Пассажирский самолёт BOEING 747-400 (стр. 2 из 6)

- масса конструкции рыла;

- местная хорда крыла;

- часть хорды, занятая баком;

- масса топлива, распределённая по всему размаху крыла;

- часть площади крыла в плане, занятая топливом;

- часть местной хорды крыла, отведённой под топливный бак.

1.3.2 Определение потребного объёма топливного бака и способа размещения топлива в крыле.

Потребный объём топливного бака может быть определён по формуле:

, (28)

где

- плотность керосина.

В рамках проектировочного расчёта топливо может быть распределено по всему размаху крыла, при этом объём топливного бака определится из следующих соображений (см. рисунок 2).

Площадь топливного бака в плане согласно рисунку 1 может быть определена по формуле:

, (29)

где

и - размеры, определяющие торцевые части топливного бака.

Средняя высота топливного бака на полуразмахе крыла может быть определена из выражения:

, (30)

где

и - высоты топливного бака соответственно в концевой и корневой части крыла.

Рисунок 1 – К расчёту внутреннего объёма топливного бака.

Чтобы определить величины, входящие в формулу (40), можно воспользоваться выражением:

(31)

и

. (32)

Тогда согласно выражению (40):

. (33)

Пусть топливо будет размещено между стенками первого и третьего лонжеронов. Тогда значения величин

и могут быть определены из следующих соотношений:

(34)

и

. (35)

Согласно выражению (39):

. (36)

Искомый объём топливного бака во всём крыле определится из выражения:

. (37)

При сравнении результатов, полученных по формулам (38) и (47), делается вывод, что полученный бак может вмещать необходимое количество топлива, расположенного в крыле.

Очевидно, что отношение площади всего крыла в плане к площади крыла в плане, занятой топливом (см. рисунок 1), составит:

. (38)

1.3.3 Определение перерезывающих сил и изгибающих моментов.

Согласно формуле (36), а также выводам, представленным в 1.3.2:

. (39)

Поперечные силы

и изгибающих моментов в сечении крыла могут быть определены с помощью численного интегрирования по методу трапеций:

(40)

и

, (41)

где

, (42)

, (43)

а сосредоточенное усилие, действующее в сечении крыла определится из выражения:

, (44)

где

- масса груза, агрегата или топлива, расположенного на отсечённой части крыла.

Результаты вычислений сведены в таблицу 1.

1.3.4 Определение крутящих моментов в сечении крыла.

Построение эпюр крутящих моментов производится для случая B, так как профиль крыла является безмоментным (

). В связи с малостью угла атаки при вычислении погонных крутящих моментов можно учитывать только составляющие воздушных и массовых сил в направлении оси y:

. (45)

Координата центра жёсткости

сечения крыла приближенно может быть определена по формуле:

, (46)

- число продольных стенок,

- расстояние до j-го лонжерона от носка сечения и его габаритная высота.

Толщина эпюрного профиля может быть определена по формуле:

. (47)

Тогда выражение (56) преобразится к виду:

. (48)

Центр давления в случае безмоментного профиля определится из выражения:

, (49)

где

- абсолютная величина производной без учёта сжимаемости, для профиля сечения берётся из профильной характеристики.

, (50)

где

- поправочный коэффициент подъёмной силы крыла определяется по графику, приведённому в /1/.

Величина

в формуле (59) учитывается только для сечений, проходящих через отклонённый элерон. Для этих сечений величина .

Коэффициент

может быть определён из выражения:

, (51)

где

. (52)

Эффективный угол отклонения элерона может быть определён по формуле:

, (53)

где угол отклонения элерона для безмоментного профиля -

.

Тогда:

. (53)

Значение

может быть определено согласно /1/, при отношении средней хорды элерона к хорде крыла - . Тогда .

Согласно выражению (62):

. (54)

Коэффициент

определяется с помощью графика, представленного в /1/, и составляет .

Согласно выражению (61):

. . (55)

Коэффициент

приближенно находится по формуле:

, (56)

Крутящий момент в сечении крыла будет определён по формуле:

, (57)

где

- сосредоточенные моменты от массовых сил агрегатов или грузов.

Результаты вычислений сведены в таблицу 2.

Таблица 1 – К расчёту поперечной силы и изгибающего момента.