حساب جناح SAH مع كونتور منحني

يوري أرزومانيان (yuri_la)

قبل حل مشكلة ما ، عليك أن تفهم ما ستفعله بالنتيجة.

يمكن حل المشكلة بطريقتين: يمكن حلها باستخدام التكاملات ، وهي ممكنة مع الكسور. النتيجة واحدة ولكن مع الكسور أسهل ...

مقدمة

مهمة الحساب مارس(وتر متوسط) للجناح يحدث في كثير من الأحيان في ممارسة نموذج الطائرات. هناك GOST 22833-77 ، الذي يحدد مارسوالصيغة العامة لحسابها معطاة. صحيح أن GOST لا تشرح سبب استخدام هذه الصيغة المعينة وكيفية استخدامها بالفعل. ومع ذلك ، في الغالبية العظمى من الحالات ، عندما يُنظر إلى الجناح ذي الشكل البسيط في المخطط ، بحواف مستقيمة ، أي شبه منحرف ، مثلثي ، وما إلى ذلك ، ليست هناك حاجة للخوض في الرياضيات. عندما لم يكن هناك أجهزة كمبيوتر مارستحددها الطريقة الرسومية. حتى الملصقات الخاصة كانت تستخدم كوسائل تعليمية ، والتي كانت تُعرض على جدران أقسام ودوائر نمذجة الطائرات.

أرز. 1. ملصق معينات التدريس

يوجد الآن نماذج حاسبات بسيطة (برامج) يمكن تثبيتها على جهاز كمبيوتر أو استخدامها عبر الإنترنت. على RC - الطيران ، على سبيل المثال المتاحة .

ومع ذلك ، فإنه يفتقر إلى القدرة على الحساب مارسجناح مع كفاف منحني. وأحيانًا يكون هذا بالضبط ما تحتاجه. هنا ، على سبيل المثال ، يعتبر "التنين" رائجًا لدى المبتدئين (في هذه الحالة Wing Dragon 500) بواسطة Art-Tech (الصورة 2). يحتوي جناحه على اكتساح طفيف على طول الحافة الأمامية عند ضلع الجذر ، ثم يدور إلى الحافة.

أرز. 2. "التنين"

ربما توجد برامج كمبيوتر أكثر جدية من الآلات الحاسبة النموذجية البسيطة التي ذكرتها ، والتي إذا كانت هناك صورة بيانية لكفاف الجناح (الإسقاط) تم إدخالها في الكمبيوتر ، فإنها توفر مثل هذه الإمكانية حتى في حالة عدم وجود صيغ لانحناء الشكل. حافة. حسنًا ، ماذا لو لم يكن لديك مثل هذه الدائرة بعد؟ هل تقوم فقط برسم الخطوط العريضة للجناح وتريد اكتشاف خيارات مختلفة؟

لذلك ، لم يكن الغرض من هذه المقالة مجرد اشتقاق الصيغ النهائية للحساب مارسمثل هذا الجناح ، ولكن أيضًا الكشف عن خوارزمية الحساب العامة. بمعنى آخر ، أردت أن أوضح كيف يتم ذلك لفهم النتيجة.

أقدم طريقة واحدة فقط من الطرق الممكنة لتقريب استخدام كفاف منحني الخطوط منحنيات بيزير، ولكن هذه الطريقة ليست الوحيدة الممكنة. من الجدير بالذكر أنني جربت طرقًا مختلفة. على وجه الخصوص ، الطريقة الواضحة باستخدام تقريب الخطوط ، واستخدام وظائف الطاقة ، وما إلى ذلك ، لم تكن هذه الطرق مناسبة لي إما بسبب التشويه القوي لمحيط الجناح مع مجموعة معينة من البيانات الأولية ، أو بسبب مرهقتها وتعقيدها الحسابي. الطريقة باستخدام التربيعيةمنحنيات بيزير بدت لي الأكثر قبولًا لتلك الشروط ومجموعة من البيانات الأولية التي يمكن أن يمتلكها مصمم الطائرات عند قياس نموذج مكتمل أو تصميم نموذج خاص به. أكرر أنه قابل للتطبيق فقط عندما تكون معادلة المنحنى التي تصف الكفاف المنحني غير معروفة. ربما سيقدم شخص ما ، بعد قراءة هذا المقال ، طريقة تقريب أفضل ، لكنني توقفت عند هذا الحد في الوقت الحالي.

قليلا من النظرية

يعتبر الوتر الديناميكي الهوائي المتوسط ​​بمثابة الوتر ما يعادلجناح مستطيل الشكل يتمتع بخصائص ديناميكية هوائية مماثلة للجناح الأصلي. وعادة ما يتم حساب موضع مركز ثقل الطائرة (CG) في الديناميكا الهوائية وديناميكيات الطيران كنسبة مئوية من مارس. يتيح لك ذلك الابتعاد عن مجموعة كاملة من أشكال الأجنحة من حيث الحجم وإحضارها إلى "قاسم مشترك". أخيرًا ، إنها مريحة من الناحية العملية.

لذلك ، نحن نتحدث عن جناح الطائرة ، وهو مصمم لخلق قوة الرفع ، والتي تنشأ بسبب تفاعل تدفق الهواء مع الجناح. إن طبيعة هذا التفاعل معقدة للغاية ، ولن ندخل في آلية تكوين قوة الرفع للجناح ، تمامًا كما لن نأخذ في الاعتبار العناصر الحاملة الأخرى للهيكل ، على الرغم من أن الاستنتاجات التي تم الحصول عليها قابلة للتطبيق على طائرة حاملة أخرى. نلاحظ فقط النقاط التالية:

- يتم إنشاء قوة الرفع للجناح من خلال سطحه بالكامل ، أي هو وزعت، وليس الحمل الديناميكي الهوائي النقطي ؛

- توزيع هذا الحمل على كامل سطح الجناح متفاوتة، على طول الوتر والامتداد. يعتمد ذلك على العديد من العوامل ، مثل شكل الجناح في المخطط ، والمظهر الجانبي (شكل الضلع) ، والتواء الجناح ، وتداخل الجناح وجسم الطائرة ، ودوامة الطرف ، وخشونة السطح ، وسرعة الطيران والارتفاع ، وزاوية الهجوم ، إلخ. إلخ.

في الواقع ، من الناحية النظرية ، من الصعب مراعاة جميع العوامل المذكورة ، خاصة في مرحلة التصميم ، عندما لا توجد طائرات بعد. لكن منذ مارسهو الشرطالقيمة المرجعية ، فمن المستحسن تجاهل هذه المجموعة الكاملة من العوامل التي تشوه الصورة ، وقبول أحدها افتراض عالميأن الجناح ، كما كان ، مسطح ، والحمل الديناميكي الهوائي موزع على كامل مساحته بالتساوي. ثم الحساب مارسيصبح ممكنًا في شكل تحليلي ، أي بمساعدة الصيغ.

في الميكانيكا ، من المعتاد ، إذا لزم الأمر ، استبدال الحمل الموزع بالقوة الناتجة المطبقة في تلك النقطة من السطح المحمّل حيث يؤدي مثل هذا الإجراء لقوة النقطة إلى إنشاء حمولة مكافئة للجسم. لكن مارسنحتاجها لتحديد المكان على الجناح حيث سيتم تطبيق هذه القوة الديناميكية الهوائية الناتجة الوهمية. لإيجاد هذا المكان ، نحتاج إلى حساب المسافة إليه من محور تماثل الجناح (الكتف مارس) والقيمة مارس، نظرًا لأنه وتر من جناح مستطيل مكافئ ، يتم تطبيق مركز ضغطه (نفس النتيجة) في منتصف الوتر تمامًا.

هذا هو المكان الذي سنبدأ فيه.

طريقة حساب

يوضح الشكل التالي منظرًا على طول المحور الطولي للطائرة على جناح مسطح مستقيم. يشار إلى المحور الطولي في نظام إحداثيات الطائرة X ، عمودي Y ، والعرضي (على طول امتداد الجناح) - Z.

عند إجراء العمليات الحسابية ، تعمل جميع القوى واللحظات على الطائرة ، مشروع على المحاور أو المستويات الأساسية لنظام الإحداثيات المحدد. يتم تحديد نظام الإحداثيات للمهمة. في حالتنا ، هذا نظام إحداثيات مزدوج. ستتم مناقشة الإسقاطات على المستويات الأساسية أدناه ، ولكن في الوقت الحالي سننظر في جناح من شكل بسيط يقع في المستوى الأساسي O XZ.

أرز. 3. تحميل الجناح

تُظهر وحدة التحكم في الجناح الأيمن حملاً ديناميكيًا هوائيًا موزعًا بكثافةف. أبعادها هي القوة مقسومة على المنطقة ، أي الضغط. تُظهر وحدة التحكم اليسرى القوة المركزة المكافئةيك، والتي يتم تطبيقها عند نقطة بعيدة عن المحور بمسافة (كتف)لكاكس. نتيجة لتكافؤ هذا التحميل ، يكون الجناح في حالة توازن ، أي أن مجموع اللحظات حول المحور X (أصل الإحداثيات) يساوي صفرًا.

بعد ذلك ، على الجانب الأيسر من المعادلة ، يمكن كتابة اللحظة على أنها حاصل الضربيكعلى ال لكاكس، وعلى اليمين - خذ منطقة أولية متناهية الصغر ، واضرب مساحتهادي اسعلى شدة التحميلف, والمسافة من هذه المنطقة الأولية إلى المحور ، أي الإحداثيض. سيكون هناك عدد لا حصر له من هذه المناطق الأولية ، ولكي لا نلخص كل هذا ، يجب أن نأخذ جزءًا لا يتجزأ من المنطقة. بالمعنى الدقيق للكلمة ، هذا هو جزء لا يتجزأ من المكتوب في التعريف مارسفي GOST المذكورة أعلاه.

وبالتالي ، يمكن كتابة معادلة التوازن على النحو التالي:

لكن منذ يكيمثل القوة "المجمعة" من المنطقة الكاملة لوحدة التحكم بالجناح ، ثم يمكن الحصول عليها ببساطة بضرب شدة الحمل الديناميكي الهوائيفعلى كامل منطقة وحدة التحكمس. ثم فعلى الجانبين الأيسر والأيمن من المعادلة سيتم تصغيرها ، وستبقى فيها المعلمات الهندسية فقط.

بدورها ، مساحة المنطقة الابتدائيةدي اسيمكن حسابها ، كما هو معتاد في الرياضيات ، كمساحة مستطيل أولي صغير للغاية بارتفاع يساوي قيمة الدالةx = F( ض) على التنسيق ضمضروبة في طول قاعدة هذا المستطيلدز. من أجل الوضوح ، هذا موضح في الشكل. 4.

أرز. 4. وحدة التحكم في الجناح في الخطة

ثم يمكن إعادة كتابة معادلة التوازن على النحو التالي:

هنا إل- امتداد الجناح.

يسمى Integrand لحظة ثابتة للمنطقة. في هذا التعبير ، لا نعرف شكل المعادلةx = F( ض) . بالإضافة إلى ذلك ، لا نعرف منطقة وحدة التحكمس. إذا تم تشكيل محيط الجناح بخطوط مستقيمة ، فسنحصل على معادلة بسيطة لخط مستقيم ، وسيتم حساب المنطقة على أنها مساحة الشكل الهندسي البسيط (شبه منحرف ، مثلث ، متوازي الأضلاع ، إلخ.) . عندئذٍ لن يكون أخذ التكامل أمرًا صعبًا ، وبالتالي الحصول على المطلوبلكاكس. من هنا ، ستكون الخطوة التالية هي حساب القيمة المطلوبة مارس:

MAR =F( لكاكس)

لذا ، نماذج الآلات الحاسبة مارسهذه هي الصيغ المستخدمة. قبل متابعة استنتاجاتنا ، سأقدم على الفور هذه الصيغ هنا وأعطيها لك إذا لزم الأمر في متناول اليد.

إلcax= L [(H + 2h) / (H + h)] / 3

MAR =ح – ( ح – ح) لكاكس/ إل

إذا كانت الصيغة التحليلية التي تصف محيط الجناح معروفة ، فيمكن حسابها بهذه الطريقة مارسلمزيد من الأجنحة المعقدة في الخطة. على سبيل المثال ، بالنسبة للجناح الإهليلجي (القطع الناقص المنتظم ، وليس القطع الناقص "التقريبي").

او تقريبا إل cax = 0,212 إل; مارس = 0,905 ح. بالمناسبة ، في الشكل. الرقم 1 في أقصى اليمين في الصف العلوي يظهر فقط الجناح البيضاوي ، ويتم إعطاء القيمة مارس. فقط هناك إلهذا هو امتداد الجناح ، ويشار إليه هنا بنصف امتداد. لذلك ، القيم هي نفسها. إذا كان الجناح عبارة عن دائرة ، فإن الصيغ تكون صالحة أيضًا عند الاستبدال H = L = R.، أين صهو نصف قطر الدائرة.

لكن محيط جناحنا لا يوصف بصيغة تحليلية يمكن دمجها بنفس السهولة. على أي حال ، فإن شكل هذه الصيغة غير معروف بالنسبة لنا ، وعلينا إيجاد المعادلة الضرورية التي تصف هذا الكفاف.

اشتقاق الصيغ

يمكن للقراء الذين ليسوا على دراية بحساب التفاضل والتكامل تخطي هذا القسم.

لذلك ، اخترت منحنى بيزير ، والتعبير عن منحنى بيزير التربيعي مكتوب في شكل حدودي مثل هذا:

هنا رهي معلمة تنتمي إلى الفاصل الزمني

في الواقع ، في الشكل البارامتري لتحديد منحنى على مستوى ، يجمع التعبير أعلاه معادلتين ، كل منهما لمحورها الخاص في نظام الإحداثيات المحدد. احتمال- النقاط المرجعية للمنحنى - حدد فقط قيم المعاملات لكل محور ، والتي سنراها أدناه.

نقطتا البداية والنهاية لها الإحداثيات التالية:

إحداثيات المنتصفغير معروفة لنا ولم يتم تحديدها بعد. باستبدال قيم إحداثيات النقاط المرجعية ، نحصل على معادلتين حدوديتين في المستوى.

في مزيد من العمليات الحسابية ، لن نحتاج إلى مؤشرات ، حيث لا توجد سوى نقطة واحدة غير معروفة. لذلك سأتخطى لهم الآن.

إذن ما هي النقطة التي يجب اختيارها كنقطة المحور الأوسط غير المعروفة؟ افترضت أن الزوايا الكاسحة عند الضلع الجذر والنهايةثو ش(الشكل 4) معروفون لنا (مقيسون على جناح حقيقي) ، أو سنضعهم بأنفسنا إذا لم يكن هناك جناح بعد. ثم ستكون إحداثياتها هي إحداثيات نقطة تقاطع المماس للكفاف المرسوم من نقطتي البداية والنهاية (الشكل 5). لاحظ أن كلا من زوايا الكنسثو شهنا لديهم نفيالقيم ، لأنه من المعتاد في الرياضيات اعتبار الاتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة باعتباره الاتجاه الإيجابي لعد الزوايا.

أرز. 5. لتحديد إحداثيات النقطة المرجعية الوسطى

قيم هذه الإحداثيات هي كما يلي:

هنا ، ومع ذلك ، هناك واحد تحديد. إذا كان منحنى كفاف الجناح ينحني بحدة عند الحافة والزاويةشتقترب من تسعين درجةtg( ش) يتحول إلى ما لا نهاية. من الغريب أن الوضع أبسط في هذه الحالة. عليك فقط أن تضعض = إل. الصيغة الثانية لم تتغير. يظهر الشكل المحيط بالجناح بحافة خلفية شديدة الانحدار. 6.

يمكننا الآن استخدام المقادير الناتجة لحساب التكاملات. ومع ذلك ، في معادلةلكاكسمنطقة الجناح غير معروفة أيضًاس، لذلك عليك أن تحسب تكاملين: أحدهما للمنطقة والآخر للحظة السكونية. تكامل المنطقة ، عند تحديد المنحنيات في شكل حدودي ، سيتم كتابته على النحو التالي:

هنا

حساب هذه التكاملات ليس بالأمر الصعب ، إنه مجرد إجراء روتيني شاق ، لذلك لن أعطي الحسابات حتى لا أتعب القارئ. الصيغة الناتجة:

الآن علينا أن نجدلكاكس. صيغة الحساب:

مرة أخرى ، الإجراء الروتيني الطويل الخاص بضرب كثيرات الحدود وأخذ التكاملات. لقد حذفت الحسابات ، وكانت النتيجة كالتالي:

أولئك الذين يرغبون يمكنهم التحقق مني مرة أخرى بأنفسهم.

للحصول على حافة مستديرة بشكل حاد ، في هذه الحالة حافة خلفية ، كما في الشكل. 6 ، وهذا هو ، فيض = إل، يتم تبسيط الصيغ.

لذلك الكتف مارسوجدنا. لكن هذه القيمة تقاس على طول المحورض. والآن يجب أن أجد نفسي مارس، والتي يتم قياسها على طول المحورX. بقدر ما xيتم الحصول عليها من خلال معادلة بارامترية ، ثم نحتاج إلى إيجاد قيمة المعلمةرالذي يتوافق معلكاكس. أستعاض لكاكسفي المعادلة ل ض( ر) ، وحلها فيما يتعلقر، نحصل على الصيغة التالية:

الآن نجد في الواقع مارس.

تم حل المشكلة! للحصول على النتيجة ، احتجنا إلى أربع صيغ فقط. في نفس الوقت ، أعطانا أحدهم "بالمرور" منطقة وحدة التحكم!

مثال رقمي

دعونا نأخذ مثل هذا الجناح كما في الشكل. 5- البيانات الأولية الخاصة به هي كما يلي:

نصف فترة إل= 5 دسم ؛ وتر الجذر ح= 3 دسم ؛ وتر طرفيح= 1 دسم ؛ اكتساح زاوية في الجذر الضلعث= -3 درجات زاوية الاجتياح في نهاية الضلعش = -45 درجة.

تعطي نقطة تقاطع الظل نفس إحداثيات النقطة المرجعية الثالثةللمعادلات البارامترية للمنحنى الذي يصف الحافة الأمامية للجناح. أذكرك أنه تم حذف الفهرس في معادلات الحساب.

في حالتنا: dm؛ د م.

احسب مساحة وحدة التحكم ولكاكس:

س= 11.674 قدم مربع د م. لكاكس\ u003d 2.162 ديسيمتر.

والآن في الواقعCAX= 2.604 ديسيمتر

موقع مارسيظهر كخط عمودي على الرسم البياني.

حسنًا ، لقد حللنا المشكلة. والأهم من ذلك ، قمنا بتقليل التكاملات إلى كسور ... لكن الأمر أسهل مع الكسور!

لكن هذه ليست نهاية القصة. ماذا لو كان لدينا أيضًا حافة خلفية منحنية؟ وما إذا كان "الانحناء" مختلف؟ انظر إلى الصورة التين. 6.

أرز. 6. مثال على جناح ذو حواف منحنية وحواف خلفية منحنية

سألاحظ على الفور أنه لا يوجد شيء معقد في هذه المهمة. لدينا بالفعل مجموعة كاملة من الأدوات لحلها. ينقسم جناحنا إلى قسمين: فوق المحورضوتحته. اخترت على وجه التحديد تقريب حافة خلفية شديدة الانحدار لإثبات إمكانية العمل مع محيط الجناح التعسفي.

لذلك ، بالنسبة للقسم العلوي (الأمامي) من الجناح ، فنحن نعرف بالفعل ما يجب القيام به ، أما بالنسبة للجزء السفلي (الخلفي) فإننا نفعل الشيء نفسه. سوف تتكون التفرد فقط من حقيقة أن القيم بالنسبة لهاحو حستكون سالبة ، لأنها تقع تحت المحور x ، وزوايا الكنس موجبة. لذلك نقوم بالحسابات مرة أخرى بقيم جديدة ، ونحصل على معلمات القسم السفلي من الجناح. هذه فقط مساحة الجزء ستكون سالبة! بالطبع ، في الواقع لا يمكن أن يكون الأمر كذلك ، فقط لأننا اخترنا محاور الإحداثيات "لسوء الحظ". دعونا نأخذ هذا الظرف في الاعتبار عند حساب مساحة وحدة التحكم.

ما العمل التالي؟ لدينا قسمان ، سنقوم بتعيين مؤشرات له في- للجزء العلوي (الأمامي) و ن- للأسفل (الخلف). مع مراعاة العلامات ، المساحة الإجمالية لوحدة التحكمسيساوي:

أيضا لدينا لكاكس. الآن نحن بحاجة إلى الحسابلكاكسلوحدة التحكم بأكملها باستخدام الصيغة التالية.

ثم للقسم العلوي:

تبعا لذلك بالنسبة للقاع:

هنا مرة أخرى التنسيقسوف تتحول إلى سلبية. لذلك أخيرًا مارسمحسوبة بالصيغة:

مثال

دعنا نكمل المثال أعلاه (الشكل 6) بالقيم الأولية التالية للقسم السفلي من وحدة التحكم. القسم العلوي لم يتغير.

وتر الجذر ح= -3 دسم ؛ وتر طرفيح= 0 دسم

زاوية الاجتياح في ضلع الجذرث= 0 درجة في المحطةش = 90 درجة.

نحن نحصل:

وأخيرًا:

مارس= 5.591 ديسيمتر

على التين. يظهر 6 مارسللأجزاء العلوية والسفلية من وحدة التحكم. الناتج مارسلم أعرضه لأنه قريب من هذين وسيندمج في الشكل. يتم تنفيذ جميع العمليات الحسابية بسهولة فيتتفوق وبناء الرسوم البيانية الكنتورية على الفور. سيُظهر هذا بوضوح ما إذا كان كفافك مشابهًا للمحيط المرغوب ، وإذا لزم الأمر ، فسوف يكشف عن خطأ في الحسابات.

خاتمة

يرجى ملاحظة أنه على طول الطريق نحن في الأساسحل مشكلة الحساب مارسلجناح متعدد الأقسام. بعد كل شيء ، تقسيم الجناح إلى أقسام هو تناظرية للجناح متعدد الأقسام ، حيث يتغير ، على سبيل المثال ، محيط القسم الأوسط أو وحدة التحكم أو قمة الجناح بشكل كبير. ستكون فقط زاوية اقتران المنحنيات عند تقاطع الأقسام مختلفة. هناك ميزات أخرى في الحساب إذا كانت أقسام الجناح ليست على طول الوتر ، ولكن على امتداد الامتداد.

بعد ذلك ، عليك أن تفكر في ذلك إذا كان جناحك مستعرضًاالخامس ، بينما لا يوجد سوى شبك واحد في الجناح (التكوينات العلوية للجناح على الملصق في الشكل 1) ، فإن الصيغ المشتقة أعلاه تظل صالحة عند الحساب مارس. إذا كان للجناح اثنين أو أكثر من مكامن الخلل (تكوينات الجناح السفلي على الملصق في الشكل 1) ، فعند الحساب مارسسيكون عليك الذهاب إلى إسقاطات الجناح على الطائرات الأساسية.

لكن المزيد عن كل هذا مرة أخرى ...

وزارة التعليم العام في الاتحاد الروسي

جامعة نوفوسيبيرسك التقنية الحكومية

التصميم والحساب

من عناصر القوة الجوية.

جناح.

مبادئ توجيهية لتنفيذ الدورات الدراسية

ومشاريع التخرج للطلاب

دورات III-V (تخصص 1301)

كلية الطائرات

نوفوسيبيرسك

بقلم: V.A. دكتوراه بيرنز

على سبيل المثال مرشح Podruzhin للعلوم التقنية ،

ب. سميرنوف العلوم التقنية.

المراجع: V.L. Prisekin ، دكتوراه في العلوم التقنية ، أ.

تم العمل في القسم

صناعة الطائرات والمروحيات

ولاية نوفوسيبيرسك

الجامعة التقنية 2000

الأهداف والمحتوى والإجراءات

مشروع الدورة

الغرض من مشروع الدورة هو معرفة أعمق وأكثر تفصيلاً للطلاب بميزات تصميم الطائرة وإتقان الطرق العملية لحساب قوة عناصر هيكل الطائرة.

توفر مهمة مشروع الدورة التدريبية حل المهام التالية:

اختيار نموذج أولي للطائرة حسب خصائصها وهي البيانات الأولية للمشروع.

تحديد الكتلة والخصائص الهندسية للطائرة المطلوبة لحساب الأحمال ، وفقًا للنموذج الأولي المحدد ، تخطيط الجناح.

تخصيص الحمل الزائد التشغيلي وعامل الأمان لحالة تصميم معينة.

تحديد الأحمال المؤثرة على الجناح عندما تقوم الطائرة بمناورة معينة ، بالتخطيط.

اختيار نوع مخطط الطاقة الهيكلية للجناح (الصاري ، الغواص ، أحادي الكتلة) واختيار معلمات القسم (يتم تعيين المسافة من جذر الجناح إلى القسم المحسوب من قبل المعلم).

حساب قسم الجناح للانحناء.

حساب قسم الجناح للقص.

حساب قسم الجناح للالتواء.

فحص جلد الجناح وجدران الصاري للتأكد من قوتها وثباتها.

حساب قوة عناصر الجناح (حسب توجيهات المدرس).

ملاحظات.

يتم إجراء جميع العمليات الحسابية على جهاز كمبيوتر ، ويتم إدراج نسخة مطبوعة من نتائج الحساب في الملاحظة التوضيحية.

يتم تعيين المقدار اللازم من الحسابات من الأقسام المدرجة في المشروع من قبل المعلم بشكل فردي.

يتم تسجيل التسوية والمذكرة التفسيرية وفقًا لـ GOST 2.105-79.

يتم تنفيذ الدفاع عن مشروع الدورة بشكل علني ، من قبل جميع طلاب المجموعة في نفس الوقت.

التعيينات:

L - امتداد الجناح ؛

S - منطقة الجناح

- تمديد الجناح.

 - تضيق الجناح.

السماكة النسبية لملف قطاع الجناح ؛

السماكة النسبية للملف الشخصي ، على التوالي ، في الجذر و

أقسام نهاية الجناح

 0.25 - اكتساح الجناح على طول خط الأرباع من الحبال ؛

G هو وزن إقلاع الطائرة ؛

G كر. - وزن الجناح

ب- وتر الجناح الحالي.

ب الجذر - وتر جذر الجناح.

ب اضرب. - وتر نهاية الجناح.

و- عامل الأمان.

- أقصى حمل تشغيلي في اتجاه المحور ص ؛

- الدوران النسبي لجناح مسطح مستقيم ؛

الدوران النسبي للجناح مع مراعاة الاجتياح ؛

ف الهواء - الحمل الديناميكي الهوائي الخطي على الجناح ؛

Q aer - قوة القص في قسم الجناح من الحمل الديناميكي الهوائي ؛

M aer - لحظة الحمل الديناميكي الهوائي في قسم الجناح ؛

Q cr - قوة القطع من وزن الجناح ؛

M cr - لحظة قوة الوزن في قسم الجناح ؛

وقود G - وزن الوقود في صهاريج الجناح ؛

Q الوقود - قوة القطع من وزن خزانات الوقود ؛

G agr - وزن الركام والأحمال المركزة ؛

وقود M - لحظة قوى وزن الخزانات بالوقود ؛

Q sorr - قوة القطع من الكتل المركزة ؛

M sosr - لحظة قوى القصور الذاتي المركزة ؛

N هي قوة الشد المؤثرة في لوحة الجناح ؛

 - سماكة الجلد.

H هو ارتفاع الصاري.

ه - سترينجر الملعب ؛

أ - المسافة بين الأضلاع.

ن هو عدد المراسلين ؛

F str - منطقة مقطعية من سترينجر ؛

F ln - مساحة المقطع العرضي لشفة الصاري ؛

 st - سمك جدار الصاري ؛

 in - إجهاد قوة الشد للمادة ؛

 cr ،  cr - ضغوط التواء تحت الضغط والقص ، على التوالي ؛

E هو معامل المرونة الطولية ؛

معامل القص G

 - نسبة بواسون.

إجراء حساب القوة على جهاز كمبيوتر

يتم حساب جناح الطائرة على جهاز كمبيوتر. الحساب ينقسم إلى عدة مراحل. في المرحلة الأولى ، يتم تحديد الأحمال التي تعمل على الجناح. يتم إدخال المعلومات المطلوبة لهذا في جهاز الكمبيوتر في وضع تفاعلي استجابة للطلبات التي تظهر على شاشة الكمبيوتر بعد إطلاق برنامج NAGR.EXE. لاحقًا ، يتم إنشاء ملف بيانات NAGR.DAT ، حيث يتم إدخال معلومات الإدخال ، وفي الحسابات اللاحقة ، يمكنك تغيير البيانات الأولية في ملف البيانات.

قبل استخدام برنامج NAGR.EXE ، من الضروري إعداد البيانات الأولية لحساب الأحمال ، والتي تتضمن اختيار نموذج أولي للطائرة ، وتحديد الكتلة والخصائص الهندسية للطائرة ، وتخطيط الجناح ، و تعيين قيم الحمل الزائد التشغيلي وعامل الأمان

عند حساب الأحمال ، يتم إدخال المعلمات التالية في جهاز الكمبيوتر (إدخال بدون تنسيق):

أوتار الجذر والنهاية [م] ؛

جناحيها [م] ؛

عامل الأمان [ب / ص] ؛

وزن إقلاع الطائرات [ر] ؛

الحمل الزائد التشغيلي [ب / ص] ؛

الدوران النسبي (11 قيمة من الجدول 1) [ب / ص] ؛

زاوية مسح على طول خط أرباع الجناح [درجة] ؛

السُمك النسبي للمظهر الجانبي في مقاطع الجذر والنهاية [ب / ص] ؛

وزن الجناح [ر] ؛

عدد خزانات الوقود في الجناح [w / r] ؛

الجاذبية النوعية للوقود [ر / م 3] ؛

الإحداثيات النسبية للأوتار الأولية والنهائية للخزانات [b / r] ؛

الحبال الأولية للدبابات [م] ؛

الحبال النهائية للدبابات [م] ؛

المسافة من المحور الشرطي (الشكل 1) إلى خط التسخين المركزي. الوقود في أقسام الجذر والنهاية للجناح [م] ؛

عدد الوحدات [w / r] ؛

الوزن الكلي [ر] ؛

الإحداثيات النسبية للتجمعات [ب / ص] ؛

المسافة من المحور الشرطي إلى c.t. الركام [م] ؛

المسافة من المحور الشرطي إلى الخط ج. ه.في أقسام الجذر والنهاية للجناح [م] ؛

المسافة من المحور الشرطي إلى الخط ج. نحن سوف. في أقسام الجذر والنهاية للجناح [م] ؛

المسافة من المحور الشرطي إلى الخط ج. م في أقسام الجذر والنهاية للجناح [م] ؛

يتم إدخال نتائج العمليات الحسابية باستخدام برنامج NAGR.EXE في ملف NAGR.DAT الذي يحتوي على البيانات التي تم إدخالها في المرحلة الأولى مع التعليقات المناسبة ، كما يعرض مساحة الجناح المحسوبة بواسطة البرنامج ، وتضييقها ، واستطالة ، والتشغيل ، و تكسير الأحمال المؤثرة في الجناح ، وأحمال الطاولات المؤثرة في الجناح من عوامل القوة المختلفة:

جدول الأحمال الهوائية (الجدول 1) ؛

جدول الأحمال من وزن هيكل الجناح (الجدول 2) ؛

جدول الأحمال من وزن خزانات الوقود (الجدول 3) ؛

جدول الأحمال من القوى المركزة (الجدول 4)

جدول إجمالي قوى القص ولحظات الانحناء من جميع عوامل القوة (الجدول 5) ؛

جدول لحظات جميع القوى المؤثرة على الجناح بالنسبة للمحور z arb. (الجدول 6) ؛

جدول لحظات الانحناء وعزم الدوران التي تعمل في أقسام طبيعية لمحور صلابة الجناح (الجدول 7) ؛

في المرحلة الثانية ، وباستخدام برنامج REDUC.EXE ، يُحسب الجناح للانحناء بطريقة معاملات الاختزال. يتكون إعداد البيانات الأولية لبرنامج REDUC.EXE من اختيار نوع دائرة الطاقة للجناح ، واختيار معلمات القسم المحسوب (انظر الفقرات 5.1-5.3). يتم وصف طريقة حساب قسم الجناح للانحناء بطريقة معاملات الاختزال في البند 6.1.

البيانات الأولية لبرنامج REDUC.EXE (بالنسبة للبرنامج ، يتم تنفيذ إدخال البيانات الأولية في وضعين - الحوار والملف) هي:

عدد المراسلين على اللوحة العلوية للجناح [ب / ص] ؛

عدد المراسلين على لوحة الجناح السفلي [ب / ص] ؛

ارتفاع وسمك الرفوف الخالية من الأوتار في اللوح المضغوط (العلوي) الجناح [سم] ؛

مساحة المقطع العرضي للمراسلين [سم 2] ؛

لحظات من الجمود لأوتار اللوحة العلوية [سم 4] ؛

س ، ص إحداثيات مراكز جاذبية المراسلين [سم] ؛

معاملات مرونة مواد المراسلين والسبارات [كجم / سم 2] ؛

سماكة الجلد على ألواح الجناح العلوية والسفلية [سم] ؛

عدد الساريات [ب / ص] ؛

مساحة المقطع العرضي من الساريات [سم 2] ؛

إحداثيات س ، ص لمراكز الجاذبية لأرفف الساريات [سم] ؛

ارتفاع الساريات [سم] ؛

ضغوط الشد لمواد الساريات والموترين [kg / cm 2] ؛

لحظة الانحناء [kgcm] ؛

الملعب الضلع [سم] ؛

خطوة سترينغر في ألواح الأجنحة المضغوطة والممتدة [سم] ؛

نتائج الحساب الخاصة ببرنامج REDUC.EXE عبارة عن جداول موضوعة في ملف REZ.DAT ، حيث يتم إعطاء القيم التالية لكل تكرار:

عدد المراسلين والساريات.

مناطق مستعرضة من المراسلين والساريات ؛

إجمالي مساحة المقطع العرضي لعناصر التسليح ذات الجلد المتصل ؛

قيم معامل الاختزال

ضغوط حرجة في المراسلين مع التواء عام ؛

ضغوط حرجة في المراسلين مع التواء موضعي ؛

الضغوط المسموح بها في المراسلين والساريات ؛

الضغوط الفعلية في المراسلين والساريات.

بالإضافة إلى المعلومات الواردة أعلاه ، يتم إنشاء ملفي بيانات CORD.DAT و DAN.DAT. يحتوي أول هذه الملفات على إحداثيات x و y لمراكز الجاذبية للمراسلين ، والثاني يحتوي على باقي المعلومات التي تم إدخالها في وضع الحوار عند الوصول إلى البرنامج لأول مرة ، مما يجعل من الممكن تصحيحه. تم إدخال المعلومات بشكل أكثر كفاءة أثناء العمل الإضافي مع البرنامج.

في المرحلة الثالثة ، يتم حساب قسم الجناح للقص والتواء. تم وصف طريقة حساب قسم الجناح للقص والتواء في الفقرات 7.1 ، 8.1 ، 8.2. يتم تجميع برامج هذه الحسابات بشكل مستقل.

في المرحلة الرابعة ، يتم التوصل إلى استنتاج حول قوة الجناح. يتم إعداد هذا الاستنتاج وفقًا للبند 9.

في المرحلة الخامسة ، يتم إجراء حساب التصميم والقوة لعنصر الجناح. العنصر المحدد من قبل المعلم يخضع للتصميم.

يتضمن حساب قوة عنصر الجناح تطوير مخطط تصميم ؛ تحديد الأحمال التي تعمل على عنصر معين ؛ حساب الإجهاد اختيار خصائص العنصر من حالة قوته.

منهجية لحل مشاكل مشروع الدورة

أنا. اختيار نموذج أولي للطائرة حسب خصائصها

البيانات الأولية للمشروع هي الخصائص التالية: امتداد الجناح L ، منطقة الجناح S ، تضيق الجناح η ، السماكة النسبية للملف الجانبي في أقسام الجذر والنهاية للجناح ، اكتساح الجناح على طول خط ربع الحبال χ 0.25 ، وزن إقلاع الطائرة G ، هيكل التصميم (A ، A ′ ، B ، إلخ). وفقًا للخصائص الهندسية والكتلة للطائرة ، يتم تحديد نموذجها الأولي ، على سبيل المثال ، وفقًا للأعمال.

2. تحديد الخصائص الكتلية والهندسية للطائرة وتصميم الجناح

بالنسبة للنموذج الأولي الذي تم العثور عليه ، يتم توضيح ميزات تصميم الجناح (عدد وموقع المحركات ، ومعدات الهبوط ، وخزانات الوقود ، وأدوات التحكم ، والميكنة ، والأحمال المركزة على النقاط الصلبة الخارجية) ، ووزن الوقود والوحدات الموجودة على الجناح. إذا تعذر العثور على خصائص الكتلة للوحدات في الأدبيات ، فسيتم تحديد قيمها (بالاتفاق مع المعلم) باستخدام البيانات الإحصائية لنوع الطائرة المعنية.

باستخدام الخصائص الهندسية التي تم العثور عليها ، يتم عمل رسم تخطيطي للجناح بمقياس 1: 5 ، 1: 6 ، 1:10 ، 1:25 ، ويتم تخطيطه (وضع الساريات ، خزانات الوقود ، معدات الهبوط ، الدفع أنظمة ، شحنات مختلفة ، إلخ). يتم تحديد الخصائص الهندسية للجناح ، اللازمة لبناءه ، من خلال الصيغ:

,
,

تُعطى زاوية اكتساح الجناح χ على طول الخط الذي يمر عبر أرباع الأوتار (الشكل 1). على الجناح المرسوم على نطاق واسع ، من الضروري رسم خط من مراكز الجاذبية ، وخط يمر عبر أرباع الحبال ، وخط من مراكز الضغط ، ومحاور التنسيق الشرطية ، وتقسيم الجناح إلى أقسام ؛. هنا
.

3. التنازل عن الحمل الزائد التشغيلي وعامل الأمان

يتم تعيين قيمة الحمل الزائد التشغيلي وعامل الأمان لطائرة معينة وحالة التصميم باستخدام مادة العمل والمحاضرة. في نص الملاحظة التفسيرية ، من الضروري تبرير اختيار القيم العددية لهذه المعلمات. اعتمادًا على درجة القدرة على المناورة المطلوبة ، يتم تقسيم جميع الطائرات إلى ثلاث فئات

الفئة أ - الطائرات القابلة للمناورة ، والتي تشمل الطائرات التي تقوم بمناورات حادة ، مثل المقاتلات (
). يمكن أن يصل الحمل الزائد قصير المدى لهذه الطائرات إلى 10-11 وحدة.

الفئة ب - الطائرات ذات القدرة المحدودة على المناورة والتي تقوم بالمناورة بشكل أساسي في المستوى الأفقي (
).

الفئة ب - طائرة غير قابلة للمناورة لا تقوم بأي مناورة مفاجئة ().

طائرات النقل والركاب من الفئة B ، والقاذفات من الفئة B أو C.

يتم تقليل جميع الأحمال المتنوعة التي تعمل على الطائرة إلى أوضاع التصميم أو حالات التصميم ، والتي يتم تلخيصها في مستند خاص. يتم تحديد حالات التصميم بأحرف الأبجدية اللاتينية مع المؤشرات. يوضح الجدول 1 بعض حالات تصميم تحميل الطائرات أثناء الطيران.

يتم تعيين عامل الأمان f من 1.5 إلى 2.0 اعتمادًا على مدة الحمل وتكراره أثناء التشغيل.

يتم تحديد الحد الأقصى للحمل التشغيلي الزائد أثناء مناورة طائرة مع تراجع إقلاع وهبوط ميكانيكي على النحو التالي

ماكينة الصراف الآلي 8000 كجم

عند م  27500 كجم

للقيم الوسيطة لكتلة الطيران ، يتم تحديد الحمل الزائد بواسطة الصيغة

4
. تحديد الأحمال المؤثرة على الجناح

يتم حساب هيكل الجناح وفقًا لأحمال الكسر

,

4.1 تحديد الأحمال الهوائية

يتم توزيع الحمل الديناميكي الهوائي على امتداد الجناح وفقًا للتغير في الدوران النسبي
(عند حساب المعامل ، يمكن إهمال تأثير جسم الطائرة و nacelles المحرك). يجب أن تؤخذ القيم من العمل ، حيث يتم تقديمها في شكل رسوم بيانية أو جداول لأقسام مختلفة من الجناح ، اعتمادًا على خصائصه (الاستطالة ، التضييق ، طول القسم المركزي ، إلخ). يمكنك استخدام البيانات الواردة في الجدول 2.

الجدول 2

توزيع الدوران حسب الأقسام للأجنحة شبه المنحرفة

تقدير الحمل الديناميكي الهوائي الخطي (الاتجاه q aer. يمكن اعتباره تقريبًا عموديًا على مستوى أوتار الجناح) لجناح مسطح مع

(1)

لجناح الأجنحة

(3)

عند أخذ الاجتياح في الاعتبار ، لا يؤخذ التفاف الجناح في الاعتبار. للأجنحة مع اكتساح χ ›35 o ، تعطي الصيغة (3) خطأ في قيم التدوير تصل إلى 20٪.

تم وصف طريقة حساب الأجنحة غير المستوية من أي شكل في العمل.

وفقًا لمخطط الأحمال الموزعة q aer ، المحسوبة لـ 12 قسمًا وفقًا للصيغ (1) أو (2) ، تم إنشاء المخططات Q aer بالتتابع. و M aer. . باستخدام التبعيات التفاضلية المعروفة ، نجد

يتم التكامل عدديًا باستخدام طريقة شبه المنحرف (الشكل 2). بناءً على نتائج الحسابات ، يتم إنشاء المخططات الخاصة بلحظات الانحناء وقوى القص.

4.2 تحديد الكتلة والقوى بالقصور الذاتي

4.2.1 تحديد القوى الموزعة من الوزن الخاص بهيكل الجناح. يمكن اعتبار توزيع قوى الجسم على امتداد الجناح متناسبًا مع الحمل الديناميكي الهوائي مع وجود خطأ طفيف

,

أو متناسب مع الأوتار

يتم تطبيق الحمل الكتلي الخطي على طول خط مراكز جاذبية المقاطع ، والتي تقع عادةً عند 40-50٪ من الوتر من إصبع القدم. عن طريق القياس مع القوى الديناميكية الهوائية ، يتم تحديد Q cr. و م كر. . بناءً على نتائج الحسابات ، يتم إنشاء المؤامرات.

4.2.2 تحديد قوى الكتلة الموزعة من وزن خزانات الوقود. الحمل الكتلي الخطي الموزع من خزانات الوقود

أين γ هي الثقل النوعي للوقود ؛ B هي المسافة بين الساريات ، وهي جدران الخزان (الشكل 3).

سمك الملف الشخصي النسبي في المقطع

4.2.3 بناء الرسوم البيانية من القوى المركزة. يتم تطبيق قوى القصور الذاتي المركزة من الوحدات والأحمال الموجودة في الجناح والمرتبطة بالجناح في مراكز جاذبيتها ويفترض أنها موجهة بالتوازي مع القوى الديناميكية الهوائية. الحمولة المركزة المقدرة

النتائج معطاة في شكل رسوم بيانية Q شركات. وشركات M. . تم إنشاء المخططات الإجمالية Q Σ و M xΣ من جميع القوى المطبقة على الجناح ، مع مراعاة علاماتها:

4.3 حساب اللحظات المؤثرة بالنسبة للمحور التخيلي

4.3.1 التعريف
من القوى الديناميكية الهوائية. تعمل القوى الديناميكية الهوائية على طول خط مراكز الضغط ، والتي يعتبر موقعها معروفًا. بعد رسم الجناح في المخطط ، نلاحظ الموضع Q aer i على خط مراكز الضغط ونحدد h aer i من الرسم (الشكل 5).

وبناء رسم تخطيطي.

4.3.2. تعريف
من القوى الجماعية الموزعة للجناح (و
). تعمل قوى الكتلة الموزعة على امتداد الجناح على طول خط مراكز الجاذبية في بنيته (انظر الشكل 5).

,

أين
- القوة المركزة المحسوبة من وزن جزء الجناح بين قسمين متجاورين ؛
- الكتف من نقطة تطبيق القوة على المحور
. يتم حساب القيم بالمثل
. وفقا للحسابات ، بنيت المؤامرات.

4.3.3 التعريف
من القوى المركزة.

,

حيث ، الوزن المقدر لكل وحدة أو شحنة ؛
- المسافة من مركز الثقل لكل وحدة أو حمل إلى المحور.

بعد الحساب
يتم تحديد اللحظة الإجمالية
من جميع القوى المؤثرة على الجناح ، وتم بناء الحبكة (أي المجموع الجبري).

4.4 تحديد قيم التصميم
و
لقسم جناح معين

لتحديد ما يلي:

أوجد الموضع التقريبي لمركز الصلابة (الشكل 6)

,

أين ارتفاع الصاري الأول ؛ - المسافة من القطب المختار A إلى جدار الصاري الأول ؛ م هو عدد الساريات.

احسب اللحظة حول المحور Z الذي يمر عبر الموضع التقريبي لمركز الصلابة وبالتوازي مع المحور Z arb.

;

بالنسبة للجناح المنفلت ، قم بإجراء تصحيح للمسح (الشكل 7) وفقًا للصيغ

5. اختيار مخطط القوة الهيكلية للجناح ، واختيار المعلمات

قسم التصميم

5.1 اختيار مخطط الهيكل والطاقة للجناح

يتم تحديد نوع مخطط الطاقة الهيكلية للجناح باستخدام التوصيات الواردة في المحاضرات والأعمال.

5.2 اختيار ملف تعريف قسم الجناح المحسوب

يتم تحديد السماكة النسبية لملف التصميم بواسطة الصيغة (4). يتم تحديد ملف تعريف متماثل (للبساطة) من العمل ، يتوافق مع السماكة يتم تجميع نوع الطائرة قيد الدراسة والجدول 3. يتم رسم الملف الشخصي المحدد على ورق الرسم البياني بمقياس (1:10 ، 1:25). إذا لم يكن هناك ملف تعريف للسمك المطلوب في الدليل ، فيمكنك أخذ ملف التعريف الأقرب سمكًا من الدليل وإعادة حساب جميع البيانات باستخدام الصيغة

الجدول 3

,

حيث y هي القيمة المحسوبة للإحداثي ؛
- القيمة الجدولية للإحداثي ؛
- القيمة الجدولية للسمك النسبي لملف الجناح.

بالنسبة للجناح المنفلت ، يجب إجراء تصحيح للمسح وفقًا للصيغ

,

5.3 تحديد معلمات القسم (حساب تقريبي)

5.3.1 تحديد القوى الطبيعية المؤثرة على لوحة الجناح

للحسابات اللاحقة ، سننظر في الاتجاهات الإيجابية
، و
في القسم المحسوب (الشكل 8). تأخذ شرائط الصاري والسترينات ذات الجلد المتصل لحظة الانحناء. يمكن تحديد القوى التي تحمل الألواح من التعبير

,

أين
؛ F هي منطقة المقطع العرضي للجناح ، محدودة بواسطة الساريات المتطرفة ؛ B هي المسافة بين الساريات القصوى ؛ (الشكل 9).

بالنسبة للوحة ممتدة ، خذ القوة N بعلامة الجمع ، للوحة مضغوطة - بعلامة ناقص.

على أساس البيانات الإحصائية ، يجب أن تؤخذ القوى التي تدركها سلالات الساريات في الاعتبار - ،
,
.

ترد قيم المعاملات  و و في الجدول 4 وتعتمد على نوع الجناح.

الجدول 4

5.3.2. تحديد سماكة الجلد. يتم تحديد سمك الجلد  لمنطقة التوتر وفقًا للنظرية الرابعة للقوة:

أين - إجهاد الشد لمواد التغليف ؛  - معامل ، قيمته معطاة في الجدول 4. بالنسبة للمنطقة المضغوطة ، يجب أن يؤخذ سمك الجلد على قدم المساواة مع
.

/ ٥/٣ ٣ ﺘﺤﺩﻴﺩ ﻤﻠﻑ ﺍﻟﻤﻭﺘﺭﻴﻥ ﻭﺍﻟﻀﻠﻊ. سترينجر الملعب يتم اختيار الأضلاع والأضلاع بطريقة تجعل سطح الجناح لا يحتوي على تموج غير مقبول.

لحساب انحرافات الجلد ، نعتبره مدعومًا بحرية على الأوتار والأضلاع (الشكل 10). يتم تحقيق أكبر قيمة للانحراف في وسط اللوحة المدروسة:

,

أين
- حمولة محددة على الجناح ؛
- تصلب اسطواني للجلد. تعتمد قيم المعاملات د على
تعطى في العمل. عادة ما تكون هذه النسبة 3.

يجب اختيار المسافة بين المراسلين والضلوع بحيث
.

عدد المراسلين في اللوحة المضغوطة

,

أين - طول قوس قشرة اللوحة المضغوطة.

يجب تقليل عدد المراسلين في اللوحة الممتدة بنسبة 20٪. كما لوحظ أعلاه ، المسافة بين الضلوع.

5.3.4 تحديد مساحة المقطع العرضي للمراسلين. منطقة المقطع العرضي للسترينجر في منطقة مضغوطة في التقريب الأول

,

أين
- الضغط الحرج للمراسلين في المنطقة المضغوطة (في التقريب الأول
).

منطقة مقطعية من المراسلين في منطقة التوتر

,

أين هي قوة الشد لمادة سترينجر.

5.3.5 تحديد مساحة المقطع العرضي للقطارات. مساحة أرفف الساريات في المنطقة المضغوطة

,

أين
- الضغط الحرج في حالة التواء شفة الصاري.
(تؤخذ قوة الشد من مادة الصاري).

تم العثور على مساحة كل رف في الجناح ثنائي الصاري من الظروف

ولجناح ثلاث سبار

منطقة الساريات في المنطقة الممتدة

,

حيث k هو المعامل مع الأخذ في الاعتبار إضعاف أوتار الساريات بواسطة فتحات التركيب ؛ مع اتصال مثبّت k = 0.9 ÷ 0.95.

تم العثور على مساحة كل رف بشكل مشابه للمنطقة في المنطقة المضغوطة من الظروف (5) أو (6).

5.3.6 تحديد سمك جدار الساريات. نفترض أن جدران الساريات تدرك قوة القص بأكملها

,

أين - القوة التي يتصورها جدار الصاري الأول. لجناح ثلاثي الصاري (ن = 3)

أين
- ارتفاعات جدران الساريات في القسم المحسوب من الجناح.

سمك الحائط

هنا
- الإجهاد الحرج لالتواء جدار الصارية الجناح من القص (الشكل 11). للحسابات ، يجب افتراض أن جميع الجوانب الأربعة للجدار مدعومة بحرية:

, (8)

أين
ل> ، يجب أن يتم استبداله في (8) على أ ، وفي صيغة - على ال
. الصيغة (8) صالحة ل

استبدال القيم
من (8) إلى (7) ، نجد سمك جدار الصاري الأول

.

6. حساب قسم الجناح للانحناء

لحساب قسم الجناح للانحناء ، يتم رسم ملف تعريف لقسم الجناح المحسوب ، حيث يتم وضع الأوتار المرقمة والسبارات (الشكل 12). في أنف وذيل الملف الشخصي ، يجب وضع المراسلين بخطوة أكبر من بين الساريات. يتم حساب قسم الجناح للانحناء بطريقة معاملات الاختزال والتقريب المتتالي.

6.1 كيفية حساب التقريب الأول

يتم تحديد المساحات المقطعية المصغرة للأضلاع الطولية (أوتار الأوتار) ذات الجلد المتصل في التقريب الأول

أين - مساحة المقطع العرضي الفعلية للضلع الأول ؛
- منطقة الجلد المرفقة (
- للوحة ممتدة ،
- للوحة مضغوطة) ؛ - عامل التخفيض للتقريب الأول.

إذا كانت مادة أرفف الساريات والموترين مختلفة ، فيجب إجراء تخفيض إلى مادة واحدة من خلال معامل الاختزال من حيث معامل المرونة

,

أين - معامل مادة العنصر الأول ؛ - وحدة من المادة التي يتم تقليل الهيكل إليها (كقاعدة عامة ، هذه هي مادة حزام الصاري الأكثر تحميلًا). ثم

في حالة المواد المختلفة من الساريات والمراسلات ، بالصيغة (9) بدلاً من
.

نحدد الإحداثيات و مراكز الجاذبية لأقسام عناصر المظهر الجانبي الطولي بالنسبة إلى المحاور المختارة بشكل تعسفي و (الشكل 12) وحساب اللحظات الثابتة للعناصر
و
.

نحدد إحداثيات مركز الثقل لقسم التقريب الأول بالصيغ

,
.

ارسم المحاور من خلال مركز الثقل الموجود و (المحور من الملائم اختيار قسم موازٍ للوتر) وتحديد إحداثيات مراكز الجاذبية لجميع عناصر القسم بالنسبة إلى المحاور الجديدة.

نحسب لحظات القصور الذاتي (المحوري والطرد المركزي) للقسم المصغر بالنسبة إلى المحاور و:

,
,
.

تحديد زاوية دوران المحاور المركزية الرئيسية للقسم:

إذا كانت الزاوية α أكبر من 5 o ، فيجب تدوير المحاور بهذه الزاوية (تتوافق قيمة الزاوية الموجبة مع دوران المحاور في اتجاه عقارب الساعة) ومن ثم يجب إجراء الحساب بالنسبة إلى المحاور المركزية الرئيسية. لتبسيط الحساب ، يوصى بحساب الزاوية α فقط عند حساب آخر تقريب. عادة ، إذا تم اختيار المحور بالتوازي مع وتر المقطع ، فإن الزاوية α تصبح غير مهمة ويمكن إهمالها.

نحدد الضغوط في عناصر القسم في التقريب الأول

.

الضغوط المتلقاة مقارنة مع
و
للوحة مضغوطة ومع
و
- للوحة ممتدة.

6.2 تحديد ضغوط سترينجر الحرجة

يتم حساب الضغط الحرج للسترينجر من حالة الأشكال العامة والمحلية للانحناء. لكي يحسب
الشكل العام للالتواء ، نستخدم التعبير

, (10)

أين
. هنا
- الضغط الحرج المحسوب بواسطة صيغة أويلر:

(11)

أين - المعامل اعتمادًا على ظروف دعم أطراف الرافعة ؛ - طبقة الضلع ؛ - مرونة سترينجر مع الجلد المتصل ؛ - نصف قطر القصور الذاتي بالنسبة للمحور المركزي للقسم.

في الصيغة (11) ، يجب فهم "بواسطة"
، ولكن من أجل البساطة ، يعتبر موضع المحور بالقصور الذاتي الرئيسي متزامنًا مع المحور السيني.

بدوره

,

أين - لحظة القصور الذاتي للسترينجر بجلد متصل بالمحور السيني (الشكل 13) ؛
- منطقة المقطع العرضي للسترينجر مع الجلد المتصل. عرض الجلد المرفق يؤخذ يساوي 30 (الشكل 13).

أين
- لحظة القصور الذاتي للجلد المرتبط بالنسبة لمحوره المركزي × 1 (عادة ما تكون القيم صغيرة) ؛
- لحظة القصور الذاتي للسترينجر حول محوره المركزي × 2.

لحساب الشكل المحلي للالتواء ، ضع في اعتبارك التواء شفة سترينجر الحرة كلوحة مدعومة محوريًا من ثلاث جوانب (الشكل 14). على التين. 14 ملحوظ: أ - خطوة من الأضلاع ؛ ب 1 - ارتفاع الرف الحر للسترينجر (الشكل 13). بالنسبة للوحة قيد النظر يتم حسابها بواسطة الصيغة المقاربة (10) ، حيث

,

حيث k σ هو المعامل اعتمادًا على ظروف التحميل ودعم اللوحة ،  с هو سمك الشفة الحرة للسترينجر.

للقضية قيد النظر

.

للمقارنة مع الضغوط الفعلية التي تم الحصول عليها نتيجة الاختزال ، يتم تحديد إجهاد أصغر ، يتم العثور عليه من حسابات الانحناء العام والمحلي.

في عملية الاختزال ، من الضروري الانتباه إلى ما يلي: إذا تبين أن الضغوط في شفة الصاري المضغوطة أكبر من أو تساوي تلك المدمرة في أي من التقديرات التقريبية ، فإن هيكل الجناح غير قادر على ذلك تحمل الحمل المحسوب ويجب تقويته. لا ينبغي عمل المزيد من التقريبات في هذه الحالة. إذا كان الضغط في أي سترينجر مضغوط برقم "ك" (مع غلاف متصل) يكون الضغط أقل من
، ثم يجب ترك عامل التخفيض الخاص بها وفي التقريب اللاحق كما هو ؛ إذا كان في أي سترينجر مضغوط (مع الجلد المرفق) بالرقم "م" يكون الجهد أكبر من
ثم في التقريب التالي يجب حساب عامل التخفيض بالصيغة

;

إذا كان الجهد في أي سترينجر يتجاوز
، فمن الواضح أن التصميم يعاني من زيادة الوزن ويتطلب البرق.

في المنطقة الممتدة ، يتم تنقيح معاملات الاختزال في عملية التقريب المتتالي بنفس الطريقة ، ولكن تتم مقارنة الضغوط المحسوبة ليس مع ، ولكن مع .

نتيجة لذلك ، نحصل على معاملات اختزال مصقولة جديدة للتقريب اللاحق
. بعد ذلك ، نحسب التقريب التالي بنفس الترتيب ونصقل معاملات الاختزال مرة أخرى. يستمر الحساب حتى تتطابق عمليًا معاملا الاختزال للتقريبين التاليين (في حدود 5٪).

7. حساب قسم الجناح للقص

يتم حساب قسم الجناح للقص دون مراعاة تأثير الالتواء (القوة العرضية
يعتبر مطبقًا في مركز صلابة المقطع ، بافتراض أن جدران الساريات والجلد يعملان على القص).

7.1 إجراءات التسوية

لحساب قسم متعدد الكفاف للقص ، يتم إجراء عمليات قطع طولية في الألواح بحيث يصبح الكفاف مفتوحًا. بالنسبة لقسم الجناح ، من الملائم إجراء تخفيضات في مستوى الأوتار في إصبع الجناح وفي جدران الساريات (الشكل 15). في أماكن القطع ، يتم تطبيق إغلاق غير معروف لكل وحدة من قوى القص.

قوى القص الخطي في جلد الألواح ، يتم تحديد أقسام الجناح على أنها مجموع القوى العرضية الخطية
في دائرة مفتوحة وقوى إغلاق. يتم تحديد الجهود من خلال الصيغة

أين
- قوة القطع المحسوبة ؛
- لحظة ثابتة لمساحة جزء المقطع ، محدودة بالضلع الأول و (i-1) - m (الترتيب المقبول لترقيم الأضلاع واضح من الشكل 14) ؛
- لحظة القصور الذاتي الرئيسية للقسم بأكمله ، وموضع مركز الثقل مأخوذ من آخر تقريب لحساب الانحناء.

في الصيغة (12) ، يعتبر اتجاه القوة المستعرضة موجبًا عندما يتزامن مع الاتجاه الإيجابي للمحور y ، أي فوق. تتزامن الاتجاهات الإيجابية لتدفقات القوى العرضية مع اتجاه تجاوز الأصل في اتجاه عقارب الساعة.

لتحديد تدفقات إغلاق القوى العرضية الخطية ، نقوم بتكوين المعادلات الأساسية

معاملات المعادلات الأساسية (عناصر المصفوفة
وناقلات
) من خلال التعبيرات:

,
,
,

(هنا يكون الجمع على اللوحات ، حيث
لا تساوي الصفر ، على التوالي) ،

,
، - معامل القص المنخفض (لتغليف دورالومين
) ;
- انخفاض سماكة الجلد.
- معامل تصغير الجلد.

معامل القص لجلد لوح الجناح لا يساوي معامل القص لمادة الجلد ، ولكنه يعتمد أيضًا على انحناءه ، وسمكه ، وميل الأضلاع والأوتار (أبعاد قفص التعزيز) ، وملامح التقوية ، و طبيعة تحميل اللوحة. يتم تحديد قيم معامل القص بدقة إلى حد ما بشكل تجريبي لتصميم معين. في الحساب ، من الضروري في الغالب استخدام متوسط ​​قيم G التي تم الحصول عليها من اختبارات الهياكل المماثلة. مثل

,

ثم في الحساب سوف نستخدم قيم معاملات الاختزال الموضحة في الشكل. 15. قيم المعامل لجلد مادة أخرى يجب أن تتضاعف في - تدفقات القوى العرضية الخطية في الكفاف المفتوح لقسم الجناح مقابل القص ؛

بناءً على نتائج الحساب ، قمنا ببناء مخطط إجمالي لتدفقات القوى العرضية الخطية من القص والالتواء على طول محيط قسم الجناح المحسوب. عند إنشاء مخطط الملخص ، يتم وضع القيم الموجبة للتدفقات جانبًا داخل محيط القسم.

9. فحص جلد وجدران الساريات من أجل القوة والاستقرار

نتيجة لحساب التحقق ، يجب إعطاء استنتاج بشأن قوة قسم الجناح المختار. للقيام بذلك ، يتم فحص جلد وجدران الساريات للتأكد من قوتها وثباتها.

الحد الأقصى من الضغوط العادية التي تعمل على لوحة الجلد المقابلة (أو جدار الصاري) ، مع الأخذ في الاعتبار

,

ويتم العثور على قيم عامل تصغير الجلد من خلال التعبير

عند فحص الجلد بحثًا عن القوة ، يتم حساب قيم المعامل

كرافيتس أ. خصائص ملامح الطيران. - م: أوبورونجيز ، 1939.

Makarevsky A.I. ، Korchemkin N.N. ، الفرنسي T.A. ، Chizhov V.M. قوة الطائرات. - م: Mashinostroenie ، 1975. 280 ثانية.

معايير موحدة لصلاحية طائرات النقل المدني في الدول الأعضاء في CMEA. - م: دار النشر TsAGI ، 1985. 470s.

Odinokov Yu.G. حساب قوة الطائرة. - م: Mashinostroenie ، 1973. 392 ثانية.

القوة ، الاستقرار ، التقلبات: كتاب مرجعي في 3 مجلدات / إد. Birgera I.A ، Panovko Ya.G. - M: Mashinostroenie ، 1971.

طيران. موسوعة. إد. Svishcheva GP - M: دار النشر للموسوعة الروسية العظمى ، 1994. 736s.

هاينز أ. شميت. Flieger-Jahrbuch. - برلين: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen، 1968 - 1972. 168S.

هاينز أ. شميت. Flieger-Jahrbuch. - برلين: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen، 1973. 168S.

هاينز أ. شميت. Flieger-Jahrbuch. - برلين: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen، 1980. 168S.

هاينز أ. شميت. Flugzeuge aus aller Welt. V. 1 - 4. - برلين: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen، 1972 - 1973.

حساب المرغوبة ... او المعلقة لعناصر الصيانة تصميمات الطائراتعلى مستويات مختلفة. للزيادة ...

دراسة جدوى المشروع الطائرات

ملخص >> علم الاقتصاد

2.2. المنهجية عملية حسابيةمؤشرات التكلفة الطائراتوأنظمتها ………………………………………………………………………… ... 29 2.3. عملية حسابيةمؤشرات التكلفة ... مواد بكميات كبيرة تصميمات طائرة شراعية. Tm = 30 * V pl T w = 0.2 * G o حيث G o هو وزن الإقلاع الطائراتتي رر \ u003d 1.5 * ...

حساب النظام الهيدروليكي MIG-

الخلاصة >> علم الفلك

بسرعات تفوق سرعة الصوت. طائرة شراعية الطائراتهي مجموعة في ... القيود المفروضة على اعمال بناء الطائراتوفقا لأقصى ضغط ديناميكي q. .. عند مد الساق: ؛ ؛ ؛ ؛ ؛ ؛ ؛ ؛ ؛ . عملية حسابيةجسم الاسطوانة الهيدروليكية (أنبوب رقيق الجدران مصنوع من ...

تصميم تركيبات الجمعية

الخلاصة >> الصناعة والإنتاج

توفير قابلية تصنيع عالية الهياكلهل هذا التصميميتم تطويره من عملية حسابيةللاستخدام مع ... أخطاء في تصنيع الأجزاء. تجميع الأجزاء طائرة شراعية الطائراتفي تركيبات التجميع ضمان دقة المنتج النهائي ...

قال أحدهم: "لا شيء يمنع الجناح من الطيران". لا يحتاج الجناح إلى زخرفة مثل جسم الطائرة أو أي انتفاخات أو أي شيء آخر يفسد الديناميكا الهوائية. عندما تتم إزالة كل شيء داخل الجناح ، يتم الحصول على تصميمات أنيقة للغاية ، لا تفرح فقط بمظهرها الجمالي ، ولكن أيضًا بخصائص الطيران الجيدة.
أنا شخصياً أحب الأجنحة الطائرة لسهولة بنائها. لكن لا تقلل من شأن الجناح الطائر. أكبر مشكلة في تصميم LC هي حساب وتعديل التمركز. العبارة التالية تقول: "أفضل طائرة هي التي ليس لها احتياطي". يجب اختيار جميع الخصائص والتصميم بطريقة تحل المشاكل الحالية وفي نفس الوقت لا تنهار في الهواء (بالمناسبة ، كان لدي هذا).

قبل عام ، كنت أفكر في كيفية بناء جناح طائر خاص بي لاختبار قوتي. أدركت أنني أعرف النظرية ، لكن لم يكن لدي أي فكرة عن كيفية تطبيق هذه المعرفة في الممارسة. ومن أجل تنظيم معرفتي ، قررت أن أكتب على Matlab r2009 ، شيء يشبه الآلة الحاسبة للموقع التقريبي لبؤرة الجناح الطائر (LC). وكانت النتيجة برنامجًا ، كان بمدخله ملفًا نصيًا لخصائص الجناح

والمخرج هو هذه الصورة


تم تقديم هذه الخوارزمية في مقال في المنتدى http://www.rcdesign.ru/ أجنحة الدوار. الجزء 2. هندسة الجناح.

لكنني لم أتوقف عند هذا الحد وقررت تطوير هذه الفكرة. الفكرة الرئيسية للبرنامج هي تحويل فكرتك عن الجناح بسرعة إلى بعض خصائص الوزن والحجم العددي. وقمت بإضافة حساب مراكز الجاذبية للبرنامج ، وقمت بترجمة LK إلى 3D. وفي النهاية حصلنا على برنامج يمكنه القيام بذلك.

ميزات البرنامج

البرنامج قادر على حساب:
- منطقة الجناح في المخطط
- منطقة الجناح في المستوى المستعرض
- كتلة الجناح
- كتلة معدات الجناح
- الكتلة الكلية للمعدات cr +
- مركز الثقل المشترك X ، Z
- تركيز الجناح في الملعب X ، Z
- تركيز الجناح في yaw X، Z
- تحميل الجناح
-
يعرض البرامج ثلاثية الأبعاد
- هندسة الجناح
- هندسة العنصر
- موقع بؤرة الجناح في المخطط
- موقع التركيز في المستوى المستعرض
- موقع مركز ثقل الجناح
- موقع مركز ثقل الجهاز
- موقع مركز الثقل المشترك

يولد البرنامج
- منحنيات المظهر الجانبي للبناء في برنامج SolidWorks.
- سحب نقاط هندسة العناصر في برنامج SolidWorks.

تسمح لك مجموعة من هذه المعلمات بتقييم خصائص LC.

سلبيات البرنامج
- قلة التفاعل
- واجهة غير ودية
- مطلوب معرفة ماتلاب

العمل مع البرنامج

تحضير الملف

WinDev - مجلد يحتوي على برنامج الحساب الأولي للأجنحة الطائرة ؛
fanwing - مجلد به ملفات نصية تصف الجناح الطائر ؛
STEST هو مجلد به ملفات تعريف منحنية وسحب نقطية محفوظة بتنسيق نصي لـ SolidWorks.

إعداد البرنامج

بعد ذلك ، تحتاج إلى تكوين البرنامج للتشغيل السليم.
- قم بتعبئة كثافة المادة ، على أساسها تُحسب كتلة الجناح ، إذا كانت مصنوعة من قطعة واحدة.
- تكوين الدليل الجذر - يتم ذلك لتسهيل نقل البرنامج من كمبيوتر إلى آخر.
- تخصيص موقع واسم الملفات التي تصف هندسة الجناح ، وهندسة المظهر الجانبي للجناح ، والهندسة وخصائص الكتلة لعناصر معدات LC

ملف هندسة الجناح

هنا تم بناء الجناح على مجموعة من الأوتار والأوصاف الخاصة بهم.
العمود الأول هو طول الأوتار بالمتر.
والثاني هو الامتداد الفعلي للوتر.
الإزاحة هي إزاحة من الوتر الموازي للمحور الطولي للطائرة ، وتغيير هذه المسافة يغير اكتساح الجناح.
V هي الزاوية V للجناح ، ومن الممكن أيضًا صنع جنيحات صغيرة.
KN هو معامل سمك الملف الشخصي.

ملف وصف عنصر الهيكل

ملف الملف الشخصي

السطر العلوي هو النسبة المئوية للوتر
السطر الثاني هو النسبة المئوية لطول الوتر لأعلى
السطر الثاني هو النسبة المئوية لطول الوتر لأسفل

يمكن العثور على هذه الأوصاف في أطلس الملف الشخصي.

قبل التفكير في ماهية قوة الرفع لجناح الطائرة وكيفية حسابها ، سنتخيل أن الطائرة هي نقطة مادية تتحرك على طول مسار معين. لتغيير هذا الاتجاه أو قوة الحركة ، التسارع ضروري. هناك نوعان: عادي وعرضي. الأول يميل إلى تغيير اتجاه الحركة ، والثاني يؤثر على سرعة النقطة. إذا تحدثنا عن الطائرة ، فسيحدث تسارعها بسبب قوة الرفع للرافعة. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذا المفهوم.

قوة الرفع هي جزء من القوة الهوائية. يزداد بشكل حاد عندما تتغير زاوية الهجوم. وبالتالي ، فإن قدرة الطائرة على المناورة متأصلة بشكل مباشر في قوة الرفع.

تُحسب قوة الرفع لجناح الطائرة باستخدام صيغة خاصة: Y = 0.5 Cy ∙ p ∙ V ∙ 2 ∙ S.

1. Cy هو معامل الرفع لجناح الطائرة.
2. S هي مساحة الجناح.
3. P هي كثافة الهواء.
4. V هو معدل التدفق.

يتم حساب الديناميكا الهوائية لجناح الطائرة الذي يؤثر عليه أثناء الطيران بالتعبير التالي:

F = c ∙ q ∙ S حيث:

• C هو عامل الشكل ؛
• S هي المنطقة ؛
• ف - رأس السرعة.

وتجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى الجناح ، يتم إنشاء قوة الرفع بمساعدة مكونات أخرى ، وهي وحدة الذيل الأفقي.

أولئك الذين يهتمون بالطيران ، ولا سيما تاريخه ، يعرفون أن أول طائرة أقلعت في عام 1903. يهتم الكثيرون بالسؤال: لماذا حدث هذا في وقت متأخر؟ لماذا لم يحدث هذا من قبل؟ الشيء هو أن العلماء تساءلوا لفترة طويلة عن كيفية حساب الرفع وتحديد حجم وشكل جناح الطائرة.

إذا أخذنا قانون نيوتن ، فإن قوة الرفع تتناسب طرديًا مع زاوية الهجوم مع القوة الثانية. لهذا السبب ، اعتقد العديد من العلماء أنه من المستحيل اختراع جناح طائرة صغير الامتداد ، ولكن في نفس الوقت بأداء جيد. في نهاية القرن التسعين فقط قرر الأخوان رايت إنشاء هيكل صغير الحجم بقوة رفع عادية.

محاذاة الطائرات

ما الذي يؤثر على ارتفاع الطائرة في الهواء؟

يخشى الكثير من الناس الطيران على متن الطائرات ، لأنهم لا يعرفون كيف يطير ، وما الذي يحدد سرعته ، ومدى ارتفاعه ، وأكثر من ذلك بكثير. بعد دراسة هذا ، يغير البعض رأيهم. كيف ترتفع الطائرة؟ دعونا نفهم ذلك.

إذا نظرت عن كثب إلى جناح الطائرة ، يمكنك أن ترى أنه ليس مسطحًا. الجزء السفلي أملس ، والجزء العلوي محدب. نتيجة لذلك ، عندما تزداد سرعة الطائرة ، يتغير ضغط الهواء على جناحها. نظرًا لأن معدل التدفق منخفض في القاع ، يزداد الضغط. وكلما زادت السرعة عند القمة ، يتناقص الضغط. بسبب هذه التغييرات ، تمتد الطائرة لأعلى. يسمى هذا الاختلاف بقوة الرفع لجناح الطائرة. صاغ نيكولاي جوكوفسكي هذا المبدأ في بداية القرن العشرين. في المحاولات الأولية لإرسال السفينة في الهواء ، تم تطبيق مبدأ جوكوفسكي هذا. تطير السفن الحالية بسرعة 180-250 كم / ساعة.

سرعة إقلاع الطائرات

عندما تزداد سرعة البطانة ، فإنها ترتفع مباشرة. تختلف سرعة الإقلاع ، فهي تعتمد على أبعاد الطائرة. تأثير مهم آخر هو تكوين أجنحتها. على سبيل المثال ، الشهير تحلق TU-154 بسرعة 215 كم / ساعة ، وتطير بوينج 747-270 كم / ساعة. تتميز Airbus A بسرعة طيران أقل قليلاً من 380 إلى 267 كم / ساعة.

إذا أخذنا متوسط ​​البيانات ، فإن بطانات اليوم تطير بسرعة 230-240 كم / ساعة. ومع ذلك ، قد تتغير السرعة بسبب تسارع الرياح ووزن الطائرة والطقس والمدرج وعوامل أخرى.

سرعة الهبوط

وتجدر الإشارة إلى أن سرعة الهبوط غير مستقرة أيضًا ، مثل الإقلاع. قد يختلف اعتمادًا على طراز الطائرة ، ومساحتها ، واتجاه الرياح ، وما إلى ذلك. ولكن إذا أخذنا بيانات متوسطة ، فإن الطائرة تهبط بسرعة متوسطة 220-240 كم / ساعة. يشار إلى أن السرعة في الهواء تحسب بالنسبة للهواء وليس الأرض.

ارتفاع الطائرة

يهتم الكثيرون بالسؤال: ما هو ارتفاع طيران الطائرات؟ يجب القول أنه في هذه الحالة لا توجد بيانات محددة. قد يختلف الارتفاع. إذا أخذنا متوسط ​​الأرقام ، فإن بطانات الركاب تطير على ارتفاع 5-10 آلاف متر. طائرات الركاب الكبيرة تطير على ارتفاع أعلى - 9-13 ألف متر. إذا زادت الطائرة عن ارتفاع يزيد عن 12 ألف متر ، فإنها تبدأ في الفشل. بسبب حقيقة أن الهواء خالٍ ، لا توجد قوة رفع طبيعية وهناك نقص في الأكسجين. لهذا السبب لا يجب أن تطير عالياً لأن هناك خطر تحطم طائرة. في كثير من الأحيان لا ترتفع الطائرات عن 9 آلاف متر. يشار إلى أن الارتفاع المنخفض للغاية يؤثر سلبًا على الرحلة. على سبيل المثال ، لا يمكنك الطيران لمسافة تقل عن 5 آلاف متر ، حيث يوجد خطر نقص الأكسجين ، مما يؤدي إلى انخفاض قوة المحرك.

ما الذي يمكن أن يتسبب في إلغاء رحلة الطائرة؟

• ضعف الرؤية ، عندما لا يكون هناك ما يضمن قدرة الطيار على الهبوط بالطائرة في المكان الصحيح. في هذه الحالة ، قد لا ترى البطانة ببساطة المدرج ، مما قد يتسبب في وقوع حادث ؛
• الحالة الفنية للمطار. يحدث أن بعض المعدات في المطار توقفت عن العمل أو كانت هناك أعطال في تشغيل نظام أو آخر ، بسبب إمكانية إعادة جدولة الرحلة لوقت آخر ؛
• حالة الطيار. لقد حدث مرارًا أن الطيار لم يتمكن من التحكم في الرحلة في الوقت المناسب وكانت هناك حاجة إلى بديل. ليس سرا أن هناك دائما طياران على متن السفينة. هذا هو السبب في أن العثور على مساعد الطيار يستغرق بعض الوقت. لذلك ، قد تتأخر الرحلة قليلاً.

فقط مع الاستعداد الكامل وتحت ظروف الأرصاد الجوية المواتية يمكن للطائرة أن تطير. يتم اتخاذ قرار الإرسال من قبل قائد الطائرة. إنه المسؤول الوحيد عن ضمان أن الطائرة تكمل الرحلة بأمان.

في تواصل مع

يتم تحديد جناحي الطائرة في مرحلة التصميم من خلال الحمل على جناحيها. الحقيقة هي أن أداء رحلة الطائرة بعيد كل البعد عن الدرجة الأخيرة ويعتمد على امتداد الجناح ، ووزن الإقلاع المتاح ، على الحمولة على المدى:

أين
G - الوزن
- امتداد الجناح.

تبدو نظرية جوكوفسكي حول قوة الرفع للجناح ، المشتقة عام 1906 ، كصيغة كالتالي:

أين
Y هي قوة الرفع للجناح ؛
- كثافة الهواء؛
V- سرعة الطيران.
ز- سرعة الدوران.

عند تحليل تطور الطائرات ، يتم استخدام الاعتماد:

,(3)

أين
N - قوة المحرك
- نجاعة برغي.

في حالة الطيران الأفقي الثابت ، يتم موازنة قوة الرفع للجناح بوزن الطائرة:

مع مراعاة (1) و (4) ، ستظهر الصيغتان (2) و (3) بالشكل التالي:

توضح الصيغة (5) وجود علاقة بين حمل الامتداد وكثافة الهواء وسرعة الطيران ، ولكن نظرًا لتعقيد تحديد الدوران ، فهي قليلة الاستخدام للحسابات العملية في مرحلة التصميم. الصيغة (6) ، على الرغم من بساطتها ، تعطي عمليا أخطاء كبيرة ، لأن الاعتماد الأولي (3) يفترض وجود اتصال صارم بين رفع الجناح والسحب الاستقرائي ، ويفترض أيضًا أن الرحلة تتم على مستوى الأرض.

إذا انطلقنا ، كما ذكرنا أعلاه ، من حقيقة أنه في رحلة أفقية ثابتة ، تكون قوة الرفع مساوية للوزن (4) ، وقوة السحب متوازنة من خلال دفع المروحة:

أين
X - قوة المقاومة
ف - فحوى محطة توليد الكهرباء ،

بعد ذلك ، بعد إجراء تحولات بسيطة (سنحذف الحساب الكامل الذي يرجع إلى الحجم الصغير لمقال المجلة) ، نحصل على صيغة تسمح لنا بتحديد الحمل على جناحي الطائرة الفعال ، مع مراعاة وضع الطيران ، درجة اختناق المحرك ، الكفاءة. المروحة والسرعة والارتفاع الجوي في شكل العلاقة التالية:

,(8)

أين
- الحمل على جناحي الطائرة الفعال (كجم / م) ؛
- معامل وضع الطيران ؛
- عامل اختناق المحرك ؛
- قوة المحرك المقدرة (حصان) ؛ - كثافة الهواء عند الارتفاع المقدر للرحلة ؛
- معامل ارتفاع المحرك ؛
V - سرعة الطيران (كم / ساعة).

في المقابل ، تبدو المعاملات كما يلي:

,(9) ,(10)

أين
- معامل شكل الجناح في المخطط ؛
- معامل السحب عند صفر قوة رفع ؛
- معامل المقاومة الاستقرائية ؛
- قوة المحرك الفعلية (حصان) ؛
- قوة المحرك المقدرة (حصان).

مع وزن الإقلاع وامتداد الجناح الفعال ، يكون الحمل على المدى الفعال هو:

تؤخذ خسائر طاقة المحرك في الاعتبار في التقييم على النحو التالي:

,(12)

أين
- نجاعة مسامير (انظر أعلاه) ؛
- نجاعة مخفض.

في مرحلة تصميم الطائرة ، المعاملات Сho و Схi ، كقاعدة عامة ، غير معروفة ، ولكن نظرًا لخصائص المقاومة الاستقرائية لقطب الطائرة ، فهي قريبة من المكافئ التربيعي (والقطبي المحسوب ، أي ، ليس نتيجة النفخ ، هو قطع مكافئ). بالنسبة للقطع المكافئ التربيعي ، تكون العلاقات التالية صحيحة (انظر الشكل 1):

رحلة بحرية اقتصادية ، النقطة 1 ؛
- وضع الحد الأقصى من الجودة الديناميكية الهوائية (Kmax) ، النقطة 2 ؛
- الوضع الاقتصادي للطيران ، النقطة 3.

في وضع الجودة القصوى ، كما هو معروف ، يتم توفير أكبر نطاق طيران. يسمح لك الوضع الاقتصادي بتحقيق أقصى مدة طيران. الإبحار الاقتصادي هو الأنسب لعمليات النقل التجاري. يتم إعطاء قيم المعامل أدناه:

0 - لجناح بيضاوي في المخطط ؛
= 0.002 ... 0.005 - لجناح بقسم مركزي ؛
= 0.02 ... 0.08 - لجناح شبه منحرف ؛
= 0.05 ... 0.12 - لجناح مستطيل.
يمكن أن تؤخذ كفاءة المروحة على النحو التالي:
= 0.65 ... 0.75 - لبرغي ثابت (FSP) ؛
\ u003d 0.7 ... 0.85 - لمسمار متغير الخطوة (VISH).
تكمن كفاءة علبة التروس في:
= 0.94 ... ، 0.96 - لنقل الحزام الخامس ؛
= 0.97 ... 0.98 - للتروس.
في حالة عدم وجود علبة تروس في محطة توليد الكهرباء في ALS:
= 1;
= 0,55...0,65.

تقل قوة المحرك مع زيادة ارتفاع الطيران. يوضح الجدول 1 معامل انخفاض القدرة للمحركات غير المرتفعة ، وكذلك قيم كثافة الهواء اعتمادًا على ارتفاع الرحلة.

الجدول 1

عامل انخفاض طاقة المحرك الترددي المنخفض الارتفاع
حسب ارتفاع الرحلة

يمكن أن يختلف عامل اختناق المحرك على نطاق واسع ويتم اختيار القيمة المحددة من قبل المصمم.

بعد تحديد الحمل على المدى الفعال بواسطة الصيغة (8) ، والتي من خلالها ، في الواقع ، تمت كتابة هذه المقالة ، بوزن إقلاع معروف ، من (11) يمكن للمرء بسهولة الحصول على قيمة الامتداد الفعال:

يبقى لنا أن نحدد الامتداد الهندسي للجناح من المدى الفعال المتاح. فيما يلي الصيغ التي تسمح بذلك في حالة الطائرة أحادية السطح الكلاسيكية. إذا كانت لديك مهمة تصميم طائرة (أو SLA) بنظام تخطيط مختلف ، فيجب عليك ، عزيزي القارئ ، أن تأخذ في الاعتبار ميزات المخطط الذي اخترته. على الرغم من التقدير الأولي والتقريبي ، يمكنك استخدام هذه التقنية.

,(14)

أين
S - مساحة الجناح في المخطط (متر مربع) ؛
Si هي المساحة الإجمالية من حيث المساحة التي يشغلها الجزء البطني ومحرك المحرك للطائرة (متر مربع).
بدوره:

,(15)

أين
- منطقة الجزء البطني من الجناح (متر مربع) ؛
مساحة الجناح التي يشغلها محرك الكنة (متر مربع) ، انظر الشكل 2.

وفقًا لإحصاءات مسيرات ALS ، غالبًا ما يستخدم "المصممون المحليون" بسبب البساطة التكنولوجية جناحًا مستطيلًا من حيث التخطيط.

لمثل هذا الجناح ، ستظهر الصيغة (14) على النحو التالي:

,(16)

أين
- جناحيها يشغلها الجزء البطني و nacelles المحرك.
سيكون الحل النهائي للمعادلة (16) هو التعبير:

,(17)

والتي يمكن حلها باستخدام جداول Bradys إذا لم يكن لديك آلة حاسبة يدوية. يتم الحصول على نتائج جيدة من خلال الاعتماد التقريبي:

,(18)

ولكن يجب أن نتذكر أنه لا يمكن استخدام هذه الصيغة إلا في المرحلة الأولية للغاية ، والتي تسمى "مرحلة التقريب الصفري".

إذا كان شكل الجناح يختلف عن الشكل المستطيل ، فإن حل التبعية (14) يمثل بعض الصعوبات ، والتي لا يمكن تجنبها عمليًا إلا باستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر. إذا كان من المستحيل إشراك جهاز كمبيوتر في العمل (عدم وجود الكمبيوتر نفسه أو البرنامج المقابل) ، يمكنك استخدام الصيغة (17) أو (18) ، ثم تحديد امتداد الجناح الهندسي باستخدام الصيغة (14) باستخدام الطريقة من التقريبات المتتالية ، تنقية Si في كل خطوة. فيما يتعلق بمسألة التقريب ، من خلال أكثر المتخصصين "الموقرين" في مجال الصيغة (8) ، أوصي باستخدامه كتصميم ، مع توضيح لاحق للمدى بناءً على نتائج عمليات التفجير أو حسابات التحقق للطائرات ذات وزن إقلاع يزيد عن 500 ... 600 كجم. بالنسبة للطائرة التي يقل وزن إقلاعها عن 500 كجم ، قد تكون هذه الصيغة هي الطريقة الوحيدة لتحديد امتداد الجناح ، نظرًا لأن طرق تصميم الجناح الموضحة في كتب "تصميم الطائرات" بواسطة N.A. Fomin أو S.M. (وكقاعدة عامة ، "صعبة للغاية" بالنسبة لشخص واحد يفعل ذلك بنفسك).

في هذا الصدد ، عزيزي القارئ ، ننتهي من وصف الصيغة (8) نفسها ، وكذلك الإضافات اللازمة لاستخدامها ، والآن ، وفقًا للتقاليد الراسخة ، سننظر في مثال. بيانات الحساب ، انظر الجدول. 2.

الجدول 2

معامل	البعد	رقم الطائرة 1	رقم الطائرة 2

ويرد الحساب نفسه مع التفسيرات في الجدول. 3.

الجدول 3

معامل	البعد	الطائرة رقم 1	رقم الطائرة 2	ملحوظة
				رحلة بحرية
				عن طريق الصيغة (9)
				عن طريق الصيغة (12)
				حسب الصيغة (8)
				عن طريق الصيغة (13)
				عن طريق الصيغة (14)

نتائج الحساب قابلة للمقارنة مع الأجهزة الموجودة بالفعل في الجدول. 4.

الجدول 4

تم أخذ البيانات الأولية للحساب (الجدول 2) من و ANT-37 و TsKB-26 ، على التوالي. تجدر الإشارة إلى أن هذه الطائرات شاركت في مسابقة القوات الجوية للجيش الأحمر عام 1936 لمهاجم بعيد المدى ، وكلاهما مجهز بمحركين من طراز M-85 على ارتفاع منخفض ، وكانا في وقتهما معدات متطورة جدًا.

من خلال التجربة الشخصية للتواصل مع أشخاص "محليين الصنع" ، أعلم أن العديد منهم يحبون قراءة المجلات والمنشورات الأخرى ، غالبًا من أجل إيجاد بعض الحلول التقنية الجاهزة للاستخدام ، لذلك يجب تقديمها في الجدول. 5 هو المثال الأخير ، الذي يأخذ في الاعتبار أيضًا تفاصيل مجلة "AON".