Файл: Конструкция летательных аппаратов учебник..pdf

В заключительной главе перечисляются ТТТ к основным ти­ пам военных летательных аппаратов и рассматриваются типовые варианты конструкции истребителей, штурмовиков, бомбарди­ ровщиков (ракетоносцев), военно-транспортных самолетов и вертолетов.

Принцип изучения конструкции военного летательного аппа­ рата на основе научного комплексного подхода был заложен В. Ф. Болховитиновым. Он в 1945 году впервые предложил и использовал уравнение существования, а затем вместе со своими учениками на кафедре развил теорию боевой эффективности ле­ тательного аппарата и методов оптимизации его параметров по критериям эффективности и стоимости. В результате был выра­ ботан научный метод обоснования ТТТ к различным военным летательным аппаратам, сущность которого состоит в том, что­ бы аппарат обладал возможно большей боевой эффективностью при отведенной сумме средств на его проектирование, производ­ ство и эксплуатацию. Это обеспечивает военным инженерам ВВС возможность влиять на промышленность с целью повышения боевых качеств летательных аппаратов.

Таким образом, военно-эксплуатационная направленность дисциплины определяется как подбором изучаемых вопросов, так и характером и методикой их изложения.

Г л а в а I

НАГРУЗКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

ИИХ НОРМИРОВАНИЕ

§1.1. ВИДЫ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ. ПЕРЕГРУЗКИ

1.Летательный аппарат в делом, его отдельные части и аг­ регаты в процессе эксплуатации подвергаются воздействию раз­ нообразных нагрузок. Для одних частей конструкции и агрега­ тов наиболее опасными являются нагрузки, соответствующие различным случаям полета, для других — нагрузки при взлете или посадке.

Нагрузки различаются:

—по характеру воздействия (статические и динамические);

—по распределению (сосредоточенные, распределенные по

длине, поверхности и объему);

— по величине и направлению.

Все нагрузки (силы), действующие на аппарат или отдельные его части, можно разделить на две категории: поверхностные и массовые.

Поверхностные нагрузки приложены к поверхности аппарата и могут быть сосредоточенными и распределенными по поверх­ ности конструкции аппарата. К этой категории относятся аэро­ динамические силы, тяга двигателей, силы взаимодействия от­ дельных частей летательного аппарата, реакции земли при взле­ те и посадке.

Массовые нагрузки — силы веса и инерционные силы. Они пропорциональны массе и распределены по всему объему конст­ рукции.

Силы, действующие на агрегаты, расположенные внутри ап­ парата, делятся на те же категории, при этом поверхностными силами являются силы реакции, передающиеся на агрегат через его узлы крепления к конструкции летательного аппарата.

В общем случае в полете, а также при взлете и посадке ле­ тательный аппарат и его агрегаты под действием внешних сил не находятся в равновесии. По принципу Даламбера, если к внеш­ ним действующим силам добавить и силы инерции, то движущее-

»

ся тело (летательный аппарат) можно рассматривать находя­ щимся в равновесии.

Из условий равновесия следует, что равнодействующая по­ верхностных сил равна и противоположно направлена равнодей­

ствующей массовых сил R„ — — R„. Это справедливо не только для всего летательного аппарата, но и для любого агрегата, рас­ положенного внутри или снаружи аппарата.

Принято суммарные поверхностные силы R„, действующие на аппарат, а также и равные им массовые силы Ru определять че­ рез перегрузку п.

2. Перегрузкой аппарата называется отношение равнодейству­ ющей всех поверхностных сил Rn летательного аппарата (подъ­ емной силы Y, тяги двигателей Р, силы сопротивления Q, боковой силы Z, реакции земли Яш) к силе веса аппарата G:

где Ra — равнодействующая аэродинамических сил Y, Q, Z.

Перегрузкой агрегата называется отношение его поверхност­ ных сил к силе веса агрегата.

Перегрузка как вектор характеризуется величиной и направ­ лением. На практике обычно пользуются не полной перегрузкой, а ее составляющими по осям скоростной системы координат

пу, пх и nz.

Таким образом, если тяга двигателей направлена по оси х, то

Так как для авиационных конструкций в большинстве слу­ чаев прочность и жесткость определяются подъемной силой, т. е. перегрузкой пу, ее иногда называют просто перегрузкой, не ого­ варивая направления.

3. Связь перегрузки с параметрами движения летательного аппарата выражается определенными зависимостями между перегрузкой, ускорением, скоростью, радиусом кривизны траекто­ рии, которые позволяют получать значения перегрузок при раз­ ных маневрах аппарата.

Разделив числитель и знаменатель выражения (1.1) на мас­ су самолета, имеем

-я„/м _ Л G/M g

ю