5.6 Типовая сводка распределения масс самолета по структурным группам (9)

Типичное разделение массы пустого самолета в процентах от максимальной взлетной массы для самолетов различных категорий приводится в таблице 1

5.6.1 Типичное разделение массы пустого самолета в процентах

Таблица 1.

		Процент Gb3ji. max
Категория самолета	Конструкция	Силовая	Несъемное	Масса
	планера	установка	оборудо-	пустого
			вание и системы	самолета
1.Транспортные пассажирские самолеты коротких
линий:
-реактивные	31.5	8.0	13,5	53,0
-турбовинтовые	32	12.5	13.5	58,0
-поршневые	29,5	20,5	15.5	65,5
2.Транспортные пассажирские самолеты дальних
линий:
-реактивные	24,5	8,5	9.0	42,0
-турбовинтовые	27,0		12,0	51,0
-поршневые	25,5	17,5	11,0	54.0
З.Гпузовые самолеты:
-коротких линий турбовинтовые	35,0	13,0	8,0	56,0
-дальних линий турбовинтовые	26,5	10,0	7,0	43,5
4. Административные самолеты	27,5	8,0	15,5	51,0

Примечание: В связи с принятием в России (СССР) стандартов по массово инерционным характеристикам самолетов термины, связанные с весом в работе 9 заменены массой, которая обозначена G. Для сохранения единства формул и графиков вес в кгс обозначен как ^¯G. Так, например, взлетной массе самолета G взл. = 5000 кг соответствует вес ^¯G взл.=5000 кгс

Разбивка массы обычного гражданского самолета

Разбивка по массовым группам
Тип самолета		Дата
Тип двигателя		Имя
Данные по группам	Масса	Плечо до ЦМ Х ! у
Конструкция планера
Группа крыла
Группа хвостового оперения
Группа фюзеляжа
Группа шасси
Группа рулевых поверхностей
Группа гондол или двигателей
Группа силовой установки
Установка двигателя и форсажных камер
Коробка приводов
Нагнетатели (турбинного типа)
Система подачи воздуха
Система выхлопа	..'■
Масляная система охлаждения
Система смазки
Топливная система
Система впрыска воды
Управление двигателями
Система запуска
Установка винта
Реверс тяги
Оборудование и системы планера
Группа ВСУ
Приборы и пилотажно-навигационное оборудование
Гидравлика и пневматика
Электрическая группа
Электронная группа
Отделка и снаряжение
Кондиционирование и противообледенительная система
Прочее
Основная масса самолета (пустого)
Эксплуатационные элементы
Снаряжение экипажа
Расходуемые элементы на пассажирскую кабина
Вода и химсоставы для туалетов
Аварийное оборудование
Масло, остаточное топливо, вода, спирт,
крепление и приспособления для работы с грузами
Эксплуатационная масса пустого самолета

Таблица 2

5.6.2 Массовая сводка по структурным группам самолета

Продолжение таблицы 2, л.2

Продолжение таблицы 2, л.3

Продолжение таблицы 2 ,л.4

Примечание * - оценка; **— включен в другую группу; *** — нет данных; **** — включая хвостовые балки.

5.6.3 Массовый анализ группы силовой установки Таблица 3

Продолжение таблицы 3

Таблица 4

5.6.4 Оценка массы внутреннего оборудования и отделки современных транспортных и административных самолетов

Таблица 5

5.6.5 Оценка массы эксплуатационных элементов самолета

5.6.6 Масса шасси.

Первой задачей при оценке массы является выбор размеров пневматиков ко­лес, давления в пневматиках, размещения, длины стоек и т. п.

Масса шасси обычной схемы может быть найдена путем сложения масс пе­редней и основных стоек, которые определяются отдельно по следующей зависи­мости:

где k_{g ш}=1 для низкоплана и 1,08 для высокоплана.

Таблица 6 дает представление о величинах А , В, С и D, основанных на стати­стических данных шасси современных самолетов. Для взлетной массы самолета до 45000 кг относительная масса шасси уменьшается с увеличением размеров само­лета. Причина заключается в том, что у больших самолетов значительная часть конструкции шасси работает при больших напряжениях, а пневматики имеют большое внутреннее давление, что экономит массу. При массах самолетов более 45 000 кг основные стойки уже не имеют тенденции к снижению относительной массы, однако масса передних стоек сохраняет эту тенденцию вплоть до размеров самолетов типа Боинг 747 и С-5А.

Таблица 6

Категория самолета	Конфигурация шасси		А	В	С	D
Рсактивные, трени-ровочные и админи­стративные	Убирающиеся Убирающееся	Основные стойки	15	0.033	0,021	—
		Передняя стойка	5,4	0,049	—	—
	Неубирающееся	Основные стойки	9,1	0,082	0,019	—
	Неубирающиеся	Передняя стойка	11,3	—	0.0024	—
		Хвостовая стойка	4.1	—	0,0024	—
Все другие типы гражданских самолетов	Убирающееся	Основные стойки	18,1	0,131	0,019	2,23-10-5
	Убирающиеся	Передняя стойка	9,1	0,082	—	2,97- 10-6
		Хвостовая стойка	2,3	—	0,0031	—

Можно считать, что у многих самолетов критическая ударная нагрузка созда­ется при посадке и что при расчете массы шасси должна фигурировать G_{пос. max} , в этом случае массу шасси можно принять равной 4,7% от G_{пос. max.}

5.6.7 Масса группы рулевых поверхностей.

Масса рулевых поверхностей обычно составля­ет от 0,8 до 2% взлетной массы самолета.

Она рассчитывается по формуле

Рисунок 5.1. Составляющая массы шасси:

/ — фиксированное шасси {обозначены точками);

// — peaктивные тренировочные и административные самоле­ ты (обозначены квадратика­ ми) ;

/// — другие типы гражданских самолетов

(убирающееся шасси обо­значено кружочками);

k_g = 1 для низкопланов,

k_g = 1,08 для высокопланов

Максимальная взлетная масса (кг)

Коэффициент k _рп может быть определен по известным данным для самолетов одинаковой категории с аналогичной системой управления.

Коэффициент k _рп составляет следующие величины:

k _рп =0,176 — легкие самолеты с дублированной системой управления;

k _рп =0,348 — транспортные и тренировочные самолеты с ручным управле­нием;

k _рп = 0,491—транспортные самолеты с бустерным управлением и системой механизации задней кромки.

При наличии щитков и предкрылков на передней кромке добавляется 20% массы, для гасителей подъемной силы—еще 15%.

При наличии достаточного объема данных можно сделать более детальный анализ. При этом группа управления разделяется:

1) управление в кабине, с массой равной

3. автопилот для транспортных и административных самолетов

3) систему управления для легких самолетов с недублированным управле­нием

Для транспортных самолетов оценка массы системы управления может быть сделана при помощи табл. 3. Когда данных недостаточно, для тренировочных и административных самолетов применима указанная выше зависимость.

5.6.8 Масса группа гондол.

Следующие статистические зависимости применимы для оцен­ки массы гондол при отсутствии лучших данных. Масса гондолы легкого самолета с одним тянущим винтом в носовой части определяется где N_взл в (л. с.).

Эта масса относится целиком к отсеку двигателя за противопожарной пере­городкой. Масса гондолы многодвигательного самолета с ПД в случае двигателей с горизонтально-противоположными цилиндрами определяется как

В случае других типов ПД определяется как

При уборке шасси в гондолы добавляется 0,018 N _e и при наличии выхлопных труб, проходящих под крылом (см. самолет Локхид «Электра»), добав­ляется еще 0,05 N _c.

Масса гондол самолетов с ТРД или ТРДД в отдельных гондолах определяется по формулам:

G _Г = 0,055 R _взл.;

G _r = 0,065 R _B3Л. ;

Вторая формула применяется при высокой степени двухконтурности с коротким вентиляторным обтекателем.

Эти величины включают массу пилонов и внешние элементы конструкции при установке реверса. При отсутствии реверса масса группы уменьшается примерно на 10%.

При необходимости выполнения более детального массового анализа, учиты­вающего конфигурацию и геометрию гондол, и установку двигателей, требуется предварительная конструктивная проработка. После этого используются для рас­чета данные таблицы 7. Прирост массы вследствие применения звукоизолиру­ющих материалов зависит от степени желаемого эффекта; по этому вопросу луч­ше проконсультироваться с разработчиком двигателей. Для типичной «тихой» гондолы ТРДД акустическая защита применяется на 50% общей площади поверх­ности гондолы. Прирост массы составит при этом 20% массы гондолы, без учета дополнительного прироста массы на двигателях.

Таблица 7

Данные для оценки массы группы гондол

Составляющая массы	Метод оценки массы в кг
1).Узлы крепления двигателя и защита от вибраций	1). установочная масса винта плюс 5% массы двигателя
2).Конструкция гондолы, пилоны и растяжки, обтекатели двигателя, щитки и перегородки 3).Обтекатель газогенератора и центральное тело 4).Глушители шума 5).Шумопоглощающий материал 6).Пожарные перегородки и каркас для установки противопожарной защиты	2). 0,405 √ Vмах S 1,.8омв. Где : V max- максималь­ная индикаторная скорость; SQM — суммарная площадь гондолы, омываемая холодным потоком с внутренней и внешней стороны * 3) 14,6 кг/м2 омываемой площади 4). 1,71 кг/м2 стенок гондолы 5) 8,53 кг/м2 площади панелей 6) 5,51 кг/м2

*Для ТРД площадь внешней гондолы двигателя плюс площадь внутреннего воздуш­ного канала