Разработка панелей хвостовой части стабилизатора регионального пассажирского самолета
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
¶есткостным характеристикам принципиально новые композиционные материалы (КМ) на основе полимеров, армированных высокопрочными углеродными, борными, органическими и стеклянными волокнами в 2 - 3 раза превосходят традиционные металлы и сплавы.
Применение КМ позволяет создавать конструкции с заранее заданными характеристиками и дает возможность значительно повысить их весовую эффективность и снизить металлоемкость. Для авиационной техники это обеспечивает:
снижение массы конструкции на 25-50%;
резкое сокращение количества деталей и нормалей;
снижение трудоемкости более чем на 30 %;
повышение в 2 раза коэффициента использование материала;
трехкратную экономию металлов энергоресурсов на каждый килограмм примененного КМ;
повышение эксплутационной надежности, живучести, коррозиционной стойкости и аэродинамического качества;
снижение себестоимости перевозок.
1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Композиционные материалы в самолетах "Ан"
В АНТК им. О.К. Антонова вопросу применения КМ уделяется большое внимание. Увеличение применения КМ в конструкциях самолетов АН можно проследить по процентному увеличению массы КМ по отношению к общей массе конструкции: от 1-2% в самолетах АН-26 до 20% в самолете АН-70 (от веса планера).
Применение КМ на самолетах осуществлялось в соответствии с программой, предусматривающей поэтапное развитие работ с постепенным расширением объемов и переходом от средненагруженных к силовым элементам конструкции.
Первыми агрегатами, выполненными с применением углепластика, являются подкосы крыла самолета АН-28. Применение углепластиков позволило повысить жесткость подкосов в 2 раза и снизить их массу на 15%. В этот же период успешно прошли летные эксплуатационные испытания следующие элементы конструкции:
- створки носового шасси и панели пола на самолетах АН-24,
- створки грузолюка и подкосы крыла на самолетах АН-28,
- серворули руля высоты на самолете АН-22,
- триммеры и интерцепторы на самолете АН-28,
- цилиндры подъема и выпуска шасси, подкрепленные боропластиком на самолете АН-26,
- закрылки и хвостовые части крыла и центроплана из органопластика на самолете АН-28.
Самолет АН-72 является первым отечественным самолетом, выполненным с широким применением КМ. На самолете АН-72 масса конструкции из КМ составила 980 кг (6% от массы планера), причем углепластики составляли 240 кг (25% от массы КМ), стеклопластики - 740 кг (75% от массы КМ). Было создано более 60 узлов и агрегатов из угле-, стекло- и боропластиков и 70 деталей и узлов из органопластиков.
Рисунок 1.1. Применение КМ в конструкции Ан-124,АН-225
Наиболее значительной была комплексная программа по разработке, созданию и внедрению преимущественно средненагруженных конструкций из КМ для сверхтяжелого транспортного самолета Ан-124 (см. рис.1.1). В конструкции самолета АН-124 объем применения КМ возрос по сравнению с самолетом АН-72 более чем в 5 раз. Масса конструкции из КМ составила 5500 кг (8% от массы планера), однако соотношение процентного содержания углепластика - 2500 кг (45% от массы КМ) и стеклопластика - 1500 кг (27,5% от массы КМ) несколько изменилось. в конструкции появился также органопластик - 1500 кг (27,5% от массы КМ).
Наработки, полученные в результате проведения исследований, позволили осуществить более сложную программу по созданию высоконагруженных агрегатов из КМ для широкофюзеляжного самолета Ан-70. Объем конструкции из стекло-, угле-, органопластиков на самолете Ан-70 достиг 20% от массы планера (см. рис.1.2).
Рисунок1.2. Применение КМ в конструкции Ан-70
В процессе создания новых самолетов решены многие научно-технические проблемы, разработаны уникальные конструкции нового типа и технологические процессы их изготовления, многие из которых не имеют зарубежных аналогов. Широкое применение КМ вызвало необходимость отказа от традиционных и испытанных конструктивно-технологических решений и перехода к принципиально новым методам проектирования и производства.
Таким образом, широкое внедрение в авиационную технику КМ значительно повышает ресурсные характеристики летательных аппаратов и существенно снижает их массу. Реализация перспектив, которые открываются в связи с разработкой и промышленным внедрением КМ, приводит к необходимости решения широкого круга проблем их эффективного применения.
Объемы и эффективность применения ПКМ в самолетах "АН" представлены в табл. 1.1.
Таблица 1.1. Объемы и эффективность применения ПКМ в самолетах "АН"
Показатели АН-28, АН-38 АН-72, АН-74АН-124, АН-225АН-140АН-70Количество узлов и агрегатов, шт 90 430 1100 920 3270Площадь поверхности, м2 100 250 1500 380 1630Масса, кг180980550013406740Снижение массы, кг6035020004802250
1.2 Назначение и описание проектируемого самолета Ан-148
Самолет предназначен для перевозки 70 пассажиров, багажа, почты и грузов на внутренних и международных авиалиниях с возможностью базирования на подготовленных BПП с искусственным покрытием.
Самолет представляет собой свободнонесущий высокоплан с двумя двухконтурными турбореактивными двигателями, размещенными в гондолах под крылом, и трехопорным одностоечным шасси с передней и двумя основными опорами.
Крыло - стреловидное, большого удлинения, трапециевидной формы в плане без наплывов, скомпоновано на базе новых суперкритических профилей, разработанных в АНТК им. О. К. Антонова.
На передней кромке крыла установлены отгибаемые носки; н?/p>