Пояснительная записка к курсовой работе по прочности ”Расчет на прочность элементов конструкции самолета”, страница 17

Таблица 20 Нагрузка от несимметричного нагружения горизонтального оперения

Результаты расчета нагрузок на горизонтальное оперение сведены в таблицу 21.

Таблица 21 Нагрузки на горизонтальное оперение

5.1.5 Определение внешних нагрузок на вертикальное оперение

Демпфирующая нагрузка на горизонтальное оперение равна

, где     -площадь вертикального оперения, .

.

Эта нагрузка должна быть не более

, .

Маневренная нагрузка

, , не более , . Принимаем .

Нагрузка при полете в неспокойном воздухе

, где     -    коэффициент, равный , ;

.

Эксплуатационная нагрузка на вертикальное оперение при остановке двигателей по одну сторону от плоскости симметрии самолета определяется из условия уравновешивания момента от тяги работающих двигателей.

Тяга двигателей по одну сторону от плоскости симметрии .

Уравновешивающая нагрузка на вертикальное оперение

, где     -  плечо силы тяги работающих двигателей, ;

 - плечо вертикального оперения, .

.

Нагрузка в комбинированном случае нагружения находится путем суммирования нагрузки от остановки двигателей с маневренной нагрузкой. При этом тяга работающих двигателей принимается 0,67 ее максимального значения:

, .

Расчетные нагрузки на вертикальное оперение при коэффициенте безопасности :

;

;

;

;

.

5.1.6 Одновременное нагружение горизонтального и вертикального оперения

Вероятность одновременного действия максимальных нагрузок на вертикальное и горизонтальное оперение мала, поэтому принимают, что на каждую из поверхностей  действуют только ¾ максимальной нагрузки, выявленной при их раздельном нагружении

,

.

5.2 Уравновешивание самолета в вертикальной плоскости

Под уравновешиванием понимается определение массовых сил, динамически уравновешивающих поверхностные силы и моменты, действующие на самолет.

Уравновешивание проводится для всех полетных случаев.

Сила с которой i-ий груз действует на фюзеляж

.

5.2.1 Действие на горизонтальное оперение уравновешивающей нагрузки

Динамическое уравновешивание производится для расчетных случаев A, A', B, C ,D, D'.

Рис.27 Схема уравновешивания самолета при действии на оперение уравновешивающей нагрузки

Подъемная сила крыла

, где     -  перегрузка, обусловленная подъемной силой крыла, в соответствии с расчетным                         случаем;

Массовая сила самолета

, где     -  перегрузка в центре масс самолета;

 -  перегрузка в центре масс i-го груза, ;

 -  масса i-го груза, расположенного в фюзеляже;

.

Результаты расчета сведены в таблицу 22.

Таблица 22. Действие на горизонтальное оперение уравновешивающей нагрузки

5.2.2 Действие на горизонтальное оперение уравновешивающей и маневренной нагрузки

Динамическое уравновешивание проводится для расчетных случаев A', B и C.

Рис.28 Схема уравновешивания самолета при действии на оперение уравновешивающей и маневренной нагрузки

Угловое ускорение вращения самолета относительно оси Z определяется из уравнения

, где     -  массовый момент инерции самолета относительно центра масс.

Его можно вычислить по формуле

, где     -   координата центра тяжести i-го груза;

 -   радиус инерции самолета относительно оси Z;

Приближенно можно принять

, где     -   длина фюзеляжа, ;

;

;

.

Динамическое равновесие здесь обеспечивает массовая сила самолета  и момент инерционных сил вращательного движения.

Величина массовой силы находится по формуле

.

Перегрузка в центре масс самолета

.

Величина момента инерционных сил находится по известной величине углового ускорения

.

Перегрузка в любой точке фюзеляжа, удаленной от центра масс на расстояние  будет равна

.

Сила с которой i-ий груз действует на фюзеляж

.

Результаты расчета сведены в таблицу 23.

Таблица 23 Массовые силы от грузов

5.2.3 Действие на горизонтальное оперение второй маневренной нагрузки

Рис.29 Схема уравновешивания самолета при действии на оперение второй маневренной нагрузки

Полагается, что эта нагрузка уравновешивается подъемной силой крыла , равной по величине нагрузке , но имеющей противоположное направление и приложенной в центре давления, совпадающем с центром масс самолета

.