ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принципы ресурсного проектирования из "Машиностроение Энциклопедия Т IV-3 " В данной главе налагаются выполнены в ЦАГИ решения отмеченных задач ресурсного проектирования конструкций самолетов на основе работ [1-3,5]. [c.409] Ресурс конструкции - продолжительность функционирования конструкции, выраженная в летных часах или в числе полетов до наступления предельного состояния, при котором дальнейшая эксплуатация самолета прекращается по требованиям безопасности или эффективности эксплуатации в связи с возможным недопустимым снижением прочности. [c.409] Следует различать ресурс по условиям усталостной прочности и срок службы конструкции. Срок службы конструкции выраженный в годах - календарная продолжительность до наступления предельного состояния (с учетом продолжительности хранения, нахождения на стоянках и в ангарах) конструкции. При установлении срока службы учитываются такие факторы как старение, коррозия и т.п. Срок службы влияет на ресурс по условиям усталостной прочности. [c.409] Рес с конструкции самолета на этапах проектирования и эксплуатации назначается следующим образом определяются нагрузки, действующие на конструкцию определяются характеристики сопротивления усталости (долговечность до образования трещин) и 1рещиностойкости (скорость роста трещин и остаточная прочность) конструкции при нагружении ее нерегулярными нагрузками назначаются коэффициенты надежности, определяются начало и периодичность осмотров конструкции в эксплуатации назначается ресурс конструкции. [c.409] Определение совокупности переменных нагрузок, действующих на конструкцию, проводится применительно к нагрузкам функционирования, обусловленных массой самолета, топлива, полезного груза, скоростью и высотой полета, и к дополнительным нагрузкам, вызываемых маневрированием, атмосферной турбулентностью, неровностями поверхности аэродромов и др. При проектировании переменные нагрузки определяются расчетом с использованием статистических данных. На этапе эксплуатации проводят прямые измерения переменных нагрузок. [c.409] Ресурс самолета в цалом определяется по ресурсу отдельных элементов, разрушение которых или появление повреждений в них может непосредственно привести к катастрофе. Если необходимо, ресурс увеличивается после ремонта или замены элементов. [c.409] Коэффициент надежности т учитывает рассеяние долговечности и уровня нагрузок, а также возможности различного рода неточностей и незнания при оценке долговечности. Величина этого коэффициента существенно зависит от способа обеспечения безопасности по условиям усталостной прочности - безопасный ресурс или эксплуатационная живучесть. [c.409] Безопасный ресурс применяется тогда, когда появление трещины можно обнаружить только после окончательного разрушения конструкции. В этом случае невозможно надежно обнаружить наступление предкритического состояния, поэтому эксплуатация прекращается, как только наработка достигает величины безопасного ресурса, назначенного независимо от состояния конструкции. Величина коэффициента т выбирается таким образом, чтобы в пределах безопасного ресурса разрушение конструкции было бы практически невероятным. [c.409] Проектирование самолетных конструкций осуществляется поэтапно [1]. На этапе технического задания и технического предложения разработчиком производится выбор типа конструкции и конструкционных материалов для обеспечения прочности при принятой по статистическим данным весе конструкций. [c.410] На стадии эскизного проекта разработчик производит проектные расчеты нагрузок, окончательный выбор конструкционных материалов и силовой схемы конструкции, а также уточняет оценку ее веса. [c.410] На этапе рабочего проекта разработчик производит уточнение внешних нагрузок напряженно-деформированного состояния конструкции. На этом этапе используются результаты испьгганий конструктивных элементов и агрегатов конструкции с подробной тензометрией. На стадии рабочего проектирования должна быть в основном закончена отработка силовых элементов конструкции по условиям статической прочности, усталостной прочности и живучести, а также по условиям обеспечения безопасности с учетом явления аэроуп-ругости. В конце этого этапа выделяется первый экземпляр опытного самолета для проведения статических испытаний, кроме того, до начала серийного производства проводятся летные испытания опытного образца самолета с целью определения напряженно-деформи-рованного состояния и критических скоростей непосредственно по результатам прямых измерений. [c.410] На этапе начала серийного производства выполняется незначительная доработка силовой конструкции для устранения отдельных недостатков, выявленных в результате летных и окончательных проверочных расчетов. [c.410] Расчетный ресурс самолетов составляет порядка 60 ООО летных часов при числе посадок, соответствующем средней продолжительности полета самолета данного типа. Календарная продолжительность эксплуатации равна порядка 30 лет. При этом, как правило, допускается появление усталостных трещин в элементах силовой конструкции примерно с половины этого ресурса, а полная долговечность обеспечивается экономически целесообразными ремонтами. [c.410] В настоящее время для основной силовой конструкции самолета принято считать достаточным критерием надежности по условиям усталостной прочности значение 10 - 10 для так называемой нормы разрушения, т.е. средней вероятности разрушения одного экземпляра конструкции за 1 ч полета или вероятности разрушения каждого экземпляра конструкции (в течение установленного срока службы) порядка 10 . [c.410] Поскольку обеспечение усталостной прочности конструкций современных самолетов при возросших ресурсах невозможно без определенного обязательного технического обслуживания в эксплуатации (в виде осмотров и ремонтов), то эти требования имеют прямое отношение к рассматриваемой проблеме. [c.410] Трудоемкость технического обслуживания оказывает заметное влияние на экономические характеристики самолета. Для современных самолетов трудоемкость технического обслуживания составляет порядка 8-10 челове-ко - часов на 1 ч. полета. [c.410] Ряд катастроф пассажирских и транспортных самолетов вследствие усталости конструкции, а также большое число трещин, выявленных в процессе эксплуатахщи и повлекших за собой необходимость дорогостоящих ремонтов и существенных доработок, выдвинули проблему обеспечения ресурса в ряд задач, решаемых не при доводке уже созданной конструкции, а в самом начале ее проектирования. [c.410] МИ тдоп при расчете на статическую прочность. Зависимость Одоп от требуемого ресурса, построенная для нижней обшивки крыла из материала типа Д16Т при коэффициенте надежности, равном Т1=3 (отношение средней долговечности к требуемому ресурсу), приведена на рис. 4.2.1 [1]. [c.411] Вернуться к основной статье