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

Значения m0II в итерациях
Рис. 2.3. Схема упрощенного способа получения m0II

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.