Расчетным является случай горизонтального полета самолета.

Центры давлений крыла и самолёта не совпадают, так как к подъёмной силе крыла добавляется подъёмная сила фюзеляжа и других элементов самолёта.

Зная положение центра масс самолёта и точки приложения подъёмных сил, составляем балансировочную схему (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема сил действующих на самолет

Из условия равновесия видно, что

,

где L1и L2- расстояния от центров приложения подъемных сил крыла и горизонтального оперения до центра масс самолета.

L2=LГО= 14,76 м определяем графически (рисунок 1)

В качестве аналога принимаем профиль крыла B-12% [4] и угол установки крыла 30 9'[1].

Тогда:

=0,19 • bсах=0,19 • 4,32=0,82 м;

=0,32 • bсах =0,32 • 4,32=1,38 м;

Сy=0,327[4]; V=Vкрейс=222,2 м/с [1];

Н

Где с- плотность воздуха на высоте H=10км.

Н

Проверка условия равновесия самолета:

428389-24629-41200*9,8=0

Условие выполняется.

3. Внешняя и внутренняя компоновки проектируемого ЛА

По схеме проектируемый самолет представляет собой моноплан с низкорасположенным стреловидным (в плане) крылом.

Самолет снабжен двумятурбореактивными двигателями Д-436Т1 с тягой по 7500кгс каждый.

Самолетрассчитан для полётов на расстояния до 2000 км. Крейсерская скорость полета 800 км/час.

Основными элементами конструкции самолета являются фюзеляж, крыло, оперение (вертикальное и горизонтальное), шасси, силовая установка.

3.1Элементы ЛА

Планер самолета РСС собирается из следующих основных агрегатов:

1. фюзеляжа, изготовленного из трех частей: носовой до шп. № 15; средней, включающей шп. № с 15А по 55 с герметичным днищем; хвостовой от шп. № 55А до шп. № 65. На носовой части фюзеляжа установлена нога шасси, на средней -- гондолы двигателей, а в хвостовой -- хвостовое оперение и ВСУ;

крыла, изготовленного из пяти частей. На крыле установлены средства механизации, главные ноги шасси с обтекателями и маршевые двигатели;

хвостового оперения, состоящего из киля, руля направления, стабилизатора и руля высоты.

Фюзеляж. Каркас всех частей фюзеляжа собирается из шпангоутов, стрингеров, лонжеронов продольных и поперечных балок и других элементов. Каркас обшивается листами обшивки.

Шп. № 4, 6, 8, 11, 13, 15, 28, 34, 37, 47, 48, 51, 55, 55А, 60, 63 и 64 -- силовые, шп. № 2, 5 и 9 -- усиленные, а остальные -- типовые, Всего шпангоутов 72.

Стрингеры каркаса фюзеляжа расположены равномерно по окружности сечения фюзеляжа и проходят по всей длине его, прерываясь в местах его вырезов под центроплан, окна, двери и люки. В местах соединения отдельных частей фюзеляжа стрингеры крепятся к фитингам стыковочных шпангоутов. Стрингеры верхней части фюзеляжа выполнены из сплава Д16-Т, а нижние -- из сплава В95.

Лонжероны фюзеляжа установлены между шп. № 5...9 и 34...44. Первые обеспечивают крепление фонаря кабины пилотов и расположены в верхней части фюзеляжа. Вторые устанавливаются в нижней части его и усиливают зону установки центроплана и упрощают крепление заднего обтекателя крыла.

Крыло кессонного типа двухлонжеронное, состоит из прямоугольного центроплана, двух средних частей, двух отъемных частей, обтекателей. Центроплан, средняячасть крыла (СЧК) и отъемная часть крыла (ОЧК) имеют два лонжерона, большое количество стрингеров, нервюр (часть которых усилена) и обшивку. Носки всех частей съемные, а хвостовые части приклепанные. Носки имеют основную обшивку из листа Д16 толщиной 1,2 мм и внутреннюю обшивку из гофрированного листа, образующего поперечные каналы для прохода горячего воздуха системы противообледенения крыла.

Стрингеры крыла выполнены из сплава В95 и Д16-Т и имеют трапециевидное и двутавровое сечения. Все нервюры, кроме нервюр разъемов и разделяющих внутренние объемы частей крыла на отдельные баки отсеки, выполняются штамповкой из листов Д16 с отбортованными отверстиями.

Обтекатели (гондолы) шасси служат для размещения в убранном положении главных ног шасси. Каждая гондола состоит из лонжеронов, балок, стрингеров и шпангоутов. К элементам каркаса гондолы приклепывается обшивка из Д16А-Т толщиной 1 мм. Нижние части гондолы имеют вырез для прохода ног шасси при уборке и выпуске их.

Вырезы закрываются передним щитком, двумя боковыми и двумя задними створками.

Закрылки. Самолет оснащен четырьмя выдвижными двухщелевыми закрылками: двумя внутренними, расположенными между бортами фюзеляжа и гондолами шасси, и двумя внешними, расположенными между гондолами шасси и разъемами частей крыла. Внутренние закрылки расположены вдоль балки средней части крыла перпендикулярно направлению полета и перемещаются назад по специальным рельсам, выполненным по форме дуги окружности. Внешние закрылки размещены вдоль заднего лонжерона СЧК под углом к полету, а перемещаются так же, как и внутренние, в направлении потока. Такое движение внешних закрылков обеспечивается перемещением их по направляющим рельсам, выполненным в форме винтовой линии.

Интерцепторы предназначены для торможения самолета при пробеге его после посадки и при прерванном взлете. Они представляют собой клепанные щитки, отклоняющиеся вверх против потока воздуха на угол 52°. Интерцепторы шарнирно крепятся к хвостовой внешней части СЧК. Каждый интерцептор состоит из лонжерона, нервюр, верхней и нижней обшивок и других деталей.

Элеронысостоят из четырех секций. На каждой внутренней секции установлен триммер-флетнер, а на внешней -- флетнер. Каждая секция элерона состоит из лонжерона, съемного носка, верхней и нижней обшивок и других деталей. Весовая балансировка элерона обеспечивается литыми стальными грузами. Элерон имеет осевую аэродинамическую компенсацию, равную 29,6%.

Хвостовое оперение. Вертикальное оперение состоит из киля, закрепленного к узлам шп. № 55 и 60, и руля направления, на четырех узлах киля. Горизонтальное оперение состоит из двух консолей стабилизатора и двух секций руля высоты.

Киль и каждая половина стабилизатора конструктивно выполнены аналогично: каждая из них собирается из двух лонжеронов, стрингеров, нервюр и обшивки.

Лонжероны киля на нижних концах имеют стальные узлы для крепления киля к узлам фюзеляжа, а на верхних -- узлы для установки качалки управления стабилизатором спереди и шарнирного крепления его сзади. Лонжероны стабилизатора имеют узлы только на внутренних торцах.

Гондолы двигателей. Для крепления двигателей под крыло служат две гондолы, расположенные под углом 0° к оси симметрии самолета.Каждая гондола состоит из трех частей: передней (воздухозаборника), средней силовой и задней съемной (стекателя).

Основные стойки двухколёсные, убираются внутрь в фюзеляж. Колёса типа КТ-84 с размерностью 1230Ч260 мм. Передняя стойка убирается назад по полёту, в нишу в передней части фюзеляжа. Колёса К-283 размерностью 570Ч140 мм. Ширина колеи основных стоек шасси -- 6 м.На тормозных колёсах основных стоек установлена антиюзовая автоматика.Разворот колёс передней стойки осуществляется посредством педалей у лётчиков. В рулёжном режиме угол разворота составляет ± 55є, во взлётно-посадочном режиме угол разворота ± 8є30ґ. При буксировке самолёта колёса ставятся в режим самоориентирования.

4. Разработка и расчет на прочность основных элементов фюзеляжа