Проектирование фюзеляжа административного самолета

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт авиационных  технологий и управления

Кафедра «Самолетостроение»

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «Основы проектирование самолетов»

 

студенту Толманов В.Н.      группы  АСВд -41

 

Тема: Проектирование фюзеляжа административного самолета

Исходные данные

Тактико-технические характеристики
Наименование	Значение	Примечание
Крейсерская скорость	= 930 км / час
Практическая высота	= 15500 м
Дальность полета	= 8000 км
Количество пассажиров	= 10 чел

 

 

Содержание:

1. Геометрическая модель фюзеляжа
2. Весовая модель фюзеляжа
3. Прочностные расчеты с учетом соответствующих нагружений.

 

 

Объем работы:

 

1. Графическая часть 

 

Общий вид фюзеляжа – 1-2 листа формата  А1 или 1 файл

Координаты расположения силовых элементов фюзеляжа – 1-2 листа формата А1 или 1 файл

Сборочный чертеж заданного узла – 1 лист формата А1 или 1 файл

 

 

2. Пояснительная записка 25-30  л ф. А4

 

 

 

Дата выдачи задания                         Срок выполнения 

 

 

Руководитель работы _________________    Вольсков Д.Г.

 

АННОТАЦИЯ

 

Курсовой проект содержит:

страниц – 96

рисунков – 32

таблиц – 16

приложений – 9.

Цель работы - спроектировать общий вид административного  самолёта, его конструктивно - силовую схему, силовую установку, кинематическую схему выпуска и уборки шасси, лонжерон и монолитную панель минимальной массы, рассчитать технико-экономические показатели проектируемого самолёта и провести анализ его безопасности.

Методы исследования: статистический анализ, расчёт.

В выпускной работе разработан общий вид самолёта, конструктивно - силовая схема, показана увязка основных агрегатов, спроектирована топливная система, проведены основные расчёты её систем, выбрана кинематическая схема выпуска и уборки шасси и рассчитаны параметры ее тяги, подобраны монолитная панель и лонжерон минимальной массы, рассчитаны технико-экономические показатели и проведен анализ безопасности проектируемого самолёта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Раздел 1 Общий вид самолета

Введение

1.1. Сбор и обработка статистических данных. Разработка тактико-технических требований

1.2 Тактико-технические требования (ТТТ)

1.2.1 Выбор и обоснование схемы самолета и его основных параметров

1.2.2 Определение взлетной массы самолета

1.3 Определение геометрических характеристик самолета

1.3.1 Определение геометрических параметров крыла

1.3.2 Определение геометрических параметров фюзеляжа

1.3.3 Определение геометрических параметров ГО и ВО

1.3.4 Определение параметров шасси

Раздел 2 Конструктивно-силовая схема

Введение

2.1 Выбор конструктивно-силовой схемы крыла

2.1.1 Расстояние и расположение нервюр в крыле

2.1.2 Выбор расстояния между стрингерами и нервюрами

2.2 Выбор конструктивно-силовой схемы фюзеляжа

2.3 Выбор конструктивно – силовой схемы оперения

2.4 Выбор конструктивно-силовой схемы шасси

Раздел 3 Силовая установка

Введение

3.1 Проектирование силовой установки

3.1.1 Краткое описание самолета

3.1.2 Общее описание и расчет топливной системы

3.1.3 Сливная магистраль и система аварийного слива

3.1.4 Система дренажа

3.1.5 Масляная система

3.1.6 Расчет воздухозаборника

Раздел 4 Проектирование шасси

Введение

4.1 Проектирование элементов конструкции основной стойки шасси

4.1.1 Описание схемы шасси

4.2 Описание агрегатов главной стойки шасси

4.2.1 Амортизационная стойка

4.2.2 Шлиц-шарнир

4.2.3 Подкос- цилиндр уборки и выпуска

4.2.4 Тележка главной ноги

4.2.5 Механизм запрокидывания тележки

4.3 Расчет элементов основной стойки шасси

4.3.1 Исходные данные

4.3.2 Подбор колес

4.3.3 Определение параметров амортизатора

4.3.4 Определение нагрузок на стойку

4.3.5. Построение эпюр изгибающего и крутящего моментов

4.3.6 Определение толщин штока и цилиндра

4.3.7 Заключение о прочности штока и цилиндра

Раздел 5 Проектирование лонжерона минимальной массы

5.1 Выбор и обоснование КСС лонжерона. Исходные данные для расчета

5.2 Проектирование поясов лонжерона

5.3 Проектирование стенки лонжерона

Раздел 6 Расчет монолитной панели

6.1 Конструктивно-технологические особенности монолитных панелей

6.2 Расчетная схема. Постановка задачи

Раздел 7 Технологическая часть

Введение

7.1 Разработка техпроцесса листовой штамповки и проектирование штампа

7.1.1 Конструктивно-технологический анализ детали, выбор заготовки и схемы штампа

7.1.2 Проектирование штампа, выбор оборудования

 

Раздел 8 Экономическая часть

8.1 Расчет самолетостроительного ОКБ

8.1.1 Затраты на проектирование

8.1.2 Затраты на изготовление опытных образцов

8.1.3 Затраты на испытания и доводку опытных образцов

8.2 Расчет себестоимости самолета и цены самолета без двигателей и с двигателями

 

Раздел 9 Безопасность жизнедеятельности

9.1 Система аварийной эвакуации пассажиров

9.2 Требования к системе аварийного покидания самолета

Заключение

Перечень  ссылок 
Раздел 1

Общий вид самолета

Введение

 

Целью данного задания  является рассмотрение возможного варианта проектирования самолета административного  класса со следующими летно–техническими данными:

дальность полета L= 8000км,

количество пассажиров N_пас=10 чел.

Для сбора статистических данных о самолетах такого класса были выбраны следующие самолеты:

1. Mustere-Falkon – 900 французской фирмы Dassault – Breguet.
2. Golfstream - III, США, фирма "Golfstream Aerospace".
3. Golfstream - IV, США, фирма "Golfstream Aerospace".
4. Ил – 108 – конструкторское бюро им. Илюшина.
5. Як – 48 – КБ им. Яковлева.

Разрабатываемый самолет  относится к классу легких пассажирских самолетов класса А.

Задача проектирования состоит в разработке конструкции  нового самолета и его составляющих элементов. На начальной стадии проектирования была произведена разработка общего вида самолета. Для этого проведено ознакомление с основными тактико-техническими требованиями (ТТТ), предъявленными к самолету, летно-техническими характеристиками (ЛТХ), схемами, основными параметрами, общим устройством самолетов и агрегатов, силовой установкой (СУ), увязкой основных элементов агрегатов самолета, правилами выполнения чертежей общего вида самолета и общего устройства его агрегатов.

В современном инженерном проектировании для принятия оптимальных решений широко используются физические и математические модели, учитывающие различные расчетные условия и ограничения, реализуемые с применением различных видов программирования на ЭВМ. В данной работе применяется метод проектирования на базе статистических данных существующих самолетов, а также расчет.

1.1 Сбор и обработка статистических  данных. Разработка тактико-технических  требований

 

Сбор и обработка  статистических данных в ходе проектирования самолета позволяет:

1.Получить наглядное  представление о современном  уровне развития самолетостроения  с учетом:

а) типов самолетов, необходимых  народному хозяйству;

б) задач, которые они  выполняют;

в) летно-технических  качеств;

г) средств достижения этих качеств: применяемых схем самолетов, геометрических и массовых параметров, силовой установки, конструкционных  материалов, способов производства и другие.

2.Определить тенденции  и перспективы развития разрабатываемого  типа самолета, количественные и  качественные изменения ТТТ к  самолету, эволюцию его назначения, условия производства и эксплуатации.

3.Определить ряд параметров самолета.

Анализ статистического  материала дает возможность разработать  ТТТ к проектируемому самолету, выбрать  его схему.

Для сбора статистических денных необходимо использовать данные самолетов, аналогичных проектируемому и имеющих близкие летно-технические характеристики и условия эксплуатации. Эти данные вносятся в статистическую таблицу 1.

 

 

Таблица 1. Статистические данные

	Наименование самолета	Mustere-Falkon –900	Golfstream- IV	Golfstream- III	Ил-108	ЯК - 48
Летные данные	Vmax,км/ч	1000	908	874	800	830
	Hmax,км	15.55
	Vкрейс, км/ч	918	729	818	680	700
	Hкрейс,км	12	10.67	11	12	11
	Vвзл, км/ч	190	210	195	200	190
	L(mт max), км	7035		7598
	L(mгр max),км	6000			4850	4500
	Lразб, км			0.97	1.8
	Lпроб, км	0.7	0.975	1.55
Массовые данные	m0(mвзл), кг	13000	16525	19072	8800	6582
	m0 max, кг	20640	26535	31615	14300	10700
	mпос, кг	18525	23350	26535	12830	9600
	mпуст, кг	10240
	mгр, кг		2160		1500
	Nпас, чел	15	18	18	15	12
	mт, кг	8625			3800	3500
Данные силовой установки	Число и тип двигателя	3 ТРДД	2 ТРДД	2ТРДД	2ТРДД	2ТРДД
	Р0, кгс	2000	3524	2535	2200
Геометрические данные	S, м2	49.03	88.29	86.83	33.01	25.38
	l, м	20	22.75	20	15	16.25
	X	28	31	30	28	31
	λ	8.2	5.9	4.6	6.8	10.4
	η	3	3.3	3.3	2.6	2.6
	Lф, м	19.5	24.3	22.7	14	16.2
	Dф, м	2.5	2.4	2.4	2.4	2.4
	λф, м	7.8	10.1	9.4	6	6.7
	Sф, м	12.3	7.58	10.53	6.65	4.38
	ΣSМИД, м2	72	62	141	145	107
	Sго	14.7	15.3	12.3	7	7.7
	Sво	9.6	12.1	10.2	6.5	5.9

 

Рис.1. Самолет “Mustere-Falkon -900”

 

Самолет был разработан в 1983г. фирмой “Dassault-Breguet” (рис.1), предназначен для перевозки 15 пассажиров. Выполнен по нормальной аэродинамической схеме и представляет собой моноплан с низкорасположенным крылом.

На самолете установлены три  двигателя фирмы “Garret” TFE 731-5A (TRD), мощностью по 2000 кгс каждый, расположенные в хвостовой части фюзеляжа. Оперение нормальной схемы. Шасси трехопорное с носовой стойкой, основные стойки убираются в крыло по хорде.

Крейсерская скорость – 918 км/ч, дальность  полета – 6000км.

 

Рис.2. Самолет “Golfstream – IV”

 

Данный самолет (рис.2) является самолетом представительского класса местных авиалиний, производитель  – фирма “Golfstream Aerospace”, США.

На самолете установлены  два турбореактивных двигателя  фирмы “ Rolls - Royce”, мощностью по 3524 кгс каждый, что обеспечивает безопасный взлет и продолжение полета в случае отказа одного из двигателей. Двигатели расположены в хвостовой части фюзеляжа, это способствует снижению шума в пассажирском салоне.

Самолет имеет нормальную аэродинамическую схему с низкорасположенным крылом трапециевидной формы следующие  характеристики:

масса коммерческого  груза – 2160кг,

максимальная скорость полета – 908 км/ч,

количество пассажиров – 18 человек.

 

Рис.3. Самолет “Golfstream – III”

 

“Golfstream – III” (рис.3) является одним из лучших самолетов А-класса 70-х годов производства США. В классическом варианте он рассчитан на 18 человек.

Самолет оборудован двумя двигателями фирмы “ Rolls - Royce”, которые размещены на фюзеляже в хвостовой части. Мощность силовой установки - 5070 кгс.

Крыло и оперение выполнены  по нормальной аэродинамической схеме, оперение имеет Т – образную форму.

Шасси трехопорное с  носовой стойкой. Основные стойки убираются в крыло по оси самолета.

Фюзеляж цельнометаллический  типа полумонокок с круглым поперечным сечением.

 

Рис.4. Самолет “Ил - 108”

 

Самолет “Ил - 108” (рис.4) является не просто лучшим самолетом  класса А в странах бывшего  Советского Союза, но и в мире. Он может быть реальным конкурентом таким конструкторским бюро как “Cessna” и “Golfstream Aerospace”.

Обеспечивает безопасные взлет и посадку, а также продолжительность  полета в случае отказа одного из двигателей. Суммарная мощность силовой установки, состоящей из двух двигателей ТРД, составляет 4400 кгс.