|
Crow indian
Регистрация: 21.02.2009
Возраст: 40
Сообщений: 30,062
Поблагодарил: 398 раз(а)
Поблагодарили 5988 раз(а)
Репутация: 126089
|
Тема: Проектирование и расчет мотоустановки среднемагистрального пассажирского самолета
Проектирование и расчет мотоустановки среднемагистрального пассажирского самолета
Дипломный проект
Скачать
Цитата:
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МОТОГОНДОЛЫ . . . . . . . . . . . . . . .
2. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Исходные данные для силового расчета . . . . . . . . . . . .
2.2 Распределение расчетных аэродинамических нагрузок по длине воздухозаборника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Распределение нагрузок по длине и по сечениям воздухозаборника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Распределение аэродинамических нагрузок по внутренней поверхности воздухозаборника . . . . . . . . . .
2.5. Определение равнодействующей по сечениям воздухозаборника от внешних и внутренних аэродинамических нагрузок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6. Нагрузки на болты крепления воздухозаборника к проставке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.7. Проверка прочности воздухозаборника самолета . . . . . .
2.8. Автоматизация расчета аэродинамических нагрузок воздухозаборника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЗДУХОЗАБОРНИКА КАНАЛА СОТОВОЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Технологичность конструкции воздухозаборника . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Применяемые материалы и оборудование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Технологический процесс сборки обшивок и элементов каркаса
3.4. Использование в конструкции воздухозаборника композиционных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1 Методы получения ПКМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА . . . . . . . . . . . .
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
|
Цитата:
ВВЕДЕНИЕ
На летательном аппарате с воздушно-реактивными двигателями применяются различные входные устройства.
Они служат для торможения потока воздуха перед поступлением его в двигатель, а основными требованиями, предъявляемыми к входным устройствам, являются:
– обеспечение высоких значений коэффициента сохранения полного давления;
– создание равномерного потока на входе в двигатель или желаемой (допустимой) неравномерности;
– минимальное аэродинамическое сопротивление;
– обеспечение устойчивой и эффективной работы во всем требуемом диапазоне режимов полета и режимов работы двигателя.
Выбор входного устройства во многом зависит от расчетного числа М полета летательного аппарата, потребного диапазона отклонения чисел М от расчетного, места расположения силовой установки на летательном аппарате, типа применяемых двигателей и ряда других факторов.
На самолете Ту-334 двигатели размещены на хвостовой части фюзеляжа (рис. 1), что позволяет:
а) обеспечить аэродинамически "чистое" крыло с максимально возможным использованием его размаха для размещения средств механизации (закрылков, предкрылков и т.п.) с целью получения высокого аэродинамического качества крыла и высоких значений Сy при взлете и при посадке;
б) создать необходимые условия для работы воздухозаборников, если достаточно далеко отодвинуть их от фюзеляжа, чтобы обеспечить слив пограничного слоя. Изменение угла подхода воздушного потока к воздухозаборнику двигателя, расположенного на хвостовой части фюзеляжа, примерно вдвое меньше изменения углов атаки крыла (или изменения угла тангажа самолета), в то время как у заборников, поставленных под крылом или у передней кромки крыла, это изменение угла подхода воздушного потока больше, чем изменение угла атаки крыла;
в) улучшить характеристики продольной путевой и поперечной устойчивости за счет:
– работы гондол двигателей и их пилонов как дополнительного горизонтального оперения;
– малого разворачивающего момента двигателей при остановке одного из них;
г) улучшить комфорт и повысить безопасность пассажиров за счет уменьшения шума в кабине (низкочастотного от выхлопной реактивной струи и высокочастотного от воздухозаборников и воздушных каналов) и за счет размещения двигателей позади герметической кабины;
е) повысить пожарную безопасность, вследствие того что:
– двигатели удалены от пассажирской кабины и от топливных баков;
ж) повысить эксплуатационные характеристики силовой установки и всего самолета в целом за счет:
– обеспечения возможности замены целиком всей гондолы вместе с двигателем;
– создания достаточно хороших условий для подхода к двигателям;
з) предохранить двигатели от попадания в них воды и посторонних предметов при работе двигателей на земле благодаря достаточно высокому расположению заборников от земли и от попадания камней из под шасси за счет прикрытия заборников крылом и закрылками;
и) обеспечить возможность установки двигателей с большей тягой (при сохранении или при небольшом увеличении их веса) вследствие малого плеча тяги относительно центра тяжести самолета;
к) улучшить работу устройств для реверсирования тяги двигателей по сравнению с двигателями, размещенными в корне крыла.
В зависимости от расчетной скорости полета входные устройства можно разделить на два типа:
1) дозвуковые – для дозвуковых летательных аппаратов;
2) сверхзвуковые – для сверхзвуковых летательных аппаратов.
К дозвуковому диффузору ТРД относится не только сам внутренний канал, по которому воздух поступает к двигателю, но и примыкающая к нему входная часть – заборник воздуха. Заборник должен иметь плавное очертание входных кромок, что необходимо для предотвращения срыва потока на входе.
Внутренний канал у таких диффузоров является расширяющимся. При движении дозвукового потока воздуха по расширяющемуся каналу происходит уменьшение его скорости и увеличения давления. Интенсивность процесса торможения определяется степенью изменения площади канала. Чем больше увеличивается площадь канала, тем интенсивнее должен быть процесс торможения.
Одной из актуальных задач создания современных самолетов является снижение шума двигателя. В том время, как самолеты с большой дальностью полета являются наиболее шумными из-за большой мощности установленных на них двигателей, самолеты со средней и малой дальностью полета более многочисленны и любое мероприятие по снижению шума этих самолетов также имеет большое значение.
Существует три основных способа достижения этой цели: применение малошумных двигателей, более совершенные приемы эксплуатации самолетов и двигателей и рациональная установка двигателей на самолете.
В авиационных двигателях шум порождается вентилятором ДТРД (компрессором ТРД), реактивной струей и внутренними источниками (прежде всего турбиной). Основным источником шума ДТРД с малой и особенно с большой степенью двухконтурности является вентилятор, причем общий уровень шума ДТРД ниже, чем ТРД.
Наибольшее влияние на уровень шума оказывает скорость истечение газа, поэтому действенным способом снижения шума является переход в пассажирской авиации от ТРД к двухконтурным двигателям, шум реактивной струи которых меньше из-за существенно меньшей ее скорости. Однако главным источником шума у ДТРД стал вентилятор. В настоящее время разработаны следующие основные способы снижения шума одноступенчатого вентилятора: отказ от ВНА вентилятора, пониженная окружная скорость рабочего колеса, оптимальное соотношение чисел лопаток выходного направляющего аппарата и рабочего колеса, увеличенное расстояние между этими рядами лопаток. Следует отметить, что, хотя применение турбовентиляторов с высокой частотой вращения позволяет снизить массу двигателя, требование по уровню шума заставляет ограничивать частоту вращения значениями, соответствующими окружным скоростям вентиляторов 400–450 м/с. Кроме того, рассматриваются другие предложения по снижению шума вентилятора одним из которых является способ снижения шума в процессе распространения его из воздухозаборника и выходного устройства. Этот способ включает облицовку стенок проточной части звукопоглощающими конструкциями (ЗПК). Пример применения таких конструкции в мотогондоле двигателя RB.211 äëÿ ñàìîëåòà L-1011 показан на рис. 2. Применение ЗПК важно и тем, что при этом в конструкцию двигателя никаких изменений не вносится.
Акустически обработанная мотогондола двигателя пассажирского самолета
а – мотогондола с ЗПК; б – многослойная звукопоглощающая конструкция;
1 – перфорированная обечайка; 2 – сотовый заполнитель; 3 – опорная поверхность.
рис.2
1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МОТОГОНДОЛЫ
На самолете установлены мотогондолы с использованием в конструкции композиционных материалов (звукопоглощающие панели воздухозаборника).
Мотогондола (рис. 3) состоит из:
– передней части воздухозаборника;
– задней части (створки мотогондолы);
– панелей крепления створок мотогондолы.
Передняя часть мотогондолы состоит из носка, канала и обечайки. Носок крепится по внутреннему контуру к каналу воздухозаборника, а по внешнему – к обечайке.
Канал – трехслойная оболочка. Внутренняя обшивка (перфорированная) выполнена из алюминиевого сплава Д19чАТВ толщиной 1,8 мм, нагруженная обшивка – из сплава Д19чАТ = 1,2 мм.
Заполнитель: ТССП-Ф-10П, сотовый, с шестигранной ячейкой а = 10 мм.
Толщина панели – 20 мм.
Внешняя поверхность воздухозаборника – обечайка представляет собой клепанную оболочку с обшивкой из материала Д16-АТВ (травленая) с толщиной обшивки 1,8 мм, под двумя подкрепляющими до толщины равной 1,2 мм между ними.
Обшивка в обечайке в передней плоскости крепится к стеночному шпангоуту передней губы воздухозаборника, а по задней – к торцевому стеночному шпангоуту в районе фланца двигателя.
Воздухозаборник закреплен на переднем фланце двигателя двенадцатью быстросъемными соединителями (накидными болтами М10), воспринимающими осевые усилия, а также моменты вертикальных и горизонтальных осей.
Силовое воздействие в плоскости, определяемой указанными осями, воспринимается цилиндрическим пояском на фланце двигателя, по которому осуществляется и центровка воздухозаборника.
В конструкцию воздухозаборника встроена противообледенительная система (ПОС) с отбором горячего воздуха от третьей ступени компрессора высокого давления двигателя.
Внешняя обшивка и панели объединены первым и четвертым силовыми шпангоутами. Четвертый шпангоут воздухозаборника выполняет функции поперечной противопожарной перегородки.
Носок воздухозаборника отштамованный из нержавеющей стали состоит из четырех частей, сваренных между собой встык.
Носок воздухозаборника состоит из обшивки, поперечной диафрагмы, на которой крепится коллектор с частью трубы ПОС и шпангоута № 1. Шпангоут № 1 сборной конструкции имеет кольцевую форму и состоит из стенки, усиленной поясами и диафрагмами.
Коллектор входит в конструкцию противообледенительной системы воздухозаборника (ПОС). Звукопоглощающая канальная панель (ЗПК) конструктивно выполнена в виде двух дюралюминиевых обшивок, между которыми вклеен сотовый заполнитель. Со стороны проточной части обшивка перфорирована. ПО торцам панели приклеены профили для стыковки с носком по шпангоуту № 1 и со шпангоутом № 4 воздухозаборника.
|
Цитата:
мотоустановки предоставляют композиционные материалы, обладающие многообразием и уникальностью свойств.
КМ – это искусственно созданный материал, состоящий из двух или более разнородных и нерастворимых друг в друге компонентов (фаз), со¬единенных между собой физико-химическими связями, и обладающий харак¬теристиками, превосходящими средние показатели составляющих его компо¬нентов.
Принципиальное значение замены металлов как традиционных конструкционных материалов на КМ состоит в том, что вместо ограниченного числа материалов с постоянными и практически равными во всех направлениях свойствами появляется возможность применять большое число новых мате¬риалов со свойствами, различающимися в различных направлениях в зави¬симости от направления ориентации наполнителя в материале (анизотропия свойств КМ). Более того, это различие свойств КМ является регулируемым и у конструктора появляется возможность на¬правленно создавать КМ под конкретную конструкцию в соответствии с действующими нагрузками и особенностями ее эксплуатации. Поэтому пра¬вильно спроектированная и хорошо изготовленная конструкция из КМ мо¬жет быть более совершенной, чем выполненная из металлов. Само создание изделий из КМ является примером единства конструкции и технологии, по¬скольку материал ,спроектированный конструктором, образуется одновре¬менно с изделием при его изготовлении и свойства КМ в значительной сте¬пени зависят от параметров технологического процесса.
Вместе с тем специфика КМ, в частности их низкая прочность и жесткость при сдвиге, требует внимательного отношения к конструктивно-технологиче¬ской обработке конструкции: расчету сложных многослойных систем, сохра¬нению в изделии высоких прочностных свойств армирующих волокон, получе¬нию стабильных характеристик КМ.
3.4.1. Методы получения ПКМ
Отличительная особенность изготовления деталей из ПКМ состоит в том, что материал и изделие в большинстве случаев создаются одновременно. При этом изделию сразу придаются заданные геометрические размеры и форма, что позволяет существенно снизить его стоимость и сделать конкурен-тоспособным с изделиями из традиционных материалов, несмотря на сравнительно высокую стоимость полимерных связующих и волокнистых наполнителей.
Технология изготовления деталей из ПКМ включает следующие основные операции. 1 – подготовка армирующего наполнителя и приготовление связующего, 2 – совмещение арматуры и матрицы, 3 – формообразование детали, 4 – отверждение связующего в КМ, 5 – механическая доработка детали, 6 – контроль качества детали. Подготовка исходных компонентов заключается в проверке их свойств на соответствие техническим условиям, а также в обработке поверхности волокон для улучшения их смачиваемости увеличения прочности сцепления между наполнителем и матрицей в готовом ПКМ (удаление замасливателя, аппретирование, активирование поверхности, химическая очистка поверхности, удаление влаги и т. п.).
Совмещение армирующих волокон и связующего может осуществляться прямыми или непрямыми способами.
К прямым способам относятся такие, при которых изделие формуется непосредственно из исходных компонентов КМ, минуя операцию изготовления из них полуфабрикатов.
Непрямыми способами изготовления называются такие, в которых элементы конструкции образуются из полуфабрикатов. В этом случае пропитка армирующих волокон связующим представляет самостоятельную операцию, в результате которой получают предварительно пропитанные материалы (препреги) – нити, жгуты, ленты и ткани, которые затем подсушиваются и частично отверждаются.
Препреги приготовляют в специальных установках вертикального или горизонтального типа, одна из которых представлена на рис. 31
Формообразование деталей современной техники из ПКМ осуществляется многими технологическими методами, из которых наиболее широкое применение находят методы намотки, прессования, вакуумное и автоклавное формование, пултрузия.
Рис. 31
1 – стеклонити с бобин, установленных в шпулярнике. 2 – пропиточная ванна с отжимными валиками, 3 - раскадчик нитей, формирующий из них ленту, 4 – подающий валик,5 - цилиндрическая камера сушки ленты с барабаном. между двумя боковыми дисками которого расположены шесть транспортеров подачи ленты, 6 - катушка с лентой препрега и намоточном устройстве, 7-калорифер,8 - нагнетающий вентилятор, 9 - отсасывающий вентилятор
Метод намотки. Намоткой называют процесс формообразования конструкций из КМ, при котором заготовки получают автоматизированной укладкой по заданным траекториям армирующего наполнителя (нитей, лент, тканей), соответствующие внутренним размерам изготавливаемой детали. Формование детали намоткой завершается отверждением намотанной заготовки .
В настоящее время намотка осуществляется на автоматизированных намоточных станках с программным управлением, позволяющих получить изделия различных форм и размеров. Наиболее широко метод намотки применяется для изготовления конструкций, имеющих форму тел вращения или близкую к ней. Намоткой изготавливаются трубы, баки, емкости давления различной формы, конические оболочки, стержни, короба и т. п.
На рис. 32 представлена схема станка для спиральной намотки труб и емкостей сложной формы. При этом армирующий материал укладывается на поверхность оправки под некоторыми расчетными углами, которые выбираются в зависимости от схемы нагружения конструкции и в конечном счете определяют механические характеристики ПКМ. Требуемый угол укладки достигается в результате подбора скоростей вращения оправки и перемещения раскладчика. Материал при намотке укладывается с некоторым натяжением, которое способствует увеличению давления формования и получению монолитной структуры ПКМ.
Рис. 32
1 – технологическая оправка, 2-нитераскладчик, 3 – устройство пропиточно-натяжное, 4 - шпулярник, 5 – блок программного управления
|
Цитата:
должно обеспечивать надежность их действия ,удобство регулировки и замены изношенных деталей. Приборы управления, муфта включения и тормоз не должны допускать случайного или самопроизвольного включения пресса.
На прессах усилием свыше 16 т должны устанавливаться муфты включения фрикционного типа.
Для автоматического отключения пресса при падении давления воздуха в воздуховоде пресса должно устанавливаться соответствующее реле давления. Узлы включения и тормозные устройства при работе пресса на режиме <одиночный ход> должны обеспечивать автоматическое отключение муфты и включение тормоза после каждого хода с остановом ползуна в исходном крайнем положении. Рекомендуется применять сдвоенные воздухораспределители и другие средства, предотвращающие сдвоенные ходы ползуна.
Тормозная система должна осуществлять торможение мeханически независимо от энергоносителя; растормаживание - механически или с помощью энергоносителя (электротока, воздуха и т. п.). Угол торможения должен быть не более 15' угла поворота кривошипного вала. При расположении муфты включения и тормоза на разных концах вала между ни- ми должна быть предусмотрена блокировка, обеспечивающая включение тормоза сразу же после выключения муфты и не допускающая включение тормоза до полного выключения муфты.
Механические прессы усилием свыше 16 т, кромкогибочные. (листогибочные) кривошипные прессы должны быть оборудованы приспособлениями (уравновешивателями) ,предотвращающими опускание ползуна под действием собственного веса и веса прикрепленного к нему инструмента при разладке тормоза или при поломке шатуна.
Прессы однокривошипные усилием более 100 т и двухкри- вошипные c усилием свыше 63 т для регулировки межштампового пространства должны иметь индивидуальные электродвигатели. Пуск электродвигателя межштампового пространства должен быть сблокирован с пуском пресса так, чтобы в течение периода регулировки включение пресса было бы невозможно. Усилие на рукоятку приспособления для ручной регу- лировки межштампового пространства не должно превышать 10 кг. Верхний и нижний пределы регулировки межштампового пространства должны ограничиваться конечными выключателями при регулировке с помощью электродвигателя и соответствующими указателями при ручной регулировке.
Прессы, на которых производится групповая работа, должны оборудоваться II групповым управлением- двуруким для каждого штамповщика, допускающим возможность включения пресса на рабочий ход только при одновременном включении всех пусковых приборов.
На двух и четырехкривошипных прессах следует устанавливать не менее двух пультов управления - с фронта и с задней стороны пресса. Каждый пресс, устанавливаемый в автоматических линиях, кроме центрального пульта управления, должен иметь индивидуальный пульт управления.
Кнопки (рукоятки) управления прессом (ходом ползуна) должны быть расположены на высоте 700 - 1200 мм от уровня пола. Кнопки "Пуск" двурукого включения должны находиться друг от друга на расст. не менее 300 мм и не более 600 мм.
Опорная поверхность педали пресса должна быть прямой, нескользкой, иметь закругление торца и на расстоянии 110-130 мм от него упор для носка обуви. Педаль должна быть защищена прочным кожухом, открытым только с фронта обслуживания и исключающим возможность случайного воздействия на нее. Верхний край кожуха должен быть закруглен с целью устранения возможности ранения ноги при введении ее на педаль, Усилие на педаль для включения пресса должно быть в пределах 2,5- 3,5 кг. Опорная поверхность пусковой педали должна быть установлена на высоте 80 - 100 мм от уровня пола; включение пресса на рабочий ход должно про- исходить после прожатия педали соответственно на 45 - 70 мм.
Прессы должны снабжаться предохранителями ,предотвраща- ющими поломку пресса при перегрузке. Прессы с механизмами для наклона станины, подъема и поворота стола должны иметь стопорные устройства, надежно фиксирующие станину и стол в нужном положении. Открытые одностоечные прессы должны быть оборудованы прочными ограждениями кривошипно-шатунного механизма и кривошипного вала, не допускаю- щими падения их частей при случайных поломках.
Механизмы автоматических подач и другие средства механизации на прессах, если их действие может представлять опасность для работающих, должны быть укрыты соответствующими ограждениями. Каждый пресс при работе на режиме с одиночными ходами, должен быть оборудован защитным устройством, исключающим травмирование рук в опасной зоне (двурукое включение, фотоэлементная защита, подвижное ограждение и др.). Защитные устройства должны удовлетворять следующим основным требованиям: исключать возможность попадания рук под опускающийся ползун (штамп) или удалять pуки из-под опускающегося ползуна (штампа); автоматически фиксироваться в защитном положении до момента достижения ползуном безопасного положения; обеспечить защиту при каждом опускании ползуна, для чего защитное устройство должно быть сблокировано с механизмом включения муфты или связано непосредственно с ползуном; допускать регулирование при изменении величины хода ползуна и закрытой высоты пресса; не мешать в работе и обозрению рабочего пространства при штамповке и не вызывать случаев травмирования при своем действии. В случае необходимости штамповки крупных заготовок, удерживаемых руками, должна быть предусмотрена возможность переключения или отключения защитного устройства с фиксацией его в требуемом положении.
Если ограждение имеет отверстия или изготовленно из сетки, то расстояние от движущихся деталей до поверхности ограждения должно соответствовать указанному в табл. 31
|
|
01.08.2012, 17:53
Похожие темы
Почта
