Проектирование пассажирского самолета с разработкой конструкции киля

Состав чертежей

• Чертеж общего вида самолета пассажирского типа (формат А1)
• Схема членения самолета (формат А1)
• Чертеж компоновки самолета (формат А1)
• Обзор области возможных полетов и их профили (формат А1)
• Киль в сборе (формат А1)
• Сборочный чертеж киля самолета (формат А1)
• Чертеж стапели сборки киля самолетного (формат А1)

Описание

В представленном дипломном проекте была выполнена разработка пассажирского самолета. Описаны предварительные изыскания. Обозначено место авиапромышленности в мировом производстве. Изучены основные требования к пассажирским самолетам местных авиалиний. Определены характеристики, основные геометрические данные и весовые характеристики.

Осуществлен подбор типа двигателей и схемы самолета. Рассмотрены три схемы: высокоплан, среднеплан и низкоплан, описаны их основные недостатки и преимущества. Графически представлен эскиз общего вида самолета.

Для дозвукового самолета с крейсерской скоростью Vкр=550 км/ч наиболее приемлемым является применение турбовинтовых двигателей с их низким удельным расходом топлива. Малая окружная скорость вращения винтов обеспечивает уменьшение уровня шума. Из существующих типов ТВД, производящихся в России, наиболее приемлема схема размещения двигателей под крылом с выносом вперед.

Преимущества:

• двигатели разгружают крыло;
• двигатели являются противофлаттерными балансирами;
• удобство осмотра и обслуживания двигателей;
• обдув крыла двигателем, что улучшает взлетно-посадочные характеристики;

Недостатки:

• большой разворачивающий момент при отказе одного двигателя;
• большой крутящий момент крыла;

По типу фюзеляжа проектируемый самолет является однофюзеляжным.
Круглая форма поперечного сечения фюзеляжа представляется наивыгоднейшей, как обеспечивающая минимальный периметр для постоянной площади сечения или минимальную площадь поверхности фюзеляжа при постоянном его объеме и, как следствие этого, наименьшее сопротивление трения. Круглая форма предпочтительна также для герметизированных частей фюзеляжа, нагруженных избыточным давлением, так как исключает появление значительных изгибных напряжений в оболочке подкрепленной шпангоутами, а, следовательно, обеспечивает наименьшую массу конструкции. Схема размещения сидений в пассажирском салоне выбрана «2+2», для обеспечения максимальной комфортности пассажиров. Кабина пилота вписана в обводы фюзеляжа, но для улучшения обзора передняя часть фонаря имеет уступ. Очертания хвостовой части фюзеляжа выбраны из условия обеспечения посадочного угла атаки αпос при наименьшей высоте шасси.
На выбор горизонтального оперения большое значение оказывает тип самолета и размещение на нем двигателей. Для проектируемого самолета целесообразно применять высокорасположенное горизонтальное оперение, вынесенное из спутной струи создаваемой воздушными винтами двигателей.

Преимущества:

• горизонтальное оперение, расположенное над килем, служит ему концевой шайбой, повышая тем самым его эффективность, что позволяет уменьшить его площадь;
• уменьшить потребные размеры площади горизонтального оперения, расположенного на стреловидном киле из-за увеличения плеча Lго;

Недостатки:

• некоторое увеличение массы горизонтального оперения, так как оно рассчитывается на несимметричную нагрузку, которая на 1/3 больше симметричной;
• некоторое увеличение массы вертикального оперения , так как оно догружается силами и моментами от горизонтального оперения;

Под схемой шасси понимается число опор и особенности их расположения относительно центра масс самолета. В настоящее время на самолетах применяются шасси четырех схем:

• трехопорное с хвостовой опорой;
• трехопорное с передней опорой;
• велосипедное – с подкрыльевыми опорами;
• многоопорное;

Велосипедная не получила широкого применения из-за многих недостатков:

• требуется более высокая техника пилотирования самолета при разбеге;
• увеличивается дистанция пробега самолета вследствие ограничения тормозной силы, создаваемой колесами на носовой опоре;

Применение многоопорной схемы оправдывается у самолетов с большими взлетными массами для уменьшения нагрузки на покрытие аэродромов. У проектируемого самолета нет необходимости применять эту схему из-за небольшого взлетного веса.

Шасси проектируемого самолета колесное, трехопорное с носовой опорой заключается в следующем:

1. более простой расчет посадки, возможность скоростной посадки, исключается возможность «козления»
2. уменьшение опасности «капотирования»;
3. возможность применения при посадке более сильного торможения колес основных опор немедленно после касания ими земли. Что уменьшает длину пробега;
4. хорошая устойчивость при разбеге, пробеге и движении по аэродрому;
5. горизонтальное положение оси самолета при стоянке, что улучшает обзор пилоту;

Недостатки:

1. большая масса за счет больших нагрузок на основные опоры;
2. возможность шимми переднего колеса, вследствие чего необходимо устанавливать демпферы;
3. большие объемы для уборки;
4. большая опасность аварии при поломке;
5. продольная неустойчивость при движении самолета по ВПП с приподнятой передней опорой при взлете;

Подобраны основные параметры и определена взлетная масса самолета. Рассчитаны вес в первом и втором приближении, необходимый относительный вес топлива для заданной дальности полета, величина стартовой нагрузки на крыло, стартовая тяговооруженность самолета площадь крыла и суммарная стартовая тяга двигателей.