Методичка Курс проект. Методические указания для студентов по специальности 160201 самолето и вертолетостроение

• Название: Методические указания для студентов по специальности 160201 самолето и вертолетостроение
• Анкор: Методичка Курс проект.doc
• Дата: 23.04.2018
• Размер: 1 Mb.
• Имя файла: Методичка Курс проект.doc
• Тип: Методические указания; #18429
• страница: 1 из 10

Нижегородский государственный технический университет

им. Р.Е. Алексеева


Факультет морской и авиационной техники
Кафедра кораблестроения и авиационной техники

ПРОЕКТИРОВАНИЕ САМОЛЕТА
Курсовое и дипломное проектирование

Часть 2

Курсовой проект

Инструкция и методические указания для студентов

по специальности 160201 «самолето- и вертолетостроение»

Н.Новгород, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.

2.	КУРСОВОЙ ПРОЕКТ СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА	5
2.1	РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ. АНАЛИЗ СТАТИСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА	6
2.1.1	Технико-экономические требования	7
2.1.2	Тактико-технические требования	7
2.2	РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ	8
2.2.1	Выбор аэродинамической схемы, относительных геометрических параметров и характеристик	8
2.2.1.1	Выбор параметров крыла	10
2.2.1.2	Выбор параметров фюзеляжа	11
2.2.1.3	Выбор характеристик оперения	12
2.2.1.4	Выбор характеристик шасси	13
2.2.2	Выбор механизации крыла	15
2.2.3	Выбор удельной нагрузки на крыло	16
2.2.4	Выбор типа силовой установки и ее размещение	19
2.2.4.1	Двигатели для дозвуковых самолетов	19
2.2.4.2	Двигатели для сверхзвуковых самолетов	20
2.2.4.3	Двигатели для гиперзвуковых самолетов	20
2.2.4.4	Размещение двигателей на самолете	21
2.2.4.5	Выбор числа двигателей на самолете	21
2.2.5	Определение относительного запаса топлива	21
2.2.6	Выбор тяговооруженности самолета	22
2.2.6.1	Тяговооруженность гражданского самолета	22
2.2.6.2	Тяговооруженность военных самолетов	23
2.2.6.3	Стартовая тяговооруженность	24
2.2.7	Определение относительной массы силовой установки	24
2.2.8	Определение относительной массы конструкции планера	25
2.3	ЭСКИЗНОЕ ПОЕКТИРОВАНИЕ	25
2.3.1	Определение взлетной массы самолета первого приближения т01	25
2.3.1.1	Масса экипажа	26
2.3.1.2	Относительная масса оборудования	26
2.3.2	Определение геометрических параметров	28
2.3.2.1	Определение параметров крыла	28
2.3.2.2	Определение параметров оперения	28
2.3.2.3	Определение параметров фюзеляжа	28
2.3.3	Определение взлетной массы второго приближения	28
2.3.3.1	Масса крыла ткр	29
2.3.3.2	Масса фюзеляжа тф	30
2.3.3.3	Масса оперения mоп	30
2.3.3.4	Масса шасси тш	31
2.3.3.5	Масса силовой установки mсу и двигателей mдв	31
2.3.3.6	Масса оборудования и управления mоб упр	32
2.3.4	Весовая сводка и массовая отдача самолета	33
2.3.5	Разработка конструктивно-силовой схемы самолета	34
2.3.6	Компоновка и центровка самолета	35
2.3.6.1	Компоновка	35
2.3.6.2	Центровка	35
2.3.7	Общий вид самолета	38
2.3.8	Техническое описание самолета	40
2.3.9	Оценка спроектированного самолета	41
2.3.9.1	Аэродинамическая оценка самолета	41
2.3.9.2	Оценка компоновки и центровки самолета	42
2.3.9.3	Оценка силовой схемы	42
2.3.9.4	Оценка производственной технологичности и эффективности	43
2.3.9.5	Оценка эксплуатационной технологичности, эффективности, живучести и надежности	43
2.3.9.6	Оценка транспортной эффективности	44
2.3.9.7	Оценка целевой эфетивности	44
2.3.9.8	Оценка фондоемкости	45
2.3.9.9	Оценка экономической эффективности	45
2.4	РАБОЧЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АГРЕГАТА	47
2.4.1	Составление требований к агрегату	48
2.4.2	Выбор конструктивно-силовой (кинематической) схемы агрегата или принципиальной схемы системы	48
2.4.3	Теоретический чертеж. Кинематическая или принципиальная схемы	49
2.4.4	Расчетные нагрузки на агрегаты и системы самолета	50
2.4.5	Подбор сечений основных силовых элементов агрегата, узла, детали	54
2.4.6	Сборочный чертеж агрегата, чертеж детали	56
2.4.7	Спецификация на сборочный чертеж	58
2.4.8	Описание конструкции и директивной технологии сборки агрегата	58
2.4.9	Список литературы	60

2. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовое проектирование, по сути, является предварительным проектированием (аванпроектом) и заключается в выборе схемы и определения наивыгоднейшего сочетания основных параметров самолета, состава и структуры его систем, обеспечивающих выполнение заданных функций. Объектом проектирования является самолет определенного назначения.

Проектирование современного самолета невозможно без учета достижений российского и зарубежного самолетостроения последних лет и тенденций развития авиационной техники. Поэтому в начале работы над проектом студент должен критически осмыслить предшествующий опыт путем сбора и анализа статистического материала по однотипным самолетам.

Курсовой проект состоит из четырех взаимосвязанных этапов:

Первый этап - разработка технического задания (ТЗ) - содержит анализ статистических данных, разработку тактико-технических и технико-экономических требований (ТТТ и ТЭТ). Он начинается со сбора и обработки статистического материала, его анализа. Затем формулируются основные требования к самолету и устанавливается последовательность их выполнения.

Второй этап - разработка технических предложений (ТП) - имеет целью выбор и обоснование аэродинамической схемы самолета, включая и выбор его относительных геометрических параметров, определение потребных значений удельной нагрузки на крыло, типа силовой установки и тяговооруженности самолета, относительной массы топлива, силовой установки, конструкции планера.

Третий этап - эскизное проектирование (ЭП) самолета - определяет взлетную массу самолета первого приближения и его абсолютные геометрические размеры. Затем выполняется весовой расчет и составляется весовая сводка самолета, разрабатывается его компоновка и проводится расчет центровок. Заканчивается эскизный проект составлением чертежа общего вида самолета в трех проекциях, его техническим описанием и общей оценкой спроектированного самолета.

Четвертый этап - рабочее проектирование (РП) - заключается в выборе конструктивно-силовой схемы агрегата, кинематической, принципиальной схемы системы, разработке конструкции и составлении сборочного чертежа агрегата или полумонтажной схемы системы.

Из литературных источников студенту следует выбрать 3 – 5 однотипных самолетов, выявить их основные летно-технические данные, весовые характеристики, значения геометрических параметров. Перечень этих параметров и характеристик зависит от типа проектируемого самолета. Например, для пассажирского самолета дополнительно следует ввести в таблицу данные о длине пассажирской кабины, количестве салонов, количестве кресел в ряду, шаге погрузки-разгрузки багажа и т.п. Для истребителей необходимо указать величину тяги и тяговооруженности с форсажом, высоту практического и динамического потолка, боевую нагрузку.

Анализ и обработка статистического материала позволяет обосновать требования к проектируемому самолету. Одним из методов анализа является построение графиков, показывающих изменение основных характеристик самолета по годам.

В графическую часть курсового проекта входят чертежи:

1.Общий вида самолета в трех проекциях и техническими характеристиками.

2.Компоновочный чертеж самолета с элементами конструктивно-силовой схемы ( КСС).

3.Чертеж распределения масс по самолету с общей весовой сводкой.

4.Теоретический чертеж агрегата с элементами КСС и чертеж агрегата.

5.Схема конструктивно-технологического членения самолета и агрегата.

6.Чертеж силового элемента агрегата ( по указанию руководителя).

В расчетную часть – все вопросы и обоснования при разработке технических предложений. Расчетная часть оформляется в виде пояснительной записки, указания по составлению которой приводятся ниже.

2.1 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.

АНАЛИЗ СТАТИСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
В самой начальной стадии работы над проектом студент должен собрать статистические материалы по самолетам аналогам (прототипам) и по двигателям и провести его анализ. Параметры и характеристики проектируемого самолета должны выбираться с учетом опыта, накопленного при создании однотипных самолетов, на базе новейших достижений в авиастроении.

По литературным источникам и данным, приведенных в приложении намечается три – четыре самолета, близких по назначению и классу к проектируемому, изучаются их особенности и в специальную таблицу (табл. 2.1) заносятся их параметры и летно-технические характеристики. К таблице прикладываются схемы этих самолетов в трех проекциях.

Анализ и обработка статического материала должны выявить основные тенденции развития самолетов данного класса, что затем позволит обоснованно выбрать и назначить важнейшие параметры и характеристики проектируемого самолета (относительные геометрические параметры, летно-технические требования, схемы компоновки грузов, кабин, оборудования и т.п.).
2.1.1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Проектируемый самолет является частью большой технической системы. Пассажирский самолет является частью системы воздушных перевозок и частью всей транспортной системы страны. Военный самолет является частью системы обороны страны. Поэтому для любых технических систем желательно иметь меньшую стоимость самолета, меньшую взлетную массу m₀.

На основании анализа статистических данных и описаний самолетов требуется улучшить экономические характеристики проектируемого самолета за счет его рейсовой скорости, уменьшения расходов на амортизацию самолета и двигателей, их ремонт и техническое обслуживание; на заработную плату экипажа самолета; косвенных аэропортовых расходов, увеличения количества часов, налетанных самолетом в год.

В данном разделе указываются конкретные мероприятия для снижения себестоимости авиационных перевозок и стоимости боевого вылета военных самолетов за счет применения более прочных и легких новых материалов, увеличения ресурса конструкции планера самолета и двигателя, серийности самолетов и двигателей, уменьшения расходов на топливо, применения более совершенной технологии изготовления самолета и двигателей, более совершенных приемов при их эксплуатации и обслуживании, использования меньшего количества наземных средств, более совершенного оборудования, вооружения, новых технических решений и т. д.
2.1.2 ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Анализ статистических данных однотипных самолетов, совершенствование их параметров и характеристик позволяют полностью предопределить и совершенство проектируемого самолета, разработав полный комплекс его ТТТ. Они делятся на следующие виды:

1. 
   Функциональные требования определяют назначение самолета; задачи, решаемые при его полете, состав коммерческой, грузовой или боевой нагрузки; применение специального оборудования на самолете и другие особенности.
   
2. 
   Количественные летно-технические требования задают скорость на расчетной высоте полета; диапазон высот эксплуатации самолета; скороподъемность у земли; практический потолок самолета; дальность, радиус действия или продолжительность его полета; скорость захода на посадку или посадочную скорость; маневренность; кратковременное увеличение скорости; непосредственное управление подъемной силой самолета; длину его разбега и пробега; тип и класс ВПП и др.
   

3. 
   Качественные эксплуатационно-экономические требования включают в себя себестоимость перевозок на пассажирском (грузовом) самолете или стоимость его одного боевого вылета; безопасность полета; комфорт кабины пассажиров (тепло-вибро-звуко-изоляция, отопление и вентиляция, удобство кресел, интерьер кабины и обзор из нее земли и т. п.); время погрузки-разгрузки и переоборудования самолета в другой вариант; живучесть, надежность, ресурс конструкции планера и систем самолета; углы обзора, обстрела, сброса грузов в полете; затраты на обслуживающий персонал; регламентные работы и их регулярность; требуемое наземное оборудование аэропортов для эксплуатации и заправки самолета и др.
   
4. 
   Производственно-экономические требования определяют масштаб производства самолета (парк); стоимость (цена) самолета и его модификаций; номенклатуру конструкционных материалов, видов заготовок; методы изготовления и взаимозаменяемость агрегатов, систем, узлов и деталей; применение нормализованных и стандартизованных изделий; транспортировка готовых агрегатов, узлов и др.
   

Все качественные требования выполняются в определенной последовательности для самолетов различного назначения, а количественные требования задаются в виде диапазона предельных значений и должны обеспечить самолету лучшие характеристики, чем у существующих аналогов с перспективой на 10-15 лет после ввода самолета в эксплуатацию.
2.2 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ

Разработанные ТТТ к проектируемому самолету обязывают проектировщика рассматривать большое количество различных вариантов самолета, его параметров и характеристик, определяющих в итоге облик единственного самолета, который отвечал бы наиболее полно всем ТТТ. Этап разработки ТП является важнейшим исследовательским этапом, который отражает интуицию, инженерное мышление, предприимчивость проектировщика в принятии правильных решений для удовлетворения ТТТ.
2.2.1 ВЫБОР АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК
Аэродинамическая схема самолета определяется количеством, взаимным расположением и формой основных агрегатов - крыла, оперения, фюзеляжа, шасси - и типом, количеством и размещением двигателей и воздухозаборников. Схема самолета, обусловлена его назначением, разработанными ТТТ и должна обеспечить минимальное аэродинамическое сопротивление максимальную безопасность при посадке с убранным шасси, удобство монтажа и демонтажа, обслуживание двигателей и оборудования.