Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева

Кафедра КиПЛА

Пояснительная записка к курсовому проекту по конструкции и проектированию агрегатов ”Проектирование узлов летательных аппаратов”

Выполнил: студент группы 1402 Рахимкулов Ж. Ш. Проверил: Резниченко Г. А.

Самара 2008

Реферат

Пояснительная записка: 21 стр., 9 рис.,

УЗЕЛ, КОМПОНОВОЧНЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ, КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВАЯ СХЕМА, СТУКТУРНЯ ОПТИМИЗАЦИЯ, МАТРИЧНЫЙ МЕТОД ПРЕМЕЩЕИЙ, Шпангоут переменной жесткости, Стыковочный элемент.

Целью работы является проектирование узла соединения крыла с фюзеляжем по схеме высокоплан. Заданы нагрузки, основные геометрические параметры, компоновочные ограничения и предъявлены некоторые требования к конструкции. Также имеется ряд параметров, на которые не наложено строгих ограничений.

содержание

ввЕДЕНИЕ 7

Анализ задания 8

Выбор принципиальной схемы узла 9

Расчет лонжерона 11

Расчет шпангоута 13

Определение параметров проушины 14

Определение параметров «уха» 16

Определение параметров «вилки» 17

Конструктивное оформление стыка 18

РаСЧЕТ СОЕДИНЕНИЯ ФИТИНГОВ 19

Определение параметров соединения фитинга с поясами шпангоута 19

Определение параметров соединения стенки с поясами шпангоута 20

Определение параметров соединения стенки с поясами лонжерона 20

Определение параметров соединения фитинга с поясами лонжерона 21

заключение 23

список использованных источников 24

ВвЕдение

Стык крыла и фюзеляжа является одним из наиболее нагруженных узлов самолета. От выбора его параметров во многом зависят нагрузки на фюзеляж со стороны крыла. Стыковой узел распределяет усилия между центропланом и силовым шпангоутом. Так , часть изгибающего момента уравновешивается в лонжероне центроплана в плоскости симметрии самолета, а часть его может быть "затянута" на шпангоут. Кроме того, необходимо обеспечить выполнение ряда технологических и эксплуатационных требований, как например, обеспечение стыковки в завершающий этап сборки, разъемность соединения, доступ для осмотра во время эксплуатации.

Таким образом, узел стыковки крыла и фюзеляжа является сложным и ответственным узлом, оказывающим влияние на многие параметры самолета

Анализ задания

По заданию необходимо разработать узел крепления лонжерона стреловидного крыла к фюзеляжу по схеме высокоплана. Заданы усилия, действующие в узле стыка. Это дает некоторую свободу в выборе места соединения, т.к. усилия не зависят от расположения узла. На расположение узла накладываются компоновочные ограничения. К конструкции предъявляются как общие, так и специальные требования. Общие требования это требования прочности, жесткости, обеспечения заданного ресурса, требование минимальной массы и т.д. К специальным требованиям относятся требования обеспечения разъемности соединения, обеспечение соединения на этапе окончательной сборки, доступа для осмотра в процессе эксплуатации, взаимозаменяемости.

Значение изгибающего момента заданно в плоскости лонжерона. В связи с тем, что крыло имеет малый угол стреловидности ( ), будем считать крыло прямым.

Выбор принципиальной схемы узла

Стык принципиально возможно выполнить в нескольких вариантах.

Вариант 1.

Рисунок 1 - Вариант 1 стыка.

При такой схеме, изгибающий момент от крыла не предается на шпангоут, а самоуравновешивается в плоскости симметрии самолета.

Данный вариант удовлетворяет основным требованиям. При такой схеме крыло крепится к фюзеляжу целиком, а не в виде консолей. Это может вызвать определенные сложности при изготовлении и эксплуатации. Помимо нетехнологичности, возникают дополнительные сложности при эксплуатации и ремонте.

Существенным недостатком данной схемы является ограничение размера b. То обстоятельство, что силы будут передаваться на уравновешивание не кратчайшим путем, вызовет увеличение массы конструкции.

Из достоинств данной схемы можно отметить то, что при изгибе крыла, в силу того, что соединение шарнирное и расположено на нейтральной оси лонжероне возникает дополнительного нагружения шпангоута изгибающим моментом.

Вариант 2.

Рисунок 2 - Вариант 2 стыка

Данная схема в целом аналогична предыдущей, но в ней снимается ограничение на размер b. Стык можно расположить в оптимальном, с точки зрения передачи силы кратчайшим путем, месте или близком к нему. Но увеличение размера b вызовет увеличение зализа между крылом и фюзеляжем, что негативно скажется на аэродинамике самолета.

Вариант 3.

Рисунок 3 - Вариант 3 стыка

При данной схеме подфюзеляжная часть лонжерона крыла выполняется заодно со шпангоутом. Крыло пристыковывается в виде консолей. На каждой стороне стык осуществляется с помощью двух шарнирных узлов. Изгибающий момент передается в виде пары сил на шпангоут и на нем самоуравновешивается в плоскости симметрии самолета.

Такая схема стыка более технологична и удобнее в ремонте, чем предыдущие, т.к. обеспечивает стыковку крыла в виде двух отдельных консолей. К тому же совмещаются подфюзеляжная часть лонжерона и нижняя часть шпангоута, которые в предыдущих схемах выполнялись как два независимых элемента. Имеется достаточная свобода в отношении размера b. Однако, как и прежде, чрезмерное его увеличение поведет за собой увеличение зализа между крылом и фюзеляжем.

Вариант 4.

Рисунок 4 - Вариант 4 стыка

Эта схема отличается от второй наличием дополнительных моментных узлов. При этом обеспечивается стыковка крыла в виде двух консолей, для лучших эксплуатационных характеристик.

В этой схеме стык лонжерона со шпангоутом является технологическим Его, с точки зрения массы конструкции, не выгодно выполнять в виде шарнирного соединения. Этот стык определяется конструкцией шпангоута.

Выбираем в качестве исходной конструктивно-силовой схемы – 4 вариант.