (рис. 5). Для других режимов величина p_yпересчитывается пропорционально Y_мг.

Значение p_z определяется по формуле:

p_z = p_za + p_zb . (1.3)

Распределение p_za по контуру и длине воздухозаборника дается на графике (рис. 6). При этом p_za определяется по выражению:

p_za = (z(a)_мг/q)K_za. (1.4)

В случаях А' и Д' z(a)_мг = z_мг, в других расчетных случаях следует принимать z(a)_мг = ±180 кг. K_za определяется по графику на рис. 6.

Распределение p_zb по контуру принимается таким же как и для p_za. При этом:

p_zb= ((z_мг – 180)/q)K_zb. (1.5)

где z_мг – берется из таблиц;

K_zb– определяется по графику на рис. 7.

2.2. Распределение расчетных аэродинамических нагрузок по длине воздухозаборника

Нагрузки на внутреннюю поверхность воздухозаборника представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Расчетные значения нагрузок в случае А'

х	0°	60°	120°	180°	240°	300°
0	-1105	-545 -804	564 305	+1105	545 804	-564 -305
0,05	-940	-464 -679	476 261	+940	464 679	-476 -261
0,1	-774	-383 -553	391 221	+774	383 553	-391 -221
0,153	-597	-296 -431	302 167	+597	296 431	-302 -167

Таблица 3

Расчетные значения нагрузок в случае Д'

х	0°	60°	120°	180°	240°	300°
0	+442	207 -12	-235 -454	-442	-207 12	235 454
0,05	+376	177 -3	-199 -379	-376	-177 3	199 379
0,1	+310	146 2	-164 -308	-310	-146 -2	164 308
0,153	+239	113 -1	-127 -241	-239	-113 1	127 241

2.3. Распределение нагрузок по длине и по сечениям воздухозаборника

2.3.1. Несимметричное распределение нагрузки

Характер несимметричного распределения максимальных нагрузок по длине воздухозаборника в случае А' показан на рис. 8, а по сечению воздухозаборника на рис. 9

Распределение нагрузок по длине воздухозаборника

Рис. 8

Изменение максимальных нагрузок по сечению воздухозаборника

Рис. 9

Расчетные нагрузки в случае А' и Д' определяются по формуле:

p = f·q·(z/q)· K_za (1.6)

Нагрузки по длине мотогондолы определим, подставляя значения для случая А':

p = 2·2000·(±190/2000)· K_za = ±380K_za .

В случае Д':

p = 2·2000·(±160/2000)·K_za = ±320K_za .

Нагрузки по контуру мотогондолы определим, подставляя значения для случая А':

p = ((±190 – 180)/2000)·2·2000·K_zb= (20;-740)K_zb .

В случае Д':

p = ((±160 – 180)/2000)·2·2000·K_zb= (-40;-680)K_zb .

Суммарные нагрузки:

В случае А':

p = ±380 K_zaK_zb·(+20;–740) .

В случае Д':

p = ±320 K_zaK_zb·(-40;–680) .

2.3.2. Равномерное распределение нагрузки

Характер распределения нагрузки p₁ по сечениям воздухозаборника приведен на рис. 10

Характер распределения нагрузки p₁ по сечениям воздухозаборника

Рис. 10

Таблица 4

Угол	Для всех углов
Расчетный случай
А'	Д'
скоростной напор – q, кг/м2
х	Д'	2000	2000		680	2000
0	1,66	-6640	-6140
0,05	1,02	-4080	-4080
0,1	0,86	-3440	-3440
0,153	0,76	-3040	-3040

2.3.3. Распределение p_y по воздухозаборнику

Характер распределения нагрузки p_y приведен на рис. 11.

Величина нагрузки p_y по воздухозаборнику:

p_y = (1600/2210)·2·2000 = 2895,93p_y^* .

Распределение p_y по воздухозаборнику

Рис. 11

Значения p_y^* приведены в табл. 5.

Таблица 5

Значение нагрузки p_y^*

Сечение	j
х	py*	0
0	0,435	-1259	-630	630	1260	630	-630
0,05	0,370	-1072	-536	536	1072	536	-536
0,1	0,305	-883 -883	-442 -883	442 883	883 883	442	-442
0,153	0,235	-681	-681	681	681	341	-341
0,1716	0,210	-608	-608	608	608	304	-304

Коэффициент пересчета для случая Д':