2 Техническое предложение
2.1 Выбор материала
Материал для отсека хвостовой части фюзеляжа пассажирского самолета будет выбирается на основании главного требования ресурс — масса.
Исходя из исходных данных, скорость полета самолета на высоте 10 километров равна Мmax=0,85, следовательно аэродинамический нагрев не будет превышать 1000С. Это позволит нам применение алюминиевых сплавов, в частности 1163, который хорошо обрабатывается резанием и давлением , а также малочувствителен к концентрации напряжений и внутренним напряжениям, возникающим при сборке.
Широкое
применение для пассажирских самолетов
нашел высокопрочный сплав на
алюминиево-цинковой основе (В95).
Применение этого сплава, имеющего
и
на 20 % выше, чем 1163, дает при расчете на
статическую прочность значительную
экономию в массе, но показатели
выносливости и характеристики живучести
В95 значительно ниже, чем у 1163, что уменьшит
ресурс работы конструкции.
Таким образом, температурные условия позволяют использовать для всех элементов конструкции отсека хвостовой части фюзеляжа алюминиевый сплав 1163, который хорошо обрабатывается давлением и резанием, а также обеспечит заданную прочность, жесткость и ресурс работы конструкции.
Алюминиевый сплав 1163 имеет следующие физико-механические характеристики:
Временное сопротивление (предел прочности) в=400 МПа;
Временное сопротивление сдвигу =240 МПа;
Модуль упругости Е=72 ГПа.
2.2 Конструктивно силовая схема агрегата
В конструктивно-силовой схеме самолета фюзеляж занимает особое место, представляя собой звено, на котором должны быть уравновешены все нагрузки: массовые, аэродинамические, а также возникающие в местах присоединения к нему других агрегатов самолета и от расположенных внутри него грузов, механизмов, оборудования и т.п. В нашем случае к отсеку хвостовой части фюзеляжа крепятся по бокам 2 двигателя.
Возможные варианты технического решения:
Балочно-стрингерный фюзеляж (полумонокок);
Лонжеронно-балочный фюзеляж;
Балочно-обшивочный или безстрингерный фюзеляж (монокок).
2.2.1 Лонжеронно-балочный фюзеляж
В таких схемах фюзеляжа, нагрузку воспринимает подкрепленная оболочка (обшивка+стрингеры) и лонжероны. Такая конструкция фюзеляжа применяется в тех случаях, когда цельность обшивки нарушена большими проёмами. Потеря прочности из-за больших проёмов в продольном направлении компенсируется лонжеронами.
2.2.2 Балочно-обшивочный фюзеляж
Такие фюзеляжи состоят из обшивки, подкрепленной набором нормальных и усиленных шпангоутов. Такая конструктивно-силовая схема фюзеляжа применяется в тех частях, где нет больших сосредоточенных сил и вырезов.
2.2.3 Балочно-стрингерный фюзеляж
Каркас такого фюзеляжа состоит из стрингеров, нормальных и усиленных шпангоутов, воспринимающих сосредоточенные силы от агрегатов самолета, крепящихся к фюзеляжу, поперечных двутавровых балок, составляющих каркас пола.
Примеры конструктивно – силовых схем фюзеляжей показаны на рисунке 3.
а б в
Рисунок 3 – Конструктивно – силовые схемы фюзеляжей
а – лонжеронный; б – стрингерный; в – обшивочный;
1,5 – стрингеры; 2,6,8 – шпангоуты; 3 – лонжероны; 4,7,9 – обшивка.
Вывод: в данном курсовом проекте, будет рассматриваться отсек хвостовой части фюзеляжа обшивочного типа, конструктивно-силовая схема которого представляет балочно-стрингерный фюзеляж (рисунок ,б) Данная схема в настоящее время получила широкое распространение благодаря ряду преимуществ, основным из которых является высокая работоспособность обшивки вместе с элементами каркаса, удаленными на максимальное расстояние от продольной оси самолета. Благодаря этому увеличиваются внутренние объемы, что облегчает компоновку фюзеляжа. В зоне крепления двигателей и в месте стыка хвостового отсека с другой частью фюзеляжа должны быть установлены усиленные стрингеры и шпангоуты.