Файл: Уфимский государственный авиационный технический университет Кафедра Авиационных двигателей.docx

Размеры сечения пояса определяются по выражениям:





b=6,5· δ

h=b+δ₁



Для переднего лонжерона:

;

;

;





Аналогично определяем размеры сечения пояса для заднего лонжерона, результаты сводим в таблицу 6

Таблица 6 – Размеры нижних поясов лонжеронов

Лонжерон	H , м	Fп , м2	, м	, м	b, м	h, м	B, м
передний	0,2	0,00113	0,0084	0,0118	0,0548	0,0667	0,0572
задний	0,15	0,00085	0,0073	0,0102	0,0474	0,0576	0,0495

Определяем приведенную толщину нижней обшивки:



где

Определяем толщину нижней обшивки:



Количество стрингеров нижней панели зависит от шага стрингеров. Принимаем шаг стрингера 0,184 м, согласно рекомендации. Силовая схема - лонжеронная

Потребное число стрингеров определяется:



Принимаем

---

=6.
Уточняем шаг стрингеров по формуле:



Потребная площадь сечения нижнего стрингера определяется:



где

По значению выбираем профиль стрингера ПР100-31

Таблица 7 – Данные профиля ПР100-31

Профиль	B, мм	S, мм	R, мм	r, мм	F, см2
100-31	20,5	1,6	1,5	0,7	0,633

Рисунок 4.10 – Профиль стрингера

5.3 Определение размеров элементов верхней (растянутой) панели

Элементы верхней панели работают на растяжение, поэтому их работоспособность определяется значением пределов временной прочности используемых материалов.

Определяем редуцированную площадь верхней панели:



где k₁ = (0,8…0,9) - коэффициент, учитывающий ослабление панели отверстиями под заклепки и болты. Принимаем k₁ = 0,85;

k₂ = 0,65 - учитывает влияние на выбор допустимых напряжений в элементах ГО назначенного ресурса для ГО.

Определяем суммарную площадь верхних поясов лонжеронов:



где 5- коэффициент, характеризующий долю изгибающего момента, воспринимаемого лонжеронами.

Площади поясов лонжеронов рационально распределять пропорционально их высоте по формуле:



Определяем площадь верхнего пояса переднего лонжерона:

---

Определяем площадь верхнего пояса заднего лонжерона:



Площадь и размеры каждого пояса определяются по аналогии с нижними поясами лонжеронов и сводятся в таблицу 8

Таблица 8 - Размеры верхних поясов лонжеронов

Лонжерон	H, м	Fп, м2	, м	, м	b, м	h, м	B, м
передний	0,2	0,00164	0,0101	0,0152	0,0659	0,0811	0,0643
задний	0,15	0,00124	0,0089	0,0131	0,0571	0,070	0,0556

Определяем приведенную толщину верхней обшивки:



где

Определяем толщину верхней обшивки:



Для определения площади сечения стрингера верхней панели примем:



Тогда площадь стрингера верхней панели:



По значению выбираем профиль стрингера Пр100-24
Таблица 9 - Данные профиля Пр100-24

Профиль	B, мм	S, мм	R, мм	r, мм	F, см2
100-24	15	1,6	1	0,8	0,377

---

В нижней панели действуют сжимающие напряжения:

5.4 Определение толщины стенки и шага стоек переднего лонжерона

Поперечная сила, приходящаяся на стенку i-го лонжерона, определяется приблизительно по соотношению:





Тогда погонные касательные усилия в стенке переднего лонжерона от поперечной силы и крутящего момента соответственно будут равны:

,



где - площадь, ограниченная передним и задним лонжеронами, а также верхней и нижней обшивками крыла.

Суммарные касательные усилия в стенке переднего лонжерона:



При проектировании стенки принимаем условие о том, что стенка не должна терять устойчивость до разрушающей нагрузки. При этом условии расчет стенки ведем следующим образом:



В первом приближении можно принять критическое напряжение:



Шаг стоек на стенке находим по формуле:



Потребное количество стоек между двумя нервюрами равно:



Тогда шаг стоек на стенке переднего лонжерона равен:

5.5 Расчет заклепочного шва, соединяющего стенку и пояс переднего лонжерона

Нагрузка на заклепку шва по поясу лонжерона определяем по формуле:



где

---

, шаг заклепок в одном ряду; d -диаметр заклепки, принятый из конструктивных соображений; - число рядов заклепок в заклепочном шве.

Проверяем условие прочности заклепок на срез по формуле:



где m = 2, число плоскостей среза.

Условие прочности стенки лонжерона на смятие



условие выполняется.

Заключение

В данном курсовом проекте был разработан среднемагистральный пассажирский самолет ВИСЮШ-154 на основе Ту-154 М, предназначенный для перевозки 160 пассажиров на авиалиниях средней протяжённостью до 3500 км с коммерческой нагрузкой до 21325 кг. Также изменили количество двигателей – вместо 3-х использовали два новых двигателя ПД-14 М, что привело к облегчению массы самолета, к экономичности топлива.

В ходе работы был произведен проектировочный расчет фюзеляжа. По разработанным летно-техническим требованиям и после расчета на прочность элементов конструкции была подобранна аэродинамическая компоновка самолета, отвечающая данным требованиям, и, исходя из нагрузок на части фюзеляжа со стороны прикрепленных к нему элементов, подобраны конструктивно-силовые элементы каркаса и обшивки фюзеляжа и компоновка последнего.

Список литературы

1. 
   Конструкция и прочность самолетов и вертолетов: учебник / Воскобойник М.С [и др.], под ред. М.С. Воскобойника. – Транспорт, 1972. – 440 с.
   
2. 
   Виноградов Н.Н. Конструкция и расчет самолета на прочность: учеб. пособие / Н.Н. Виноградов, В.П. Ветчинкин. – М., Лен.: Глав. ред. авиационной литературы, 1935. - 566 с.
   
3. 
   СТО УГАТУ – 016 – 07. – Графические и текстовые конструкторские документы. Требования к построению, изложению, оформлению. – Уфа, 2007.
   
4. 
   Житомирский Г.И. Конструкция Самолетов, Москва, Машиностроение, 1995 г.
   
5. 
   Ю.Л. Тарасов, Б.А. Лавров. Расчет на прочность элементов конструкции самолета, 2000 г, издание третье. с.70-101-Самара.
   
6. 
   Волошин Ф.А., Кузнецов А.Н Самолет ТУ-154, конструкция и обслуживание, часть 1 и 2 – Самара 2005 г.
   
7. 
   ГОСТ 4543-71 https://www.lador.ru/gost/gost-4543-71.pdf. Дата обращения [08.02.2021].
   
8. 
   ГОСТ 57837-2017 http://docs.cntd.ru/document/1200157342. Дата обращения [08.02.2021].
   

---