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

.1 Исходные данные

подъемный крыло сечение обшивка

Длина хорды в заданном сечении: .

Величина усилий в заданном сечении: ; .

Доля изгибающего момента, воспринимаемого лонжеронами: æ=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=0,098м.

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 410018, .

.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 710022, .

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

.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 90мм, то диаметр болта определим из условия прочности по нормальным напряжениям.

,

откуда