Файл: 1. Понятие регулярности полетов ла факторы, влияющие на регулярность вылета.docx
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 1952
Скачиваний: 25
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3. Назначение, конструкция фюзеляжа самолета.
Фюзеляж - это основной силовой элемент, к которому крепятся крыло, хвостовое оперение, шасси, двигатели. Фюзеляж предназначен для размещения экипажа, пассажиров, грузов и оборудования. Масса конструкции фюзеляжа составляет 40%массы всей конструкции самолёта, а а/д сопротивление до 5% полного сопротивления самолёта.
Основные геометрические параметры фюзеляжа:
Lф - длина фюзеляжа;
S мид - площадь миделевого (наибольшего) сечения фюзеляжа.
На а/д характеристики большое влияние оказывает параметр удлинение фюзеляжа - λ.
λ = Lф/Dф - диаметр окружности миделевого сечения фюзеляжа.
С точки зрения а/д, для обеспечения прочности при минимальной массе наиболее выгодным является фюзеляж круглого сечения.
Нагрузки действующие на фюзеляж:
- Мизг и Мкр от крыла и хвостового оперения;
- от масс грузов и агрегатов, расположенных внутри фюзеляжа;
- силы от шасси при посадке;
- воздушные силы;
- перепад давления между гермокабиной (ГК) и атмосферой.
Для восприятия нагрузок фюзеляж состоит из силовых элементов:
- поперечный набор - шпангоуты (шп) - (голл. Spanthout - поперечное ребро жёсткости бортовой обшивки судна между днищем и палубой или фюзеляжа самолёта).
Шп бывают: - усиленные, когда к ним крепятся крыло, шасси, хв.
оперение, двигатели или ограничивающие ГК;
- обычные.
Шп придают заданную форму поперечного сечения, обеспечивают поперечную жёсткость, воспринимают местные нагрузки.
- продольный набор - стрингеры (англ. Stringer- продольное ребро жёсткости
корпуса судна, ЛА.).
Опираются на Шп. Являются опорой обшивки и прикрепляются к шп и обшивке.
В местах вырезов в фюзеляже: ниши шасси, двери, окна, люки вместо стрингеров могут устанавливаться балки силовые - бимсы.
На современных самолётах применяются фюзеляжи балочной конструкции. У них работающая металлическая обшивка, подкреплённая продольным и поперечным набором.
Обшивка состоит из панелей и листов различной толщины от 1,5 мм до 8 мм в местах вырезов в фюзеляже (двери, окна, люки).
Технологически фюзеляж разделён на части:
Ф1 - носовая часть фюзеляжа (НЧФ) - кабина экипажа.
Ф2 - средняя часть фюзеляжа (СЧФ) - пассажирские салоны или
грузовая кабина.
Ф3 - хвостовая часть фюзеляжа (ХЧФ), техническая часть.
Между собой эти части соединены стыковочными шпангоутами.
Ф1 и Ф2 - как правило составляют герметическую кабину. Поэтому она воспринимает усилие перепада давления.
Герметизация обеспечивается с помощью уплотнительных лент (У20А), закладываемых между листами обшивки и деталями каркаса, а затем изнутри кистью промазывается герметиком У30-МЭС-5К.
Входные двери, люки, окна герметизируются резиновыми профилями.
Герметизируются выводы тяг, тросов управления, электропроводки, трубопроводов различных систем.
Для теплозвукоизоляции кабин применяются пористые и волокнистые материалы с малой теплопроводностью (минеральная вата, стекловата, пеностекло).
Теплоизоляционные покрытия служат и звукоизоляцией.
Между обшивкой и облицовкой кабин воздушная прослойка.
qф – распределенная массовая нагрузка от кострукции фюзеляжа
Рэк – нагрузка от членов экипажа Данные нагрузки
Рг - груз или пассажиры уравновешиваются
Рш – нагрузка от шасси подъемной силой
Рдв – нагрузка от двигателей крыла
Рхв.о – нагрузка от хвостового оперения
Силы давления внутри фюзеляжа за счёт перепада давления в ГК.
Ргк - давление внутри гермокабины.
Ра™ - давление атмосферное.
?Ргк = Ргк – Ратм => перепад давления в ГК по отношению к атмосферному давлению, которое стремится разорвать фюзеляж.
Рис. 3.3. Силы перепада давления.
На фюзеляж действуют силы от отклонённых рулевых поверхностей:
Руль направления (РН)- через киль; руль высоты (РВ) - через стабилизатор и киль; ЭЛЕРОНОВ - через крыло; ПРЕДКРЫЛКОВ и ЗАКРЫЛКОВ - через крыло - все эти силы создают Мизг и Мкр (изгибаюшие и крутящие) моменты относительно центра тяжести (ЦТ).
Из вышесказанного вытекают требования к фюзеляжу:
- обеспечение достаточной прочности и жёсткости конструкции при минимальном весе;
- рациональные внешние формы и параметры фюзеляжа для минимального лобового сопротивления;
- использовать несущие свойства фюзеляжа до 40% в интегральных схемах;
- максимально использовать полезные объёмы за счёт увеличения плотности, компоновки и размещения грузов вблизи центра массы (ЦМ)
Это даёт:
1. Масовые моменты инерции – ↓Ji;
2. Улучшаются маневренные характеристики;
3. Уменьшается диапазон центровок;
4. Даёт большую стабильность и управляемость.
- согласованность силовой схемы фюзеляжа с силовыми схемами присоединённых агрегатов (крыла, шасси, хвостового оперения);
- обеспечивать: - удобство входа и выхода экипажа и пассажиров, погрузки и разгрузки грузов, надёжности швартовки;
- создание необходимых условий жизнеобеспечения и комфорта;
- обеспечение быстрого и безопасного аварийного покидания самолёта.
5. Назначение, конструкция системы управления самолетом.
Совокупность бортовых устройств, обеспечивающих управление движением самолета, называют системой управления самолетом. Поскольку процесс управления самолетом осуществляется пилотом, находящимся в кабине экипажа, а элероны и рули находятся на крыле и хвостовом оперении, между этими участками должна быть конструктивная связь. Она должна обеспечить высокую надежность, легкость и эффективность управления положением самолета.
Очевидно, что при отклонении управляющих поверхностей, действующее на них усилие возрастает. Однако это не должно привести к недопустимому увеличению усилий на рычагах управления.
Система управления самолетом может быть неавтоматической, полуавтоматической или автоматической. Если процесс управления осуществляется непосредственно пилотом, т.е. пилот посредством мускульной силы приводит в действие органы управления и устройства, обеспечивающие создание и изменение управляющих движением самолета сил и моментов, то система управления называется неавтоматической (прямое управление самолетом).
Неавтоматизированные системы могут быть механическими и гидромеханическими (см. рис. 6.1). Механические системы - это первые самолётные системы, на базе которых созданы все современные комплексные системы основного управления. Балансировка и управление здесь осуществляются непосредственно мускульной силой экипажа в течение всего полёта.
На самолётах ГА основное управление осуществляется двумя пилотами с помощью двойных командных рычагов, механической проводки управления, кинематических устройств, регулирующих перемещения и усилия, и поверхностей управления.
Если процесс управления осуществляется пилотом через механизмы и устройства, обеспечивающие и улучшающие качество процесса управления, то система управления называется полуавтоматической. Если создание и изменение управляющих сил и моментов осуществляется комплексом автоматических устройств, а роль пилота сводится к контролю за ними, то система управления называется автоматической. На большинстве современных скоростных самолетов применяются полуавтоматические и автоматические системы управления.
Комплекс бортовых систем и устройств, которые дают возможность пилоту приводить в действие органы управления самолетом для изменения режима полета или для балансировки самолета на заданном режиме, называют системой основного управления самолетом (руль высоты, руль направления, элероны, переставной стабилизатор).
Устройства, обеспечивающие управление дополнительными элементами управления (закрылки, предкрылки, спойлеры) называют вспомогательным управлением или механизацией крыла.
В систему основного управления самолетом входят:
а) командные рычаги, на которые непосредственно воздействует пилот, прикладывая к ним усилия и перемещая их;
б) проводка управления, соединяющая командные рычаги с элементами систем основного управления;
в) специальные механизмы, автоматические и исполнительные устройства.
Отклоняя штурвальную колонку на себя или от себя, пилот осуществляет продольное управление самолетом, т.е. изменяет угол тангажа, отклоняя руль высоты или управляемый стабилизатор. Поворачивая штурвал вправо или влево, пилот, отклоняя элероны, осуществляет поперечное управление, накреняя самолет в нужную сторону. Для отклонения руля направления пилот воздействует на педали. Педали используются также для управления передней опорой шасси при движении самолета по земле.
Пилот является важнейшим звеном в неавтоматической и полуавтоматической системах управления. Он воспринимает и перерабатывает информацию о положении самолета, действующих перегрузках, положении рулей, вырабатывает решение и создает управляющее воздействие на командные рычаги.
Основное управление самолетом должно удовлетворять следующим требованиям:
1. При управлении самолетом движения рук и ног пилота для отклонения командных рычагов должны соответствовать естественным рефлексам человека при сохранении равновесия. Перемещение пилотом командного рычага в определенном направлении должно вызывать нужное перемещение самолета в том же направлении.
2. Реакция самолета на отклонение командных рычагов должна иметь незначительное запаздывание, определяемое условиями устойчивости контура управления "пилот-самолет".
3. При отклонении органов управления (рулей, элеронов и др.) усилия на командных рычагах должны возрастать плавно, быть направлены в сторону, противоположную движению командных рычагов (препятствовать перемещению их пилотом), а величина усилий должна согласовываться с режимом полета самолета. Последнее необходимо для обеспечения пилоту "чувства управления" самолетом, способствующего пилотированию самолета. Предельные усилия на командных рычагах должны соответствовать физическим возможностям пилота.
4. Должна быть обеспечена независимость действия рулей: отклонение, например, руля высоты не должно вызывать отклонения элеронов, и наоборот.
5. Углы отклонения рулевых поверхностей должны обеспечивать возможность полета самолета на всех требуемых полетных и посадочных режимах, причем должен быть предусмотрен некоторый запас отклонения рулей.
Основными конструктивными элементами систем управления являются командные рычаги, проводка управления и различные агрегаты (бустеры, механизмы загрузки и т.п.).
Проводка управления предназначена для передачи усилий с командных рычагов на управляемые поверхности. Проводка управления может быть выполнена гибкой или жесткой.
Рис.6.2. Схема действия триммера: 1 – электромеханизм; 2 - триммер
При длительном полете самолета с отклоненными рулями для снятия усилий с командных рычагов применяются триммеры, которые представляют собой дополнительную рулевую поверхность, устанавливаемую на задней части основного руля. Триммеры отклоняются на необходимые для снятия усилий углы по желанию пилота. Это обеспечивается специальной механической проводкой из кабины экипажа к триммерам или при помощи управляемых из кабины экипажа электромеханизмов (см. рис. 6.2.).
Отклоняя триммер в сторону, противоположную отклонению руля, нагрузку, передающуюся на командные рычаги, можно уменьшить до сколько угодно малой величины. Компенсирующий момент от триммера, противодействующий шарнирному моменту, возникает вследствие большого плеча силы, приложенной к триммеру, хотя сама сила и невелика.
Шарнирный момент руля можно уменьшить, применяя аэродинамическую компенсацию, т.е. создавая с помощью аэродинамической силы носового участка руля момент, противоположный моменту от силы хвостового участка (см. рис. 6.3.). Наиболее широкое распространение получила осевая аэродинамическая компенсация - смещение оси вращения руля от его передней кромки. Центр давления аэродинамической силы руля лежит приблизительно на 1/3 его хорды. Если ось вращения руля приблизить к линии центра давления, то тем самым уменьшится плечо аэродинамической силы. Уменьшение плеча дает уменьшение шарнирного момента руля, а следовательно, уменьшает нагрузку на рычаг управления рулем.
