Определение взлетной массы самолета
Вопросы определения взлетной массы самолетов подробно рассматриваются в учебниках и монографиях [1-7], а также в лекционном курсе дисциплины «Проектирование самолетов». Поэтому в данном пособии ограничимся лишь краткими сведениями методического характера и дадим ссылки на необходимую литературу.
Структура составляющих взлетной массы самолета в виде функциональных групп представлена на рис. 2.2.
Элементы их оставляющие
Масса пустого самолета | Масса конструкции кконструкции рукцииконструкции | Крыло | С центропланом, поверхностями управления и механизации | Масса пустого-снаряженного самолета | Взлетная масса самолета | |
Фюзеляж | С фонарями, дверями, люками, грузовыми полами, герметиком | |||||
Оперение | Горизонтальное и вертикальное с элементами креления, (балками) и рулями | |||||
Шасси | Со створками, подъемниками, замками и т.п. | |||||
Силовая установка | Двигатели, ВСУ, мотогондолы, различные системы (в том числе топливная с баками , трубопроводами и т.п.), | |||||
Оборудование и управление | БРЭО, гидрооборудование, система управления и другие системы, пассажирское оборудование (в том числе кресла, перегородки, кухни, буфеты, туалеты и проч.) | |||||
Масса нагрузки | Снаряжение и служебная нагрузка | Экипаж (летный и бортпровод-ники), чехлы, заглушки, инструмент и жидкости, масло, аварийное снаряжение | ||||
Топливо | В том числе в крыльевых, фюзеляжных и подвесных баках. Несливаемое топливо относится к снаряжению | |||||
Полезная нагрузка | Пассажирры. груз, Расхдуемый боезапас | |||||
Рис. 2.2. Структура составляющих взлетной массы самолета
Напомним вывод уравнения, позволяющего определить взлетную массу самолета m0:
;
Проведем преобразования:
;
разделим обе части уравнения на m0, получим:
, откуда:
;
В этой формуле в числителе стоит сумма масс оборудования, снаряжения, экипажа и полезной нагрузки, величины которых могут быть получены из ТЗ. Величины же относительных масс конструкции, силовой установки и топлива берутся такими же, как у самолетов-аналогов либо по данным таблицы 6.1. ([1], стр.130)
Выражение *) носит название «уравнение весового баланса» или «уравнение существования самолета», так как позволяет определить возможно ли создание самолета, соответствующего предложенному ТЗ
Расчет m0I в I приближении выполняют с помощью выражения **), при этом используются в качестве значения, взятые из статистики (табл. 2.6), а значение могут быть определены по формулам:
или
; где
Расчет взлетной массы самолета во II приближении – выполняется по более детальным формулам, позволяющим определить относительные массы отдельных агрегатов, например для крыла и фюзеляжа в функциональном виде эти зависимости будут иметь вид:
В качестве m0 в формулах II-го приближения для 1-ой итерации можно взять m0I.
Далее проводим несколько циклов вычислений m0IIi, каждый раз подставляя в формулы ранее полученное значение m0IIi-1
Расчет заканчивается, когда m0IIi и m0IIi-1 будут отличаться не более чем на величину заданной точности расчетов [ ]
;
Ускорить вычисления помогает график
|
Описанным выше методом определена взлетная масса дозвукового пассажирского самолета в примере, приведенном в Приложении 3 к данному пособию. Расчет массы легкого самолета, описан в пособии [7], которым и следует пользоваться в необходимых случаях.