Расчёт руля высоты Ту-154

Подъемники внутреннего предкрылка поставлены по его концам, подъемники среднего и внешнего предкрылков установлены в средине каждой секции этих предкрылков. Для разгрузки опор и устранения возможных вибраций и качки в полете предкрылки в убранном положении фиксируются роликовыми замками 8 . Секции среднего предкрылка имеют по два замка, остальные части предкрылка -- по одному замку.

Элероны

Элероны совместно с элеронами-интерцепторами обеспечивают поперечную управляемость самолета.

Элерон (рис.6) состоит из лонжерона 4, нервюр 5, 6, обшивки 7 и законцовочного профиля 17.

Лонжерон балочной конструкции состоит из верхнего и нижнего поясов, изготовленных из прессованных профилей и стенки, усиленной стойками.

Нервюры состоят из стенки 18 и поясов 10, выполненных из прессованных профилей. Заканчиваются нервюры сухарями 16 из магниевого сплава. В местах установки кронштейнов подвески элерона поставлены усиленные нервюры, имеющие увеличенную толщину стенки. Обшивка дуралюминовая, местами обработана химическим фрезерованием. Обшивка передней части носка 3 элерона сделана съемной, крепится она к носкам нервюр 8 и стыковочным лентам 15 носка винтами и анкерными гайками. Законцовочный профиль, обеспечивающий жесткость задней кромки элерона, выполнен прессованием из магниевого сплава. На внутренней торцовой нервюре установлен сварной стальной кронштейн 1, который при отклонении элерона вверх на 1°30' включает в работу элерон-интерцептор, обеспечивая их одновременное отклонение вверх.

Элерон подвешивается к крылу на четырех шарнирных опорах. Кронштейны 9 опор установлены на лонжероне элерона, ответные кронштейны закреплены на заднем лонжероне ОЧК. На лонжероне элерона поставлен снизу кронштейн 20 для крепления рулевого привода РП-55.

Рис.6 Элерон

1 -- кронштейн включатель; 2 -- окантовка люка; 3 -- съемный носок; 4 -- лонжерон; 5 -- нервюры; 6 -- типовые нервюры; 7 -- обшивка; 8 -- носок нервюры; 9 -- навески элерона; 10 -- пояса нервюры; 11 -- стенка лонжерона; 12 -- фитинг; 13 -- нижний пояс лонжерона; 14-- болт крепления кронштейна; 15 -- стыковочная лента; 16 -- сухарь; 17 -- законцовочный профиль; 18 -- Стенка нервюры; 19 -- обтекатель; 20 -- кронштейн крепления рулевого привода РП-55

Хвостовое оперение (рис.7) стреловидное, Т-образное, состоит из вертикального и горизонтального оперения.

Вертикальное оперение включает киль 1 и руль направления 6, горизонтальное оперение -- стабилизатор 5 и руль высоты 4.

Впереди киля установлен на фюзеляже форкиль.

Стреловидность вертикального и горизонтального оперения превышает стреловидность крыла, для того чтобы несущие характеристики хвостового оперения с увеличением числа М не ухудшались быстрее, чем характеристики крыла. Большая стреловидность вертикального оперения целесообразна также и потому, что при этом увеличивается эффективность горизонтального оперения из-за увеличения его плеча.

Профиль вертикального и горизонтального оперения симметричный. Симметричный профиль позволяет сохранить одинаковый характер аэродинамических нагрузок при отклонении рулей в разные стороны и, кроме того, имеет меньшее сопротивление. Вертикальное оперение по сравнению с горизонтальным оперением имеет увеличенную относительную толщину профиля с целью уменьшения массы киля, нагруженного силами, как от вертикального, так и от горизонтального оперения.

Рис.7. Хвостовое оперение: 1 -- киль 2 -- концевой обтекатель киля; 3 обтекатель стабилизатора; 4 -- руль высоты;5 -- стабилизатор; 6 -- руль направления

3.2 Центровка самолета ТУ- 154

Центровкой самолета ТУ- 154 называется продольное положение его центра тяжести на средней аэродинамической хорде крыла, выраженное в процентах, считается от её носка. При расчете центровки за начало координат принимается точка пересечения строительной горизонтали фюзеляжа с вертикальной скоростью, проходящей через ось второго лонжерона центроплана

Расстояние до САХ = 24.3 м

Предельно переднее положение САХ - 21% = 25,4088 м

Предельно заднее положение САХ - 32 % = 25,9896 м

Вычисление центра масс удобно сводить в таблицу:

№ Наименование Вес, Н Х, м Момент, Нм

1 Экипаж и оборудование 25000 3,7 92500

2 Передняя опора 2000 8,0 16000

3 Багаж 30000 13,0 390000

4 Пассажиры 51100 17,0 868700

5 Фюзеляж 69000 18,0 1242000

6 Пассажиры 66600 22,0 1339800

7 Топливо 396000 24,8 9820800

8 Крыло 38000 25,0 950000

9 Главная опора 10000 27,0 270000

10 Фюзеляж 70000 29,5 2065000

11 Багаж 38000 32,0 1216000

12 Двигатели 90000 36,3 3267000

13 Хвостовое оперение 18000 39,0 702000

14 Оборудование хвост. части фюзеляжа 2000 42,0 84000

900000 Х₀ =24,807 22326700

Х₀ = ; Х₀ =22326700/900000=24,807 м;

Вычислим расстояние от носка САХ до центра самолёта в процентах длины САХ. Расстояние от носка САХ до центра масс самолёта: X=24,807-24,3=0,507 м; Расстояние от носка САХ до центра масс, выраженное в процентах:

X_ц.т. =((24,807-24,3)/5,28)*100%=22,3%

Центровка находится в допустимых пределах 21% САХ (предельно передняя) и 32% САХ (предельно задняя).

Схема расположения центровки предоставлена на рис.1

Y 48000

0

x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10 x11 x12 x13 x14

21% 32%

22,3%

Рис.1. Расположение центровки

4. Конструкция и расчёт на прочность руля высоты самолёта ТУ-154М

Руль высоты служит для продольной управляемости самолета.

Руль состоит из двух половин, не связанных между собой; каждая половина подвешена к стабилизатору на восьми узлах.

Конструкции руля высоты и узлов его подвески к стабилизатору аналогичны конструкции руля направления и подвески его к килю.

Каждая половина руля высоты управляется одним рулевым приводом РП-56. Рычаг рулевого привода крепится на руле высоты между узлами подвески № 3 и 4.

Средняя часть собрана из лонжерона 5. нервюр 6, панелей 7, 12. Панель выполнена из листового материала АК4, между листами вклеен сотовый заполнитель. Панели крепятся к каркасу заклепками и болтами, проходящими через пробки из компаунда 153 с маршаллитовым заполнителем.

Носок руля несъемный, образован обшивкой 13, подкрепленной мембранами 4 и балочкой 14. По месту расположения, кронштейнов подвески руля направления носок разрезан.

Хвостовая часть руля состоит из балочки 8, обшивки 11 из материала АК4, сотового заполнителя 9 и законцовочного профиля (ножа) 10.

Рис. Руль высоты: 1 -- носок; 2 -- средняя часть; 3 -- хвостовая часть; 4 -- мембрана носка; 5 -- лонжерон; 6 -- нервюры; 7 -- правая панель с сотовым заполнителем; 8 -- хвостовая балочка; 9 -- сотовый заполнитель хвостовой части; 10 -- нож; 11 -- обшивка хвостовой части; 12 -- левая панель с сотовым заполнителем; 13 -- обшивка носка; 14 -- носовая балочка

4.1 Расчет на прочность руля высоты самолета Ту-154М

Руль высоты при расчетах на прочность рассматривается как многоопорная балка с консолями, причем опорами являются узлы крепления руля высоты к стабилизатору. Расчет на прочность руля высоты сводится к расчету на прочность его силового элемента - лонжерона.

Исходные данные

Схематически лонжерон изображается как балка на двух опорах и указываются все силы и опорные реакции, действующие на него.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1) Определение погонной нагрузки, действующей по высоте лонжерона

Где вес самолета;

эксплуатационная перегрузка;

площадь руля высоты;

коэффициент запаса прочности;

хорда руля высоты.

2) Определение опорных реакций возникающих в узлах крепления:

Проверка

Реакции определены верно.

3) Определение поперечной силы:

Для определения поперечной силы действующей на стенку лонжерона, разобьем лонжерон сечениями

4) Определение изгибающего момента:

Строим эпюры и

Размещено на http://www.allbest.ru/

5) Определение толщины стенки лонжерона

Определим и :

принимаем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вывод

В первом разделе данного курсового проекта мною описаны краткие сведения о реактивном пассажирском самолете Ту-154М, выбранном в качестве прототипа. Дана краткая характеристика основных элементов самолета, указано его назначение, применение, условие базирования. Приведены летно-технические, массовые, геометрические данные самолета, необходимые для выполнения расчетов и чертежей, а также приведены центровки самолета, используемые при размещении оборудования, грузов, экипажа и пассажиров. Также в этом разделе мною предоставлено описание шасси самолета, его назначение, компоновка, схема. Описаны состав передней и главных ног самолета и их конструктивные особенности.

Второй раздел содержит требования авиационных правил, соблюдать которые необходимо при проектировании летательного аппарата. В этом разделе приведены общие требования предъявляемые к рулю высоты, к его проектированию и эксплуатации. Также указаны нагрузки и усилия действующие на рули.

В третьем разделе описана конструктивно-силовая схема самолета. В этом разделе изложена аэродинамическая компоновка фюзеляжа, крыла, гондол шасси, гондол двигателей и оперения самолета. Описаны формы и профили, которые имеют эти части, их назначение, компоновка на самолете. Так же раздел содержит силовую компоновку. В ней приведены основные материалы, используемые для изготовления для изготовления элементов конструкции самолета. Здесь описаны силовые схемы частей планера их состав и расположение, обосновано применение тех или иных конструктивных решений. В заключительной части представлен расчет центровки самолета.

Этот расчет необходим для правильного размещения всего оборудования, грузов, экипажа и пассажиров на борту самолета. В результате расчетов определил, что центровка находится в пределах допустимого.

В четвертом разделе произвел расчет на прочность лонжерона руля высоты. Здесь изложено описание конструкции рулей, силовая схема. Приведен материал из которого изготавливают рули и его характеристика. Выполнен расчет и определено поперечное сечение лонжерона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рипинский А.И. Конструкция и прочность летательных аппаратов. - Мн., 2006.

2. Зайцев В.Н. Конструкция и прочность самолетов. - Киев, 1978.

3. Авиационные правила, часть 25.

4. В.А. Бороденко, «Самолет Ту-134А. Конструкция и эксплуатация». М., Машиностроение, 1975.

5. «Самолет Ту-134А. Особенности технической эксплуатации». М., Транспорт, 1985.

6. А.Н. Глаголев, М.Я. Гольдинов «Конструкция самолетов», М., Машиностроение, 1975.

7. М.Н. Шульженко, «Конструкция самолетов», М., Машиностроение, 1971.

Размещено на Allbest.ru