Система крепления двигателя к самолету

Система крепления двигателя предназначена для надежного подсоединения двигателя с установленными на нем агрегатами и оборудованием (насосами, генераторами, гондолой с капотами и др.) к силовым узлам, например,шпангоутам, лонжеронам или балкам планера самолета.

К системам крепления предъявляют следующие требования:

1.Способность воспринимать все нагрузки от двигателя с закрепленными на нем агрегатами и оборудованием в любых условиях полета. Корпус двигателя при этом не должен входить в силовую схему летательного аппарата.

2.Обеспечение заданной прочности и жесткости при минимальном весе.

3.Способность поглощать вибрации двигателя таким образом,чтобы они не передавались на конструкцию самолета.

4.Возможность компенсировать температурные перемещения частей двигателя, не вызывая дополнительных нагрузок на двигатель и конструкцию самолета.

5.Обладать высокой живучестью и заданным ресурсом (30-60 тыс. летных часов).

6.Обеспечить выполнение основного требования аэродинамики – минимально возможного сопротивления самолета.

7.Обладать эксплуатационной технологичностью (быстрый монтаж и демонтажа двигателя на самолете, возможность нивелировки, хорошие доступы к агрегатам и т.п.).

Для самолетов с ТРД масса силовой установки может быть определена [1] как

,

Гироскопический момент определяется по соотношению

,

в котором —массовый момент инерции ротора двигателя, ;

—угловая скорость вращения двигателя, рад/с;

— угловая скорость вращения летательного аппарата относительно i-ой оси,рад/с.

В том случае, если = .Можно получить [4], что , Здесь:

—угловая скорость вращения самолета относительно поперечной оси Z; — скорость полета;

—радиус кривизны траектории;

—перегрузка и коэффициент подъемной силы,с которыми выполняется полет по траектории (в заданном примере—в вертикальной плоскости);

—удельная нагрузка на крыло.

Из формул видно,что максимум будет в расчетном случае А, так как он характерен и . Значение получается меньше единицы. Так,при =8, и =1 и Р=1960 Па(200кг/м ) получим =0,5 рад/с.

Следует учитывать,что гироскопический момент стремится повернуть ось двигателя к i-ой оси так, чтобы вектор угловой скорости совместился с вектором угловой скорости .

В общем случае на систему крепления действуют силы и моменты относительно

продольной, поперечной и вертикальной осей (x,y,z соответственно).

Нормами прочности самолетов (для силовых установок) предусматривается целый ряд расчетных случаев, характеризуемых различными комбинациями сил и моментов для

наиболее тяжелых условий, встречающихся в эксплуатации. Например [2], нормами летной годности гражданских самолетов НЛГС предусмотрены следующие случаи нагружения.

Случай А (перегрузка , коэффициент подъемной силы ,коэффициент безопасности f=1,5).

Случай А’ (перегрузка , скоростной напор , перегрузка f=1,5).

Случай Д .На двигатель и крепления действует инерционная нагрузка,направленная снизу вверх(

Случай Д (криволинейный полете отрицательной перегрузкой, .

Случай Н соответствует боковому нагружению при посадке (перегрузка ,f=2,0).В этом случае перегрузка для самолетов с площадью крыла S . Для S S значения следует определять линейной интерполяцией между ее значениями для S=80 и100 .При расположении двигателя на крыле боковую силу следует брать не меньше, чем

где берется согласно п. 4.2.1.2.2 НЛГС.

r—расстояние в плане от центра тяжести двигателя до оси самолета ОХ,м.

Случай Т (только для ТРД). На двигатель действуют максимальная тяга и сила его веса (f=2,00).

В случае применения реверса тяги прочность установки должна быть проверена на случай действия максимальной отрицательной тяги.

Случай только Н +М (для ТРД). Эксплуатационную нагрузку следует принять согласно случаям Н и М ,f=2,00.

Кроме рассмотренными нормами летной годности НЛГС предусматриваются случаи полета в неспокойном воздухе, полета со скольжением,случай комбинированного действия на самолете поступательных и угловых скоростей в плоскости тангажа и комбинированное действие этих ускорений

в плоскости рыскания и крена.

Расчет системы крепления двигателя производится на ЭВМ, полученные результаты приводятся в распечатках:

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ: Ф.И.О. ГРУППА: ---

ТАБЛИЦА ПАРАМЕТРОВ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

┌─────┬─────┬─────────┬─────┬─────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┐

│ N │ ТИП │ ТИП │ D1 │ D2 │ X1 │ Y1 │ Z1 │ X2 │ Y2 │ Z2 │

│ЭЛ-ТА│СВЯЗИ│МАТЕРИАЛА│ мм │ мм │ мм │ мм │ мм │ мм │ мм │ мм │

├─────┼─────┼─────────┼─────┼─────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│ 1 │ 1 │ 5 │ 30.0│ 24.0│ 2000.│ 375.│ 200.│ 2000.│ 275.│ 500.│

│ 2 │ 1 │ 5 │ 30.0│ 23.0│ 2000.│ -325.│ 274.│ 2000.│ -225.│ 500.│

│ 3 │ 2 │ 5 │ 30.0│ 25.0│ 2000.│ 0.│ 425.│ 2000.│ 0.│ 435.│

│ 4 │ 1 │ 5 │ 30.0│ 23.0│ 600.│ 375.│ 200.│ 600.│ 300.│ 500.│

│ 5 │ 1 │ 5 │ 30.0│ 23.0│ 600.│ -325.│ 274.│ 600.│ -235.│ 500.│

│ 6 │ 1 │ 5 │ 20.0│ 14.0│ 590.│ -100.│ 413.│ 600.│ 200.│ 500.│

│ 7 │ 1 │ 5 │ 20.0│ 14.0│ 610.│ -100.│ 413.│ 600.│ 200.│ 500.│

└─────┴─────┴─────────┴─────┴─────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘

КООРДИНАТЫ ЦЕНТРА МАСС ДВИГАТЕЛЯ: XC=.0, YC=.0, ZC=.0

ТАБЛИЦА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ MАТЕРИАЛОВ

┌──┬─────────┬─────────┬────────┬─────────┐

│ │ ПРЕДЕЛ │ МОДУЛЬ │ КОЭФФИ-│ │

│ N│ПРОЧНОСТИ│УПРУГОСТИ│ ЦИЕНТ │ПЛОТНОСТЬ│

│ │ДАН/ММ**2│ДАН/ММ**2│ПУАССОНА│ Т/М**3 │

├──┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤

│ 1│ 44.0 │ 7200.0 │.30 │ 2.78 │

│ 2│ 53.0 │ 6700.0 │.30 │ 2.85 │

│ 3│ 30.0 │ 4100.0 │.30 │ 1.78 │

│ 4│ 100.0 │ 11100.0 │.30 │ 4.60 │

│ 5│ 160.0 │ 20000.0 │.30 │ 7.77 │

│ 6│ 130.0 │ 20200.0 │.30 │ 7.77 │

└──┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┘

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА НАГРУЗОК

┌───────────────────────────────────────────────┬────────────────────┐

│ МАССА ДВИГАТЕЛЯ Mсу │ 790.000 [кг] │

│ ТИП ДВИГАТЕЛЯ │ ТРД │

│ МАКСИМАЛЬНАЯ ТЯГА ДВИГАТЕЛЯ Px │ 500.000 [даН] │

│ МАКСИМАЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ПЕРЕГРУЗКА Nмах│ 4.000 │

│ МИНИМАЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ПЕРЕГРУЗКА Nmin│ -2.000 │

│ ДВИГАТЕЛИ РАСПОЛОЖЕНЫ │ НЕ НА КРЫЛЕ │

│ ПЛОЩАДЬ КРЫЛА Sкр │ 80.000 [М**2] │

└───────────────────────────────────────────────┴────────────────────┘

ТАБЛИЦА РАЗРУШАЮЩИХ НАГРУЗОК СИСТЕМЫ КРЕПЛЕНИЯ,ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ДВИГАТЕЛЬ

┌─────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐

│РАСЧЕТНЫЙ│ PX │ PY │ PZ │ MX │ MY │ MZ │

│ СЛУЧАЙ │ ДАН │ ДАН) │ ДАН │ ДАН*М │ ДАН*М │ ДАН*М │

├─────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤

│ A │.000 │ -.465E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ A" │ -469. │ -.469E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ D │.000 │.232E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ D" │ -235. │.235E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ EШ │ -767. │ -.256E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ R1Ш │.000 │ -.192E+04│ -767. │.000 │.000 │.000 │

│ H │.000 │ -.155E+04│.232E+04│.000 │.000 │.000 │

│ M │.000 │.000 │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ T │.100E+04│ -.155E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ A+M │.000 │.000 │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ A+T │ 750. │ -.465E+04│.000 │.000 │.000 │.000 │

│ H+M │.000 │ -.155E+04│.232E+04│.000 │.000 │.000 │

└─────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘

ТАБЛИЦА УСИЛИЙ,ПЕРЕДАВАЕМЫХ ОТ ДВИГАТЕЛЯ НА СИЛОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

┌──────┬───┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐

│ РАСЧ.│ N │ PX │ PY │ PZ │ MX │ MY │ MZ │

│СЛУЧАЙ│ЭЛ.│ ДАН │ ДАН │ ДАН │ ДАН*М │ ДАН*М │ ДАН*М │

├──────┼───┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤

│ A │ 1 │.000 │.000 │ -.308E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │.319E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ -1.17 │ 274. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ 168. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │.213E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.387E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.383E+04│.000 │.000 │.000 │

│ A" │ 1 │.000 │.000 │ -.318E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │.314E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ 468. │ 267. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ 241. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │.223E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.391E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.387E+04│.000 │.000 │.000 │

│ D │ 1 │.000 │.000 │.154E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │ -.160E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │.585 │ -137. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ -83.9 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │ -.106E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │.193E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │.191E+04│.000 │.000 │.000 │

│ D" │ 1 │.000 │.000 │.152E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │ -.165E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ 235. │ -143. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ -49.2 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │ -.103E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │.195E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │.193E+04│.000 │.000 │.000 │

│ EШ │ 1 │.000 │.000 │ -.181E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │.163E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ 766. │ 135. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ 209. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │.131E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.214E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.212E+04│.000 │.000 │.000 │

│ R1Ш │ 1 │.000 │.000 │ -.107E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │.147E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ -.483 │ 111. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ -492. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │ 254. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.155E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.153E+04│.000 │.000 │.000 │

│ H │ 1 │.000 │.000 │ -.164E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │ 607. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ -.400 │ 99.1 │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │.176E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │.260E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.144E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.143E+04│.000 │.000 │.000 │

│ T │ 1 │.000 │.000 │ -871. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │.124E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ -.100E+04│ 112. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ -95.7 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │ 532. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.127E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.126E+04│.000 │.000 │.000 │

│ A+T │ 1 │.000 │.000 │ -.296E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │.332E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ -751. │ 289. │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │ 54.1 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │.199E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.385E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.382E+04│.000 │.000 │.000 │

│ H+M │ 1 │.000 │.000 │ -.164E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 2 │.000 │.000 │ 607. │.000 │.000 │.000 │

│ │ 3 │ -.400 │ 99.1 │.000 │.000 │.000 │.000 │

│ │ 4 │.000 │.000 │.176E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 5 │.000 │.000 │.260E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 6 │.000 │.000 │ -.144E+04│.000 │.000 │.000 │

│ │ 7 │.000 │.000 │ -.143E+04│.000 │.000 │.000 │

└──────┴───┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘

ТАБЛИЦА МАКСИМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

┌─────────┬───────────────────────────────────────────────────────────┐

│РАСЧЕТНЫЙ│ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕМЕНТАХ(ДАН/ММ**2) │

│ СЛУЧАЙ ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┤

│ │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10 │

├─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

│ A │ 12.1│ 11.0│ 2.0│.6│ 7.3│ 24.1│ 23.9│

│ A" │ 12.5│ 10.8│ 3.9│.8│ 7.7│ 24.4│ 24.2│

│ D │ 6.0│ 5.5│ 1.0│.3│ 3.7│ 12.1│ 11.9│

│ D" │ 6.0│ 5.7│ 2.0│.2│ 3.5│ 12.2│ 12.0│

│ EШ │ 7.1│ 5.6│ 5.7│.7│ 4.5│ 13.3│ 13.2│

│ R1Ш │ 4.2│ 5.0│.8│ 1.7│.9│ 9.6│ 9.5│

│ H │ 6.4│ 2.1│.7│ 6.0│ 8.9│ 9.0│ 8.9│

│ M │.0│.0│.0│.0│.0│.0│.0│

│ T │ 3.4│ 4.2│ 7.3│.3│ 1.8│ 7.9│ 7.9│

│ A+M │.0│.0│.0│.0│.0│.0│.0│

│ A+T │ 11.6│ 11.4│ 5.9│.2│ 6.8│ 24.1│ 23.8│

│ H+M │ 6.4│ 2.1│.7│ 6.0│ 8.9│ 9.0│ 8.9│

├─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

│МАКС.НАПР│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ПО ВСЕМ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│РАСЧЕТНЫМ│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│СЛУЧАЯМ │ 13.│ 11.│ 7.│ 6.│ 9.│ 24.│ 24.│

│ПРЕДЕЛ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ПРОЧНОСТИ│160.0│160.0│160.0│160.0│160.0│160.0│160.0│

│КРИТ.НАПР│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ОБЩ. УСТ.│ 160.│ 160.│ 160.│ 160.│ 160.│ 75.│ 75.│

│КРИТ.НАПР│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│МЕСТ.УСТ.│ 160.│ 160.│ 160.│ 160.│ 160.│ 160.│ 160.│

│МАССА │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ЭЛЕМЕНТОВ│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ (КГ) │.625│.560│.017│.700│.551│.389│.389│

└─────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘

СУММАРНАЯ МАССА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ КРЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 3.23 кг.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: