Определение параметров пассажирского самолёта типа Як 42

Им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»

 

 

КАФЕДРА 103

Контрольная работа

Определение параметров пассажирского самолёта типа Як 42

В нулевом приближении (вар. 4)

для напряму підготовки «Авіа та ракетобудування» 6.05110102

спеціальність: «технологія літако- і вертольотобудування

 

 

«Конструкция самолётов и вертолётов»

(для студентов заочного отделения)

 

Разработал: студент группы A 2-40

 

 

Проверил:

старший преподаватель каф. 103

 

Данов А. С.

 

 

Киев 2016

 

Задание

 

Определить основные параметры транспортного самолета типа Як 42

Таблица 1 – Тактико-технические требования и техническое задание.

Vмах	L,км	N	Lp,м	Нпот,км	Vкр,км/ч	Нкр,км	nэк

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………….…...3

1. Статистические данные.…………………………………………….…...….5

1.1. Описание самолетов – аналогов……………...………………………….… 7

1.2. Формирование ТТТ проектируемого самолёта………………...………… 12

2. Определение взлетной массы самолета в нулевом приближении ….……13

3. Определение параметров силовой установки ………………………...….15

4. Определение геометрических параметров частей самолета………….…15

5. Определение плеча оперения и параметров шасси…………….…….…..20

6. Построение общего вида самолета…………….……………………….…22

8.Экономическая часть………………………………………………….……..24

Заключение……………………………………………………………………..23

Список использованной литературы……………………………….…………24

 

Введение

Целью данной КР является ознакомление студентов с возможными вариантами проектирования в нулевом приближении самолетов целевого назначения заданных преподавателем. Проектирование самолета проводиться по методике, разработанной на кафедре конструкции самолётов ХАИ (каф. 103).

В работу входит ознакомление с существующей литературой и информационными источниками по общим видам, конструкции и проектированию самолётов и объектов АКТ; сбор и обработка статистических данных, выбор и изучение самолетов-аналогов соответствующих заданному по тактико-техническим данным; дополнение тактико-технических требований к проектируемому самолету, обоснование и выбор аэродинамической компоновки самолета, а также - определение взлетной массы самолёта (в нулевом приближении) и его основных геометрических параметров. Вычерчивание общего вида самолёта. Во втором разделе происходит выбор и описание конструктивно-силовой схемы спроектированного самолёта

 

На основе собранных статистических данных по пяти самолетам-аналогам в необходимо выполнить следующий объем работ:

1. Сбор и обработка статистических данных (летных, массовых, геометрических характеристик), параметров силовой установки самолета.

1. Дополнение заданных тактико-технических требований (ТТТ).
2. Выбор и обоснование аэродинамической схемы самолета и его основных параметров.

4. Определение (в нулевом приближении) взлетной массы самолета и его основных геометрических размеров.

1. Выполнение чертежей общего вида, общего устройства агрегата и схемы силовой увязки основных силовых элементов агрегатов самолета.
2. Расчет экономической части.

 

Статистические данные

 

Для формирования статистических данных мной были выбраны четыре аналога самолета Як – 42:

1. BAe 146-100
2. BAC 111-475
3. DC-9-20
4. Ту-154

Собранные данные занесем в таблицу № 1.1.

Название самолета, страна, год выпуска	Як – 42 СССР	BAe 146-100 Великобритания	BAC 111-475 Великобритания	DC-9-20 США	Ту-154 СССР
Летные данные	Vmax, kм/ч или Мmax
Hvmax, kм
Vкрейс, kм/ч или Мкрейс
Нкрейс, км		7,5	8,5
Vвзл, kм/ч
Vпос, kм/ч
Нпот, км
L (Mт max), км
L (Mплатн. нагр max), км
Lразб. или Lвзл, м
Lпроб. или Lпос, м
Массовые данные	Мо(m взл),кг
Mпуст, кг
Мпос,кг
Мпуст снар,кг
Мт,кг
Мк,кг
Nпасс	120/2	93/3	89/2	90/3	167/3
Данные силовой установки устано установки	Число и тип двигателей	3ТРДД	4ТРДД	2ТРДД	2ТРДД	3ТРДД
P0,до Н	3*6500	4*3160	2*5700	2*6810	3*9300
Ср,кг/кВт*ч	0,63	0,6	0,65	0,58	0,69
Mдв, кг	3*1100	4*900	2*1170	2*1200	3*1550
Геометрические данные	S, м^2		77,3	95,78
L, м	36,38	26,19	28,5	31,8
cnк^0
l удлинение кр.	7,8	7,6	7,5	7,9	9,5
C0 , Cконц %	18/13	12/11	15/10	12/11	17/12
h сужение кр.	3,1	3,15	3,23	3,19	3,3
lф, м	32,91	26,2	25,2	31,82	39,6
dф, м	3,8	3,56	3,4	3,3	3,8
lф	9,5	8,86	7,1	8,81	10,9
Sотн эл
Sв.о	0,15	0,18	0,16	0,15	0,19
Sг.о	0,18	0,22	0,21	0,19	0,2
SSмид, м^2	12,69	10,8	11,42	13,01	15,2
Производные величины	p=m0×g/10× S, дан/м^2	372,4	483,02	457,05	478,4	407,52
t0=10×P0/ m0×g	0,349	0,338	0,260	0,306	0,338
g дв=mдв×g/P0	0,165	0,27	0,2	0,17	0,163
Kотд. =mпуст/m0	0,76	0,67	0,7	0,71	0,51
kм=m0×g/10×S×Sмид,дан/м^2	4401,89	3457,2	3833,32	3419,8	5415,7

Таблица 1.1.

Описание самолетов – аналогов

Як-42 Пассажирский самолёт ОКБ А.С.Яковлева

Пассажирский самолет Як-42 для авиалиний средней протяженности был разработан для замены самолетов типа Ил-18 и Ту-134. К созданию самолета в ОКБ А.С.Яковлева приступили в конце 1972г. Як-42 представляет собой моноплан со свободнонесущим стреловидным низкорасположенным крылом. Самолет имеет стреловидное хвостовое оперением с верхним расположением стабилизатора. Шасси трёхопорное. Первый полет опытного самолета состоялся 7 марта 1975 г. В 1980 г. самолет был сертифицирован и поступил в эксплуатацию.

Модификации

Як-42Д - модификации Як-42Д с увеличенной взлетной массой и большей дальностью полета. Выпускается с 1988 г.

Як-42Е-ЛЛ - испытательный стенд для двигателей, демонстрировался в 1991г. на авиасалоне в Ле Бурже, оснащенный винтовентиляторным двигателем ЗМКБ Прогресс Д-236 по правому борту.

Як-42Ф - модификация для аэрофотосъемки, оснащен двумя большими подкрыльевыми контейнерами, в которых размещаются электрооптические датчики.

Як-42М - модернизированная версия Як-42Д с тремя ТРДД Д-436М тягой по 7500 кгс. Цифровой пилотажно-навигационный комплекс ЦПНК-42М обеспечивает автоматическую посадку в условиях метеоминимума по категории IIIa ИКАО. Новые двигатели позволяют сертифицировать самолет в соответствии с нормами ИКАО, глава 3.

Як-142 (Як-42А) - вариант самолета Як-42Д с более совершенным оборудованием, повышенным комфортом и меньшим уровнем шума.

Оборудование

Навигационный комплекс "Ольха-1" и комплекс высотно-скоростных параметров ВСП-1-6 обеспечивают автономную навигацию, система автоматического управления САУ-42 - посадку в условиях минимума II категории ИКАО. Имеются также два автоматических радиокомпаса, радиотехническая система ближней навигации "Веер-М", навигационно-посадочная система "Курс-МП-70", метеолокатор "Гроза-42".

Двигатели

ТРДД Запорожского моторостроительного КБ "Прогресс" Д-36 (3х63,7 кН, 3х6500 кгс).

Уровень шума

соответствует нормам ИКАО, глава 2

Состояние

В серийном производстве.

РЛЭ Як-42

 

рис.1. Схема самолёта ЯК- 42

Ту - 154 ОКБ А.Н.Туполева

Пассажирский самолет для авиалиний средней протяженности

Исследования усовершенствованного варианта самолета Ту-154, оснащенного более экономичным ТРДД Д-ЗОКУ, начались в 1981?1982гг. Первоначально самолет имел обозначение Ту-164.Первый полет опытного самолета был выполнен в 1982 г.,а серийное производство началось в 1984 г. на заводе в Самаре. До появления самолета Ту-204 самолет Ту-154М был одним из самых экономичных российских пассажирских самолетов. Он является одним из немногих отечественных пассажирских самолетов, поставляемых на экспорт.
В 1996-1997гг. планировалось начать выпуск модификации Ту-154М-2 с использование цифрового комплекса авионики и улучшенной топливной экономичностью на 20%. В 1980-х годах в ОКБ вели сь работы по применению на пассажирских самолетах криогенных топлив. Были проработаны модификации Ту-154М и Ту-156М. Прошли летные испытания экспериментального самолета Ту-155. с двигателем ТРДД НК-88 работающем на криогенном топливе, жидком природном газе и метане.

Оборудование

Самолет оснащен обычным комплексом авионики с электромеханическими средствами индикации, разработанным отечественными КБ. В состав пилотажного комплекса входят автоматизированная система управления самолетом АБСУ-154, радионавигационная система "Омега" и система предупреждения столкновений самолетов в полете TCAS. Ту-154 представляет собой моноплан со свободнонесущим стреловидным низкорасположенным крылом. Самолет имеет стреловидное хвостовое оперением с верхним расположением стабилизатора. Шасси трёхопорное. Двигатели: 3ТРДД по 9300 Н.

 

 

рис.3. Схема самолёта Ту-154

 

Фюзеляж

Размер фюзеляжа и определяется по статистическим данным. Приводим статистические данные по удлинениям фюзеляжа:

= * (4.1)

= * (4.2)

= * (4.3)

 

Примем = 3,57 м; = 9 (см. таблицу № 1.2); = 2; = 3, (из метод. пособия); тогда

= 9 * 3,57 = 32,13 (м)

= 2 * 3,57 = 7,14 (м)

= 3 * 3,57 = 10,71 (м)

 

4.3. Горизонтальное оперение:

Площадь горизонтального оперения равна

 

= * S

где берется на основании статистических данных, = 0,2 (см. таблицу № 1.4); S = 98,6

Тогда = 0,21 * 98,6 = 21,3 (м²)

Размах Г.О.

=

где = 4,3

 

= = 9,2 (м)

 

Корневая и концевая хорды ГО определяется исходя из значений , , :

 

= *

=

Принимаем = 2,2, тогда

= * = 3,13 (м)

= = 1,4 (м)

 

Средняя аэродинамическая хорда ГО (САХ ГО) вычисляется по формуле:

 

=

= * 3,13 = 2,38 (м)

 

координата САХ ГО по размаху ГО определяется соотношением

= *

 

= * = 1,89 (м)

 

Координата носка САХ ГО по оси ОХ

= * * tg c_{п.к. г.о.}

или

= * tg c_{п.к. г.о}

 

tg c_{п.к. г.о} = 25

= 1,89 * tg 25 = 0,8 (м)

 

Вертикальное оперение

 

Определим площадь вертикального оперения по формуле:

= * = 0,18 * 98,6= 19,72

 

Высота ВО определяется по формуле:

 

=

 

Подставим = 1,21 и = 19,72 (м²), получим:

 

= = 5 (м)

 

Корневая (по оси симметрии самолета) b₀ и концевая b_k хорды ВО, определяется исходя из значений S, h,

 

=

= * = 5,24 (м)

 

= /

 

= 5,24 / 1,6 = 3,27 (м)

 

Средняя арифметическая хорда ВО (САХ ВО) вычисляется по формуле

 

= * *

= * 5,24 * = 4,33 (м)

 

координата САХ ВО по высоте ВО определяется соотношением

 

= *

= * = 1,15 (м)

 

Координата носка САХ ВО по оси ОУ

 

= * tg c_{п.к. b.о.}

или

= * tg c_{п.к. b.о}

где tg c_{п.к. b.о} – угол стреловидности BО по передней кромке.

 

= 1,15 * tg 35 = 0,8 (м)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В итоге была определена взлетная масса нулевого приближения пассажирского самолета, разработан общий вид самолета, определены его геометрические параметры; проведены конструктивно - силовая увязка агрегатов самолёта, экономические расчёты.

Данные, полученные при проектировании самолета с турбореактивными двигателями, свидетельствуют о том, что его параметры не хуже аналогичных самолетов-прототипов.

Полученные результаты являются основой для дальнейшей более детальной разработки конструкции самолета.

 

Список использованной литературы

 

1. В.Н. Клименко, А.А. Кобылянский, Л.А. Малашенко “Приближенное определение основных параметров самолета”, ХАИ, 1989, 46 стр.

2. Шульженко М.И. “Конструкция самолетов”, М.: ”Машиностроение”, 1971, 400 стр.

3. Житомирский Г.И. “Конструкция самолетов”, М.: “Машиностроение”, 1991,416 стр.

 

 

Им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»

 

 

КАФЕДРА 103

Контрольная работа

Определение параметров пассажирского самолёта типа Як 42