Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Введение
Стабилизатор предназначен для улучшения характеристик продольной устойчивости и управляемости вертолета, а также эффективности перехода несущего винта на режим самовращения при отказе двигателей. Стабилизатор
смонтирован на хвостовой балке между шпангоутами № 13 и 14. Установочный угол его при техническом обслуживании изменяется на земле в зависимости от варианта вертолета.
Стабилизатор имеет симметричный профиль NACA-0012 и состоит из двух половин, симметрично расположенных относительно хвостовой балки и соединенных между собой внутри балки. Обе половины стабилизатора по конструкции аналогичны. Каждая половина стабилизатора - клепаной конструкции, состоит из лонжерона, семи нервюр , хвостового стрингера , диафрагмы , лобовой дюралюминиевой обшивки , съемного концевого обтекателя и полотняной обшивки с дренажными отверстиями.
Нервюры и диафрагмы отштампованы из листового дюралюминия. Нервюры имеют носовую и хвостовую части, которые приклепаны к поясам лонжерона. На полках хвостовых частей нервюр выполнены зиги с отверстиями для пришивки полотняной обшивки. Хвостовой стрингер изготовлен из листового дюралюминия. Он склепывается с хвостиками нервюр, образуя жесткую заднюю кромку стабилизатора. На носке нервюры № 1 каждой половины стабилизатора приклепана скоба 3 с серьгой, при помощи которой можно изменять на земле установочный угол стабилизатора. К передней части нервюры №7 приклепан корпус балансировочного груза 8 массой 0,2 кг, закрытый съемным концевым обтекателем из стеклоткани. Груз обеспечивает гашение вибраций стабилизатора.
На носке нервюры № 7 правой и левой половин стабилизатора установлен узел для крепления канатика лучевой антенны.
Лонжерон стабилизатора - балочного типа, клепаной конструкции, состоит из верхнего и нижнего поясов и стенки с отбортованными отверстиями для жесткости. Верхний и нижний пояса лонжерона выполнены из дюралюминиевых уголковых профилей. В корневой части лонжерон усиливается накладкой, приклепанной к поясам и стенке лонжерона, а в передней части до нервюры № 2 - диафрагмой. К накладке приклепывают стыковочный фланец , штампованный из алюминиевого сплава.
Носовая часть стабилизатора обшита дюралюминиевыми листами, приклепанными по полкам носовых частей нервюр и поясам лонжерона. Хвостовая часть обшита полотном АМ-100-ОП с заклейкой швов по нервюрам зубчатыми лентами. На лонжероне у нервюры № 1 установлен фитинг с осью 1 для навески каждой половины стабилизатора на хвостовую балку. Узлы навески стабилизатора от попадания пыли защищены чехлами, которые укреплены к лонжерону и нервюре № 1 шнуром и хомутом при помощи пенопластовой бобышки.
Стыковка правой и левой половин стабилизатора производится болтами по стыковочным фланцам и дополнительной соединительной накладкой.
1.Определение расчетных нагрузок.
Расчет проводится на расчетные нагрузки с тем, чтобы конструкция могла выдержать возможные в эксплуатации нагрузки без разрушения. В нашем расчете будем рассматривать случай полета на максимальной скорости горизонтального полета. При этом положим, что величина перегрузки n=2. Коэффициент безопасности а примем равным 1,5.
1.1 Исходные данные для расчета.
Масса стабилизатора- 18,5 кг
1.2 Схема нагружения.
1.3 Определение центра давления.
Центр давления- условная точка приложения равнодействующей аэродинамических сил. Аэродинамический момент относительно центра давления равен нулю. Так как профиль стабилизатора симметричный, то центр давления не перемещается. Для дозвуковых современных профилей можно считать, что центр давления располагается на 0,22-0,25 от хорды: Хцд=0,25*0,8=0,2м.
1.4 Определение центра масс.
Центр масс- условная точка приложения равнодействующей массовых сил. Относительно этой точки суммарный момент сил тяжести равен нулю. Для дозвуковых современных профилей можно считать, что положение центра масс располагается на 0,4 от хорды: Хцм= 0,4*0,8=0,32м.
1.5 Определение центра жесткости.
Центр жесткости- точка приложения внутренних сил упругости в данном поперечном сечении конструкции, по отношению к которой в сечении под действием внешних сил возникают лишь нормальные напряжения, но не крутящие моменты.
Центры жесткости всех поперечных сечений стабилизатора образуют прямую, где будет располагаться лонжерон. Координату центра жесткости возьмем по прототипу:
Хцж=0,31*0,8=0,248м.
1.6 Определение расчетных погонных массовых и аэродинамических нагрузок.
*1,5
nэ=2- эксплуатационная перегрузка;
S=1,05м2- площадь консоли;
bсеч=0,67м- хорда крыла;
Укр=400даН- максимальная подъемная сила стабилизатора;
Ркр=9,25даН- сила веса крыла;
qy- погонная аэродинамическая нагрузка;
qk- погонные нагрузки от массовых сил;
q=(11.8+510.5)*1.5=783даН
2. Построение эпюр внутренних силовых факторов под воздействием внешних нагрузок
2.1 Рассмотрим стабилизатор как шарнирно- опертую балку.
Исходя из симметрии балки, определение внутренних силовых факторов проводится только на одной (правой) половине. Балка рассматривается справа налево:
Значения Qу и Mz для концевого и корневого сечения:
х=0м
Qy=q*x=748*0=0даН;
Mz=-q*x2/2=-748*0=0даН*м;
X=1.53м
Qy=q*x=748*1.53=1198даН;
Mz=-q*x2/2=-748*0,765=916,5даН*м;
2.2 Расчет Mx производится из условия расположения центра жесткости и центра давления. Для упрощения принимаем расстояния между ними постоянными по длине стабилизатора. Крутящий момент рассчитывается по формуле:
Мкр=qy*f(xц.т-xц.д.)+qк*f(xц.т.-xц.м.)=11,8*1,5*0,048+510,5*1,5*0,378=290,3даН*м
3. Определение размеров силовых элементов конструкции.
3.1 Расчет полок лонжерона.
Полки лонжерона нагружаются от изгибающего момента осевой силой: S=Mизг/кН
Mизг- максимальный изгибающий момент;
к- коэффициент использования строительной высоты;
Н- строительная высота;
S=916.5/0.9*0.045=22629.6 даН
Сила S вызывает растяжение верхнего пояса и сжатие нижнего пояса лонжерона. Найдем площадь поперечного сечения панели, изгибающий момент воспринимается полками лонжерона совместно с обшивкой. Обшивка и лонжерон выполнены из одного материала Д16Т.
Fn=S/σ σв=240МПа τв=(0,62-0,65) σв
В растянутой зоне σ= σв, в сжатой σ= σкр=0,96 σв
Теоретическая площадь сечения пояса лонжерона:
1. В сжатой зоне:
Fnсж=S/ σкр=98,3 мм2
2. В растянутой:
Fnраст= S/σв=94.3мм2
Fn=b*c; b=20;
C=Fnсж/b=4.92мм
Из технологических соображений примем с=3, тогда действительная площадь сечения пояса лонжерона:
Fn= b*c=3*20=60мм2
σкрпояса=CDE/(a/imin)2=26.6МПа
Fnсж=S/ σкрпояса=850мм2
В первом приближении получим меньшую потребную площадь сечения, по результатам второго приближения видно, что балка при такой площади теряет устойчивость.
3.2 Расчет стенки лонжерона.
Погонные касательные усилия в стенке лонжерона
q=Q/H=1198/0.045=26622даН/м
Q- берется из эпюры.
Определяем толщину стенки лонжерона:
δст=Q/H*0.6 σв=1.1мм
4.Расчет заклепочного шва.
Рассмотрим для примера, шов в месте соединения полки лонжерона с обшивкой от второй нервюры до седьмой по длине лонжерона. Положим, что проектируемый шов будет однорядным с одинаковым шагом заклепок.
t=29 мм- шаг заклепок;
n=36- кол- во заклепок;
Мизг=916,5даН*м
В заклепочном соединении материал заклепки работает на срез.
τ=Pср/F
F=πd2/4
Найдем силу Pср:
Pср=Мизг/l=916.5/1.167=785.4даН
Найдем силу, приходящуюся на одну заклепку:
Рср=Р1/n=21.8даН
Примем материал заклепки Д18:
σ=420МПа
τ=260МПа
Определим диаметр заклепки из условия работы на срез:
=3.27мм
Примем заклепки по прототипу из материала Д18, диаметром d=3 (Гост14838-78).
5.Расчет фланцевого соединения.
Болт: 30ХГСА
σв =110даН/мм2
Фланец: Д16Т
σв =42даН/мм2
Мизг=916,5даН*м
r=5
n=2
R=70мм
Определяем диаметр болта из условия работы на растяжение.
P=Mизг/0.528*R*n=12398.5даН;
dболт==12мм
D берем из ОСТ1,33048-80.
Найдем толщину фланца и толщину фланцевого кольца:
q=P/l=126.5даН/мм
=16.35мм
=4,87мм
6.Расчет узла крепления.
На стабилизаторе установлен фитинг с осью для навески стабилизатора на кронштейн хвостовой балки. Ось будет работать на срез от перерезывающей силы Q.
Определим диаметр оси из условия работы на срез:
τ=Рср/F
F=πd2/4
d=2
Материал оси 30ХГСА:
σв=1100МПа
τв=660МПа
Q=1198даН=11980Н
d=2=4,81мм
Так как расчет ведется не на самом нагруженном режиме полета, выбираем ось по прототипу d=12мм.
Литература
Федоров И.И. Конструирование фюзеляжа, крыльев и оперения вертолета
Гиммельфарб А.Д. Основы конструирования в самолетостроении.
Гребеньков О.А. Конструкция самолетов. Казань: издательство КГТУ, 1999г.
Далин В.Н. Моисеев С.В. Конструкция вертолетов.
Кретов А.С. Зимина Г.Т. Основы проектирования летательных аппаратов.
|
Фор- мат |
Зона |
Поз. |
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Прим. |
|
|
Документация |
|||||||
|
8ПСМ3100000СБ |
Сборочный чертеж |
1 |
|||||
|
8ПСМ3100000ПЗ |
Пояснительная записка |
1 |
|||||
|
|
Сборочные единицы |
||||||
|
1 |
8ПСМ3100.010 |
Нервюра №1 |
2 |
||||
|
2 |
8ПСМ3100.020 |
Нервюра №2 |
2 |
||||
|
3 |
8ПСМ3100.030 |
Нервюра №3 |
2 |
||||
|
4 |
8ПСМ3100.040 |
Нервюра №4 |
2 |
||||
|
5 |
8ПСМ3100.050 |
Нервюра №5 |
2 |
||||
|
6 |
8ПСМ3100.060 |
Нервюра №6 |
2 |
||||
|
7 |
8ПСМ3100.070 |
Нервюра №7 |
2 |
||||
|
8 |
8ПСМ3100.080 |
Лонжерон |
2 |
||||
|
Детали |
|||||||
|
9 |
8ПСМ.3100.000.009 |
Носовая обшивка |
2 |
||||
|
10 |
8ПСМ.3100.000.0010 |
Концевой обтекатель |
2 |
||||
|
11 |
8ПСМ.3100.000.0011 |
Полотняная обшивка |
2 |
||||
|
12 |
8ПСМ.3100.000.0012 |
Хвостовой стрингер |
2 |
||||
|
13 |
8ПСМ.3100.000.0013 |
Лента |
4 |
||||
|
14 |
8ПСМ.3100.000.0014 |
Фланец |
2 |
||||
|
15 |
8ПСМ.3100.000.0015 |
Уголок |
4 |
||||
|
16 |
8ПСМ.3100.000.0016 |
Фитинг |
2 |
||||
|
Стандартные изделия |
|||||||
|
17 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Заклепка |
252 |
||||
|
18 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Заклепка |
233 |
||||
|
8ПСМ.3100.000 |
|||||||
|
|
|
||||||
|
Изм. |
Лист |
№докум. |
Подп. |
Дата |
|||
|
Разраб. |
Коновалов |
2010 |
Спецефикация |
Лит. |
Лист |
Листов |
|
|
Пров. |
Федоров |
У |
1 |
3 |
|||
|
|
|
КГТУ группа 1303
|
|||||
|
Н. контр. |
|||||||
|
Утв. |
|||||||
|
Форматт |
Зона |
Позиция |
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Примечание |
|
|
19 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Заклепка |
1228 |
||||
|
20 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Заклепка |
56 |
||||
|
21 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Заклепка |
456 |
||||
|
22 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Заклепка |
312 |
||||
|
23 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Болт |
4 |
||||
|
24 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Шайба |
4 |
||||
|
25 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Гайка |
4 |
||||
|
26 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Шплинт |
4 |
||||
|
27 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Болт |
5 |
||||
|
28 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Шайба |
5 |
||||
|
29 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Гайка |
5 |
||||
|
30 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Болт |
8 |
||||
|
31 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Шайба |
8 |
||||
|
32 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Гайка |
8 |
||||
|
33 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Болт |
8 |
||||
|
34 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Шайба |
8 |
||||
|
35 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Гайка |
8 |
||||
|
36 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Болт |
4 |
||||
|
37 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Шайба |
4 |
||||
|
38 |
8-6АНОКС-ОСТ1.34078-85 |
Гайка |
4 |
||||
|
Прочее |
|||||||
|
39 |
Н12Щ12ОТГОСТ1.34078-85 |
Подшипник |
2 |