VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ LETECKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF AEROSPACE ENGINEERING
KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA BH534 V ULTRALEHKÉM PROVEDEN AVIA BH534 AIRPLANE DESIGN AS ULTRALIGHT
DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER’S THESIS
AUTOR PRÁCE
Bc. MARTIN KOZELSKÝ
VEDOUCÍ PRÁCE
doc. Ing. JAROSLAV JURA KA, Ph.D.
AUTHOR
SUPERVISOR
BRNO 2010
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 1-
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 2-
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 3-
Abstrakt: Tato diplomová práce je zam ena na získání podklad pro realizaci nosných ploch ultralehké repliky dvouplošníku letounu Avia BH534. V úvodní ásti této práce je porovnána replika letounu s p edlohou, další ásti popisují základní aerodynamické charakteristiky letounu, konstrukci nosných ploch a pevnostní výpo et nosných ploch. Abstract: The object of the diploma thesis is a preparation of fundamental bases for realization aerofoils of the replica of the biplane aircraft BH534 Avia. The preambule of the work balances replica against the real historic aircraft. As next the basic aerodynamics characteristics, construction of aerofoils and strenght calculation of the aerofoils are described. Klí ová slova: Základní rozm ry, polára letounu, výkony letounu, manévrová a poryvová obálka, zatížení nosných ploch, konstrukce nosných ploch, pevnostní výpo et nosných ploch. Keywords: Basic dimensions, drag polar, performance of the aircraft, manoeuvre and gust envelope, aerofoils loading, aerofoils construction, aerofoils strenght calculation.
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 4-
Bibliografická citace: KOZELSKÝ, M. Konstruk ní návrh letounu Avia BH534 v ultralehkém provedení. Brno: Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta strojního inženýrství, 2010. 120 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Jaroslav Jura ka, Ph.D.
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 5-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
MÍSTOP ÍSEŽNÉ PROHLÁŠENÍ: Místop ísežn prohlašuji, že jsem byl, seznámen s p edpisy pro vypracování diplomové práce a že jsem celou diplomovou práci, v etn p íloh, vypracoval samostatn s použitím uvedené literatury.
V Brn dne …………………………..
Brn
……………………… Jméno
19.05.2010
Martin Kozelský - 1-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
POD KOVÁNÍ:
Rád bych pod koval za cenné rady a p ipomínky svému vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Jura kovi, Ph.D., a dále také Ing. Šošovi kovi, Ph.D., Ing.Plhalovi, Ph.D. a Ing. Šplíchalovi.
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 2-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
1. Úvod ....................................................................................................4
1.1 Replika letounu Avia B-534............................................................................. 4 1.2 P edloha repliky Avia B-534 ........................................................................... 4 1.3 Charakteristiky letounu................................................................................... 4 1.4 Nákres letounu................................................................................................. 5
2. Návrh základních geometrických charakteristik ástí letounu ......6
2.1 Návrh základních geometrických charakteristik horního k ídla a spodního k ídla ....................................................................................................................... 6 2.2 Návrh základních geometrických charakteristik ocasních ploch................ 8
3. Základní aerodynamický výpo et letounu .......................................9
3.1 Aerodynamické charakteristiky profilu.......................................................... 9 3.2 Aerodynamické charakteristiky k ídel ......................................................... 13 3.3 Aerodynamické charakteristiky celého letounu ......................................... 15 3.4 Polára letounu................................................................................................ 20 3.5 Rozložení vztlaku na horní a spodní k ídlo dvouplošníku ......................... 22
4. Výkony letounu.................................................................................26
4.1 Výpo et pot ebných tah a výkon ............................................................. 26 4.2 Výpo et využitelných tah a výkon ........................................................... 28
5. Obratová a poryvová obálka ...........................................................32
5.1 Pádová rychlost ............................................................................................. 32 5.2 Návrhová rychlost obratu ............................................................................. 32 5.3 Návrhová cestovní rychlost.......................................................................... 32 Návrhová cestovní rychlost byla zvolena.......................................................... 32 5.3 Maximální návrhová rychlost ....................................................................... 33 5.4 Pádová rychlost v letu na zádech ................................................................ 33 5.5 Obratová rychlost v letu na zádech ............................................................. 33 5.6 Provozní násobky obrat .............................................................................. 33 5.7 Provozní násobky od poryvu........................................................................ 33
6. Výpo et zatížení k ídla.....................................................................35
6.1 Definice p ípad zatížení............................................................................... 35 6.2 Výpo ty pro vzdušné zatížení k ídel ............................................................ 36
7. Konstrukce k ídla .............................................................................53
7.1 Základní popis konstrukce ........................................................................... 54 7.2 Jednotlivé ásti konstrukce.......................................................................... 55
8. Souhrn použitých materiál a jejich charakteristiky.....................61 9. Pevnostní výpo et konstrukce .......................................................61
9.1 Postup výpo tu pomocí programu Patran a Nastran ................................. 61 9.2 Grafické výstupy z programu Patran ........................................................... 63 9.3 Vzorce použité pro analýzu výsledk .......................................................... 65 9.4 Výsledky výpo t nosníkových prvk konstrukce..................................... 66 9.5 Výsledky výpo t výztužných lan ................................................................ 70 9.6 Ur ení sou initel pro výpo et oka ............................................................. 76 9.7 Pevnostní výpo et oka s ohledem na deformaci oka................................. 82
10. Záv r................................................................................................95 11. Použitá literatura ............................................................................96 13. Seznam použitých symbol ..........................................................98 14. Seznam p íloh.................................................................................99 Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 3-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
1. Úvod 1.1 Replika letounu Avia B-534 Cílem této diplomové práce je konstruk ní návrh repliky prvorepublikového stíhacího letounu Avia B-534 v ultralehké verzi, tedy podle p edpisu UL 2. P vodní letoun byl jednomístný, jednomotorový dvouplošník s pevným zá ovým podvozkem. Navrhovaný letoun bude jeho 70% zmenšeninou. 1.2 P edloha repliky Avia B-534 Letoun Avia B-534 je jednomístný, jednomotorový dvouplošník. Konstrukce trupu, k ídel i ocasních ploch byla kovová, potažená áste n duralem a áste n plátnem. Letoun byl pohán n dvanáctiválcovým motorem Avia, nebo motorem Hispano-Suiza 12Y, letoun byl vybaven dvoulistou, nestavitelnou, kovovou, nebo d ev nou vrtulí. Podvozek Avie byl pevný se zá ovým kolem. 1.3 Charakteristiky letounu Rozp tí: 9,40 m Délka: 8,20 m Výška: 3,15 m Nosná plocha: 23,56 m2 Maximální vzletová hmotnost: 2120 kg Maximální rychlost: 406 km/h Dolet: 600 km Dostup: 10600 m Stoupavost: 15 m/s
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 4-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 1.4 Nákres letounu
Obr. 1 Nákres skute ného letounu Avia B-534 Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 5-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
2. Návrh základních geometrických charakteristik ástí letounu U k ídla je nutné pro další výpo et ur it p dorysný tvar, aerodynamické a geometrické kroucení, vzep tí, úhel šípu, úhel nastavení a profil ve všech ezech k ídla. U ocasních ploch je to obdobné. Dále se do t chto geometrických charakteristik zahrnou základní rozm ry dalších ásti letounu, pro usnadn ní následujících výpo t . 2.1 Návrh základních geometrických charakteristik horního k ídla a spodního k ídla 1. Profil k ídel Jako profil horního i spodního k ídla je zvolen NACA 4412, ob k ídla jsou stejn hluboká a mají obdélníkový tvar, profily budou tedy ve všech ezech k ídla stejné. 2. Nákres k ídel a ur ení jejich rozp tí, hloubky a plochy Nákres horního k ídla
Obr. 2 Nákres horního k ídla
Obr. 3 Nákres spodního k ídla Hloubka horního i spodního k ídla c = 1000 mm = 1 m Rozp tí horního k ídla: l1 = 6750 mm = 6,75 m Rozp tí spodního k ídla: l2 = 5870 mm = 5,87 m Plocha horního k ídla: SH = 6,535 m2 Plocha spodního k ídla:SS = 5,655 m2 Celková nosná plocha dvouplošníku: S= SH+SS = 6,535+5,655 = 12,19 m2 Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 6-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 3. Ur ení štíhlosti k ídel l12 6,75 2 Horní k ídlo: λ H = = =7 S H 6,535
(1)
l 22 5,87 2 Spodní k ídlo: λ S = = =6 S S 5,655
(1)
3. Vzep tí Vzep tí horního k ídla je nulové, vzep tí spodního k ídla je 1,5°. 4. Aerodynamické a geometrické kroucení k ídla Díky obdélníkovému tvaru k ídla není nutné provád t ani aerodynamické, ani geometrické kroucení. 5. Úhel šípu a úhel nastavení Letoun má horní i spodní k ídlo p ímé, proto bude úhel šípu nulový, podobn tomu bude s úhlem nastavení obou k ídel, který bude také nulový. 6. Geometrické charakteristiky vzájemné polohy horního a spodního k ídla Stupn ní: s = 450 mm = 0,45 m Sv tlost: H = 1100 mm = 1,1 m Úhel k ížení: δ = 0°
Obr.4 Nákres vzájemné polohy k ídel
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 7-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 2.2 Návrh základních geometrických charakteristik ocasních ploch 2.2.1 Vodorovné ocasní plochy Plocha VOP: SVOP = 1,621 m2
Obr. 5 Nákres vodorovných ocasních ploch 2.2.2 Svislé ocasní plochy Plocha SOP: SSOP = 0,889 m2
Obr. 6 Nákres svislých ocasních ploch
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 8-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
3. Základní aerodynamický výpo et letounu 3.1 Aerodynamické charakteristiky profilu Profil horního i spodního k ídla je stejný NACA 4412, také jejich hloubka je shodná. Reynoldsovo a Machovo íslo bude pro profil horního i spodního profilu stejné. 3.1.1 Tvar profilu NACA 4412
Obr. 7 Nákres profilu NACA 4412 3.1.2 Výpo et Reynoldsova
ísla:
Pro výpo et Reynoldsova ísla bude zvolena pádová rychlost v S 0 = 65 km.h-1 = 18,056 m.s-1, hloubka profilu c = 1 m a kinematická viskozita pro 0m MSA je ν = 0,00001455 m2.s-1. Maximální rychlost bude zvolena 200 km.h-1 = 55,556 m.s-1.
Re min . = Re max . =
Brn
v S 0 .c
ν
v.c
ν
=
=
18,056.1 = 1240962 0,00001455
(2)
55,556.1 = 3818282 0,00001455
(2)
19.05.2010
Martin Kozelský - 9-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 3.1.3 Výpo et Machova ísla: Rychlost zvuku pro 0m MSA je a = 340,294 m.s-1 M =
v 18,056 = = 0,053 a 340,294
(3)
M =
v 55,556 = = 0,163 a 340,294
(3)
3.1.4 Ur ení poláry profilu Výsledná polára profilu byla stanovena proložením dvou polár pro maximální a minimální Reynoldsové íslo, a to v míst mezi t etinou od po átku poláry pro maximální Reynoldsové íslo a t etinou od konce poláry pro minimální Reynoldsové íslo. Tab. 1 Tabulka hodnot aerodynamických sou initel αP [°] -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Brn
Profilová polára pro Remin. cLP cDP [-] [-] -0,6401 0,0129 -0,5340 0,0116 -0,4259 0,0106 -0,3158 0,0098 -0,2044 0,0091 -0,0928 0,0087 0,0192 0,0083 0,1315 0,0081 0,2438 0,0080 0,3563 0,0079 0,4689 0,0078 0,5811 0,0078 0,6928 0,0077 0,7770 0,0080 0,8854 0,0085 0,9938 0,0093 1,1071 0,0099 1,1962 0,0116 1,2828 0,0135 1,3652 0,0151 1,4353 0,0169 1,4998 0,0191 1,5569 0,0220 1,6051 0,0257 1,6423 0,0309 1,6696 0,0376 1,6821 0,0466 1,6859 0,0577 1,6749 0,0713
Profilová polára pro Remax. cLP cDP [-] [-] -0,6762 0,0103 -0,5620 0,0094 -0,4472 0,0087 -0,3314 0,0081 -0,2154 0,0077 -0,0994 0,0073 0,0169 0,0071 0,1276 0,0070 0,2501 0,0068 0,3667 0,0067 0,4834 0,0066 0,5995 0,0066 0,7144 0,0067 0,8271 0,0070 0,9186 0,0075 1,0316 0,0082 1,1446 0,0091 1,2348 0,0103 1,3334 0,0114 1,4281 0,0126 1,5135 0,0139 1,5865 0,0155 1,6528 0,0177 1,7109 0,0205 1,7600 0,0244 1,7980 0,0296 1,8242 0,0365 1,8351 0,0459 1,8329 0,0577
19.05.2010
Výsledná profilová polára cLP cDP [-] [-] -0,6762 0,0103 -0,5620 0,0094 -0,4472 0,0087 -0,3314 0,0081 -0,2154 0,0077 -0,0994 0,0073 0,0169 0,0071 0,1276 0,0070 0,2501 0,0068 0,3615 0,0070 0,4762 0,0071 0,5903 0,0072 0,7036 0,0073 0,8021 0,0075 0,9020 0,0079 1,0127 0,0086 1,1259 0,0096 1,2155 0,0106 1,3081 0,0122 1,3766 0,0140 1,4353 0,0160 1,4998 0,0191 1,5569 0,0220 1,6051 0,0257 1,6423 0,0309 1,6696 0,0376 1,6821 0,0466 1,6859 0,0577 1,6749 0,0713
Martin Kozelský - 10 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ αP – Úhel náb hu profilu cLP – Sou initel vztlaku profilu cDP – Sou initel odporu profilu Graf . 1 Ur ení výsledné poláry a vztlakové áry profilu 2,0
1,5
cl[-]
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0 0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
cd[-] Remin
Remax.
Výsledná polára
Graf . 2 Ur ení vztlakové áry profilu 2,0
1,5
cl[-]
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0 -15
-10
-5
0
5
10
15
20
alfa[°] Remin
Brn
Remax
Výsledná vztlaková ára
19.05.2010
Martin Kozelský - 11 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Graf . 3 Výsledná polára profilu 2,0
1,5
cl[-]
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0 0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
cd[-]
Graf .4 Výsledná vztlaková ára 2,0
1,5
cl[-]
1,0
0,5
0,0
-0,5
-1,0 -15
-10
-5
0
5
10
15
20
alfa[°]
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 12 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Graf . 5 Výsledná odporová ára 0,08 0,07 0,06
cd[-]
0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 -15
-10
-5
0
5
10
15
20
alfa[°]
3.2 Aerodynamické charakteristiky k ídel Aerodynamické charakteristiky k ídel ovliv ují jejich zakon ení, tedy indukovaný odpor. U dvouplošník nastává p i výpo tu indukovaného odporu problém s interakcí k ídel. Je to zp sobeno tím, že tlak na spodní stran horního k ídla zasahuje do oblasti tlaku na horní stran spodního k ídla. Popis této aerodynamické interakce dvouplošník je uveden v Munkov teorii v NACA Report No. 151, nebo lit.[1]. Obr. 8 Nákres rozložení tlak dvouplošníku 3.2.1 Výpo et sou initele indukovaného odporu c
i
D
=
c L2 S
π (k .l )
(4)
2
1
Ve výše uvedeném vzorci je použit sou initel vztlaku cL, hodnota nosné plochy S, rozp tí v tšího k ídla l1 a Munk v sou initel rozp tí k. Munk v sou initel rozp tí závisí na hodnot µ , což je pom r rozp tí menšího k ídla k rozp tí v tšího k ídla a Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 13 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ závisí také na pom ru sv tlosti k ídel k rozp tí v tšího k ídla. Podle t chto dvou hodnot se potom sou initel k ur í z grafu . 6. Výsledné hodnoty sou initele indukovaného odporu jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 3.2.2 Pom r rozp tí menšího k ídla k rozp tí v tšího k ídla
µ=
l 2 5,870 = = 0,9 l1 6,750
(5)
3.2.3 Pom r sv tlosti k ídel k rozp tí v tšího k ídla
H 1,1 = = 0,16 l1 6,750
(6)
3.2.4Ur ení Munkova sou initele rozp tí k Sou initel k se ur í pomocí dvou výše uvedených hodnot z grafu . 6. Graf . 6 Munk v sou initel rozp tí pro dvouplošníky s k ídly o stejné hloubce pro hodnotu µ = 0,9 1,14
1,12
1,1
k
1,08
1,06
1,04
1,02
1
0,98 0,04
0,08
0,12
0,16
0,2
0,24
H/l1
Pro pom r H/l1=0,16 vychází, po ode tení z grafu, hodnota Munkova sou initele k=1,087. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 14 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 3.2.5 Interak ní sou initel pro úhel náb hu dvouplošníku
H 1,1 = = 1,1 c 1
(7)
Pom ru sv tlosti k hloubce profilu rovnému 1,1 odpovídá interak ní sou initel úhlu náb hu dvouplošníku I = 0,055. 3.2.6 Indukovaný úhel náb hu
αi =
57,3.c L
π
.
53,7.c L S + I. 2 π (k .l1 )
(8)
Výsledné hodnoty indukovaného úhlu náb hu jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 3.2.7 Celkový úhel náb hu
α = α P + αi
(9)
V tomto vzorci je α ∞ úhel náb hu profilu a α i výše zmín ný indukovaný úhel náb hu. Výsledné hodnoty indukovaného úhlu náb hu jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4. 3.2.8 Sou initel odporu k ídla Sou initel odporu k ídla je dán sou tem sou initele odporu profilu a sou initele indukovaného odporu. c DK = c DP + c Di
(10)
Výsledné hodnoty sou initele odporu k ídla jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 3.2.9 Ur ení maximálního sou initele vztlaku k ídla U k ídla dojde vlivem jeho kone nosti také ke snížení vztlaku, hodnotu tohoto omezení sou initele vztlaku jsem ur il pomocí programu Glauert III, ve kterém jsem zadal jednoduché k ídlo, které má stejný profil, stejnou plochu a stejnou štíhlost jako ob k ídla dvouplošníku. Vypo tený sou initel vztlaku k ídla vyšel 1,57, ale jak je známo, sou initel vztlaku dvouplošníku o stejné štíhlosti a stejné ploše je menší než u jednoduchého k ídla, proto byl snížen na hodnotu 1,5. 3.3 Aerodynamické charakteristiky celého letounu K vytvo ení poláry letounu musíme p i íst k odporu k ídla také škodlivé odpory od dalších ástí letounu, od trupu, ocasních ploch, podvozku, N vzp r, výztužných lan a p ípadn i dalších ástí letounu vyvozující škodlivý odpor. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 15 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 3.3.1 Výpo et škodlivého odporu obecn c Xi
c 'Xi .S Xi = S
(11)
V tomto vzorci je c X' i sou initel škodlivého odporu jednotlivých ástí, Sxi je plocha pr ezu jednotlivých ástí, p evážn se jedná o elní pr ezy, pouze u ocasních ploch je tato plocha pr ezu p dorysem ocasních ploch a nakonec S je nosná plocha letounu, v tomto p ípad sou et plochy spodního a horního k ídla. 3.3.2 Škodlivý odpor trupu Reynoldsovo íslo trupu
Re TR =
v.lTR
ν
=
55,556 .5,18 = 19778669 0,00001455
(12)
Rychlost v = 200 km.h-1 = 55,556 m.s-1, hloubka trupu je lTR=5,18m a kinematická viskozita pro 0m MSA je ν = 0,00001455 m2.s-1. Štíhlost trupu
λTR =
lTR S TR max .
=
5,18 0,531
= 7,1
(13)
elní pr ez trupu je STRmax. =0,531 m2 Sou initel škodlivého odporu trupu
c X' TR = 0,1 Minimální hodnota sou initele odporu trupu c XTR min . =
c 'XTR .S XTR 0,1.0,531 = = 0,00436 S 12,19
(14)
Kone ný sou initel odporu trupu Sou initel odporu trupu je závislý na úhlu náb hu trupu a konstant K, která je podle lit.[1] rovna pro eliptické pr ezy 0,0015. Úhel náb hu trupu je takový úhel, který svírá osa trupu s osou letounu p i nulovém odporu. Úhel náb hu trupu je tedy roven rozdílu úhlu náb hu letounu a úhlu náb hu p i nejmenším odporu. c XTR = c XTR min . .(1 + K .α T ) = 0,00436(1 + 0,0015.α T ) 2
Brn
2
19.05.2010
(15) Martin Kozelský
- 16 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
α T = α − α CD min . = α − 8,15
(16)
Výsledné hodnoty sou initele škodlivého odporu trupu a úhlu náb hu trupu jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 3.3.3 Sou initel škodlivého odporu elního chladi e Aby byla dodržena tvarová podobnost se skute ným letounem, bude na spodní ásti trupu p ipevn na tvarová napodobenina chladi e, což znamená zvýšení škodlivého odporu, proto je v tomto rozboru zahrnut i tento vzorec: Sou initel škodlivého odporu chladi e c X' CH = 1,1 elní plocha chladi e: SXCH = 0,0802 ' c XCH .S XCH 1,1.0,0802 = = 0,00724 S 12,19
c XCH =
(17)
3.3.4 Škodlivý odpor ocasních ploch volím hodnotu Sou initel škodlivého odporu ocasních ploch c X' OP = 0,012 až 0,018 0,016 P dorysná plocha ocasních ploch: SXOP = SVOP + SSOP = 1,621+0,0252 = 1,6462 m2 c XOP =
c 'XOP .S XOP 0,016.1,6462 = = 0,00216 S 12,19
(18)
3.3.5 Škodlivý odpor podvozku Sou initel škodlivého odporu kola: c X' KOL = 0,18 elní plocha kola: SXKOL = 0,038 m2 Jelikož máme dv kola hlavního podvozku, musíme po ítat s dvojnásobným sou initelem škodlivého odporu c XKOL =
' 2.(c XKOL .S XKOL ) 2(0,18.0,038) = = 0,00112 S 12,19
(19)
Sou initel škodlivého odporu ostruhy: c X' OST = 0,2 elní plocha ostruhy: SXOST = 0,012 m2 c XOST
Brn
' c XOST .S XOST 0,2.0,012 = = = 0,000197 S 12,19
(20)
19.05.2010
Martin Kozelský - 17 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 3.3.6 Škodlivý odpor N vzp r Štíhlost
λV =
lv 0,020 = = 1,25 d v 0,016
(21)
V tomto vzorci je lv výška pr ezu vzp ry a dv je ší ka pr ezu vzp ry. Reynoldsovo íslo vzp ry Re V =
v .d V
ν
=
55,556 .0,016 = 61093 0,00001455
(22)
Rychlost v = 200 km.h-1 = 55,556 m.s-1, ší ka pr ezu vzp ry je dV=0,016 a kinematická viskozita pro 0m MSA je ν = 0,00001455 m2.s-1 Pro Reynoldsovo íslo Re = 61093 je sou initel škodlivého odporu N vzp r roven c 'X V = 0,12 , aby byl do výpo tu zahrnut také vliv odporu p ipevn ní vzp ry na obou koncích, p ipo ítává se k délce vzp ry 2,3 m, potom je elní plocha vzp ry mezi k ídly rovna SXVKK = 0,0544 m2 a elní plocha vzp ry mezi trupem a k ídlem je rovna SXVTK = 0,0456 m2 c XVKK =
c XVTK
' 2.(c XV .S XV ) 2(0,12.0,0544) = = 0,00107 S 12,19
2.(c 'X V .S XVTK ) 2.(0,12.0,0456) = = = 0,000898 S 12,19
(23)
(24)
3.3.7 Škodlivý odpor výztužných lan Plocha výztužných lan je po ítána pro sou et všech délek lan, což je 9500 mm a pro pr m r lan 5 mm. Reynoldsovo íslo Re DR =
v .d DR
ν
=
55,556 .0,005 = 19091 0,00001455
(25)
Rychlost v = 200 km.h-1 = 55,556 m.s-1, pr m r lana dDR=0,005 m a kinematická viskozita pro 0m MSA je ν = 0,00001455 m2.s-1 Sou initel škodlivého odporu výztužného lana pro Re = 19091 je c X' DR = 1 a elní plocha lana je SDR = 0,01425.
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 18 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ c XDR =
' .(c XDR .S XDR ) (1.0,01425) = = 0,00117 S 12,19
(26)
3.3.8 Celkový škodlivý odpor Celkový škodlivý odpor dostaneme sou tem škodlivých odpor jednotlivých ástí, k nim se potom musí ješt p ipo ítat 10% jako oprava, která je zp sobena vzájemnou interakcí ástí letounu. c DŠ = c XTR + c XCH + c XOP + c XKOL + c XOST + c XVKK + c XVTK + c XDR
(27)
Odpor trupu, jak už bylo zmín no výše, je závislý na úhlu αT, a proto je vzorec pro výpo et celkového škodlivého odporu upraven do následujícího tvaru: c DŠ = c XTR min . (1 + 0,0015.α T ) + c XCH + c XOP + c XKOL + c XOST + c XVKK + c XVTK + c XDR '
2
c DŠ = 0,00436(1 + 0,0015.α T ) + 0,00724 + 0,00216 + 0,00112 + 0,000197 + 0,00107 + '
2
0,000898 + 0,00117 c DŠ = 0,00436(1 + 0,0015.α T2 ) + 0,01386 '
(28)
Výsledné hodnoty sou initele celkového škodlivého odporu jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 Pro zahrnutí vzájemné interakce ástí letounu se vzorec dále upraví na tvar: '
c DŠ = c DŠ + 0,1.c DŠ
'
(29)
Výsledné hodnoty sou initele celkového škodlivého odporu se zahrnutím interakce jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 3.3.9 Sou initel odporu letounu Sou initel odporu letounu se vypo ítá sou tem sou initele odporu k ídla a sou initele celkového škodlivého odporu. c DLET = c DK + c DŠ
(30)
Výsledné hodnoty sou initele odporu letounu jsou zapsány v Tab. 2 v kapitole 3.4 3.3.10 Ur ení maximálního sou initele vztlaku letounu P ipo tením ostatních ástí letounu ke k ídlu, nenaroste jen odpor, ale také se ješt více sníží maximální sou initel vztlaku. Podle lit.[2] lze po ítat s tím, že se sou initel vztlaku sníží o 5%.
c LLET =
c LK 1,5 = = 1,4286 1,05 1,05
Brn
19.05.2010
(31) Martin Kozelský - 19 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Maximální sou initel letounu tedy bude 1,4286. 3.4 Polára letounu Tab. 2 Tabulka hodnot sou initel k ídel a celého letounu K ídla
vztlaku, sou initel
odporu a úhl
náb hu
Letoun
cLK [-]
cDi [-]
αi [°]
α [°]
cDK [-]
cLLET [-]
αT [°]
cDŠ [-]
cDLET [-]
-0,6762 -0,5620 -0,4472 -0,3314 -0,2154 -0,0994 0,0169 0,1276 0,2501 0,3615 0,4762 0,5903 0,7036 0,8021 0,9020 1,0127 1,1259 1,2155 1,3081 1,3766 1,4353 1,5000
0,03297 0,02278 0,01442 0,00792 0,00335 0,00071 0,00002 0,00117 0,00451 0,00942 0,01635 0,02513 0,03570 0,04639 0,05867 0,07396 0,09140 0,10654 0,12339 0,13665 0,14856 0,16221
-3,4 -2,9 -2,3 -1,7 -1,1 -0,5 0,1 0,6 1,3 1,8 2,4 3,0 3,6 4,1 4,6 5,1 5,7 6,2 6,6 7,0 7,3 7,6
-13,4 -11,9 -10,3 -8,7 -7,1 -5,5 -3,9 -2,4 -0,7 0,8 2,4 4,0 5,6 7,1 8,6 10,1 11,7 13,2 14,6 16,0 17,3 18,6
0,0433 0,0322 0,0231 0,0160 0,0110 0,0081 0,0071 0,0082 0,0113 0,0164 0,0234 0,0323 0,0430 0,0539 0,0666 0,0826 0,1010 0,1171 0,1356 0,1507 0,1646 0,1813
-0,6762 -0,5620 -0,4472 -0,3314 -0,2154 -0,0994 0,0169 0,1276 0,2501 0,3615 0,4762 0,5903 0,7036 0,8021 0,9020 1,0127 1,1259 1,2155 1,3081 1,3766 1,4286
-18,4 -16,9 -15,3 -13,7 -12,1 -10,5 -8,9 -7,4 -5,7 -4,2 -2,6 -1,0 0,6 2,1 3,6 5,1 6,7 8,2 9,6 11,0 12,3
0,02248 0,02208 0,02171 0,02138 0,02109 0,02083 0,02061 0,02043 0,02027 0,02016 0,02008 0,02004 0,02004 0,02007 0,02013 0,02023 0,02036 0,02052 0,02070 0,02090 0,02112
0,0657 0,0542 0,0448 0,0374 0,0321 0,0289 0,0277 0,0286 0,0316 0,0366 0,0435 0,0524 0,0630 0,0740 0,0867 0,1028 0,1214 0,1377 0,1563 0,1716 0,1857
αP – úhel náb hu cLP – sou initel vztlaku profilu cDP – sou initel odporu profilu cmP – sou initel klopivého momentu profilu cDi – sou initel indukovaného odporu αi – indukovaný úhel náb hu α − celkový úhel náb hu αT – úhel, který svírá osa trupu s polohou osy p i minimálním odporu cDK – sou initel odporu k ídla cDŠ – sou initel škodlivého odporu CDŠ+i - sou initel škodlivého odporu s vlivem interakce jednotlivých astí cDLET – sou initel odporu letounu
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 20 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Graf . 7 Porovnání polár profilu, k ídel a letounu 2,00 1,50
cl[-]
1,00 0,50 0,00 -0,50 -1,00 0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,18
0,20
cd[-] Polára profilu
Polára k ídla
Polára letounu
Graf . 8 Polára letounu 2,00 1,50
cl[-]
1,00 0,50 0,00 -0,50 -1,00 0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
cd[-]
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 21 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Graf . 9 Vztlaková ára letounu 2,0 1,5
cl[-]
1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -15
-10
-5
0
5
10
15
20
alfa[°]
3.5 Rozložení vztlaku na horní a spodní k ídlo dvouplošníku P erozd lení vztlaku na ob k ídla je velmi d ležité pro ur ení zatížení jednotlivých k ídel, a tedy pro jejich pevnostní výpo et. Použijeme p itom vzorce z lit.[1]. 3.5.1 Vzorec pro výpo et sou initele vztlaku horního k ídla c LH = c L + ∆c LH
(32)
∆c LH = K 1 + K 2 .c L
(33)
Konstanty K1a K2 závisí na základních charakteristikách dvouplošného uspo ádání k ídel: sv tlosti, st ední hloubce k ídel, pom ru hloubek obou k ídel, na jejich tlouš ce, p esazení, k ížení a na rozdílu rozp tí obou k ídel. 3.5.2 Konstanta K1
c2 1 = ((−0,0197) + 0,0162 + 0 + (−0,02)) = −0,0235 (34) c1 1 Kde c1 je hloubka horního k ídla a c2 je hloubka spodního k ídla, dále konstanty: K 1 = ( K 10 + K 11 + K 12 + K 13 )
K10 – je konstanta, která závisí na pom ru tlouš ky k ídel a sv tlosti dvouplošníku. t 0,12 = = 0,109 H 1,1
(35)
V tomto vzorci je t tlouš ka k ídla, a tedy i profilu, což je podle ozna ení profilu 12% z hloubky profilu, tato hloubka je c = 1m, potom je tlouš ka profilu rovna 0,12 m. Sv tlost dvouplošníku je H = 1,1 m. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 22 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pro pom r t/H = 0,109 je K10 = -0,0197 K11 – je konstanta, která závisí na relativním p esunu, na pom ru tlouš ky k ídel a sv tlosti dvouplošníku. Pro t/H = 0,109 je
K 11 = 0,036 ( s / c)
K 11 = 0,036.( s / c) = 0,036.(0,45 / 1) = 0,0162
(36)
K12 – je konstanta, která závisí na k ížení k ídel a na pom ru sv tlosti dvouplošníku a hloubce spodního k ídla.
H 1,1 = = 1,1 c 1
(37)
V tomto vzorci je c =1m hloubka spodního k ídla a H = 1,1m je sv tlost dvouplošníku. Pro pom r H/c = 1,1 je
K 12
δ
= 0,062
K 12 = 0,062.δ = 0,062.0 = 0
(38)
K13 – je konstanta, která závisí na rozdílu rozp tí horního a spodního k ídla a také na hodnot sou tu p edešlých t í hodnot. l1 − l 2 6,75 − 5,87 = = 0,13 l1 6,75
(39)
K 10 + K 11 + K 12 = -0,0197 + 0,0162 + 0 = −0,0035
(40)
Pro pom r
l1 − l 2 = 0,13 a sou et koeficient -0,0035 je K4 = - 0,02 l1
3.5.3 Konstanta K2 c2 1 = [(0,78.0,1265) + 0 + 0,053]. = 0,1517 (41) c1 1 Kde c1 je hloubka horního k ídla a c2 je hloubka spodního k ídla, dále konstanty: K 2 = [(C 2 .K 20 ) + K 21 + K 22 ].
C2 – opravný sou initel, závislý na pom ru sv tlosti a hloubky spodního k ídla a na štíhlosti obou k ídel dvouplošníku. Pro pom r H/c = 1,1 a pro štíhlost k ídel Λ = 7 je C2 = 0,78 K20 – je konstanta, která závisí na pom ru p esazení k ídel a na st ední hloubce spodního k ídla, tato konstanta je vyjád ena vzorcem:
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 23 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ K 20 = 0,05 + 0,17.
s c
= 0,05 + 0,17.
0,45 1
= 0,1265
(42)
K21 – je konstanta, která závisí na k ížení k ídel a je vyjád ena vzorcem: K 21 = −0,0186.δ = −0,0186.0 = 0
(43)
K22 – je konstanta, která závisí na rozdílu rozp tí horního a spodního k ídla a na sou tu výše uvedených hodnot. K 20 .C 2 + K 21 = 0,1265.0,78 + 0 = 0,9065
(44)
l1 − l 2 = 0,13 a sou et koeficient 0,9065 je K22 = 0,053 l1 3.5.4 Sou initel vztlaku horního k ídla
Pro pom r
∆c LH = K 1 + K 2 .c L = −0,0235 + 0,1517.c L
(45)
c LH = c L + ∆c LH = c L + (−0,0235 + 0,1517.c L )
(46)
Výsledné hodnoty sou initel vztlaku horního k ídla jsou zapsány v tab. 3 v kapitole 3.5.6. 3.5.5 Sou initel vztlaku spodního k ídla ∆c LS = −∆c LH .
SH S = (0,0235 − 0,1517.c L ) H SS SS
c LS = c L + ∆c LS = c L + (0,0235 − 0,1517.c L ) = c L + [(0,0235 − 0,1517.c L ).1,166]
(47) SH 6,19 = c L + (0,0235 − 0,1517.c L ). = SS 5,31
(48)
Výsledné hodnoty sou initel vztlaku spodního k ídla jsou zapsány v tab. 3 v kapitole 3.5.6.
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 24 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 3.5.6 Výsledné hodnoty sou initel vztlaku horního a spodního k ídla Tab. 3 Tabulka hodnot vztlak horního a spodního k ídla α [°]
cL LET [-]
cLH [-]
cLS [-]
-13,4 -11,9 -10,3 -8,7 -7,1 -5,5 -3,9 -2,4 -0,7 0,8 2,4 4,0 5,6 7,1 8,6 10,1 11,7 13,2 14,6 16,0 17,3
-0,6762 -0,5620 -0,4472 -0,3314 -0,2154 -0,0994 0,0169 0,1276 0,2501 0,3615 0,4762 0,5903 0,7036 0,8021 0,9020 1,0127 1,1259 1,2155 1,3081 1,3766 1,4286
-0,8023 -0,6708 -0,5385 -0,4052 -0,2716 -0,1380 -0,0040 0,1235 0,2645 0,3928 0,5249 0,6563 0,7868 0,9002 1,0153 1,1428 1,2731 1,3764 1,4830 1,5619 1,6218
-0,5292 -0,4352 -0,3407 -0,2454 -0,1499 -0,0544 0,0413 0,1324 0,2333 0,3250 0,4193 0,5133 0,6065 0,6876 0,7699 0,8610 0,9541 1,0279 1,1041 1,1605 1,2033
Graf . 10 Porovnání vztlakových ar horního k ídla, spodního k ídla a obou k ídel letounu 2,0 1,5
cl[-]
1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -15
-10
-5
0
5
10
15
20
alfa[°]
Brn
Vztlaková ára letounu
19.05.2010
Vztlaková ára horního k ídla
- 25 -
Vztlaková ára spodního k ídla
Martin Kozelský
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
4. Výkony letounu 4.1 Výpo et pot ebných tah a výkon
L
T
D G
Obr. 9 Nákres sil p sobících na letoun 4.1.1 Výpo ty sou initel vztlak Pro zvolený rozsah rychlostí je nutné spo ítat sou initelé vztlaku. Vzorec pro výpo et t chto hodnot získáme z rovnice rovnováhy mezi vztlakem a tíhou letounu. L=G 1 c L . ρ .v 2 .S = m.g 2 2.m.g cL = ρ .S .v 2
(49)
4.1.2 Ur ení sou initel odpor Sou initelé odpor se ur í z poláry letounu. V programu Excell jsem ur il rovnici náhrady poláry polynomem druhého stupn , z této poláry jsem poté ur il sou initelé odporu pro dané sou initelé vztlaku. c D = 0,0792.c L2 − 0,0044.c L + 0,0272
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 26 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Graf . 11 Polára letounu a rovnice náhrady polynomem druhého stupn 0,20 0,18 0,16 0,14 cd[-]
0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 -1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
cl[-]
y = 0,079x2 - 0,004x + 0,027
4.1.3 Výpo et pot ebného tahu
Pro výpo et pot ebného tahu využijeme rovnici rovnováhy mezi tahem a odporem. Pot ebný tah je vypo ítán pomocí výše uvedeného sou initele odporu. TP = D
(50)
1 TP = c D . .ρv 2 .S 2
4.1.4 Výpo et pot ebného výkonu Pot ebný výkon je vypo ítán jako sou in tahu a rychlosti. PP = TP .v
(51)
Tab. 4 Vypo tené hodnoty sou initel vztlak a odpor , pot ebného tahu a pot ebného výkonu. v [km.h-1] 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
Brn
v [m.s-1] 16,7 22,2 27,8 33,3 38,9 44,4 50,0 55,6 61,1 66,7
cL [-] 2,1285 1,1973 0,7663 0,5321 0,3909 0,2993 0,2365 0,1916 0,1583 0,1330
cD [-] 0,3767 0,1355 0,0703 0,0473 0,0376 0,0330 0,0306 0,0293 0,0285 0,0280
Pp [W] 13020 11099 11255 13076 16504 21617 28549 37464 48545 61979
19.05.2010
Tp [N] 781 499 405 392 424 486 571 674 794 930
Martin Kozelský - 27 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ V – rychlost letu cL – sou initel vztlaku letounu cD – sou initel odporu letounu Pp – pot ebný výkon Tp – pot ebný tah 4.2 Výpo et využitelných tah a výkon Výpo et využitelných tah a výkon závisí na charakteristikách použitého motoru a na charakteristikách použité vrtule. 4.2.1 Popis vrtule Použil jsem vrtuli firmy Woodcomp SR 32. Jedná se o pevnou, d ev nou, dvoulistou vrtuli o pr m ru 1800 mm, která je ur ena p ímo pro Mikron IIIA.
Obr. 10 Vrtule Woodcomp 4.2.2 Popis motoru Pro pohon dvouplošníku byl vybrán motor Mikron III A. Jedná se o ty dobý, zážehový ty válec, chlazení je provád no vzduchem, typ rozvod je OHV, motor je pln n spádovým karburátorem, do kterého stálý p ívod paliva zajiš uje membránové erpadlo. Základní technické údaje: Hmotnost: 70 kg Po et válc : 4 Smysl otá ení: vlevo Vrtání válce: 90 mm Zdvih pístu: 90 mm Zdvihový objem jednoho válce: 0,611 l Celkový zdvihový objem válc : 2,44 l Kompresní pom r: 6:1 Délka motoru: 758 mm Ší ka motoru: 357 mm Výška motoru: 530 mm Maximální trvalý výkon: 48kW/2600 min-1 Maximální cestovní výkon: 35kW/2350 min-1 Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 28 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
Obr. 11 Bo ní výkres Mikronu IIIA
Obr. 12 Fotografie Mikronu IIIA
4.2.3 Výpo et využitelného výkonu D ležitou hodnotou pro ur ení využitelného výkonu jsou charakteristiky vrtule, hlavn ú innost vrtule. Problémem je, že v tšina výrobc tyto charakteristiky vrtule neuvádí, proto byla použita pro výpo et charakteristik vrtule lit.[4], ze které byla vzata univerzální k ivka ú innosti. Pomocí této k ivky se dají charakteristiky vrtule ur it. Základem výpo tu je ur ení rychlosti p i maximálním trvalém výkonu motoru sníženým o ú innost vrtule, tento výkon udává výrobce. Maximální trvalý výkon a rychlost ur uje pr se ík k ivek pot ebných a využitelných výkon . Pro výpo et využitelného výkonu byla použita maximální ú innost vrtule 78%. Tuto hodnotu je nutné snížit koeficientem vlivu zástavby, vzorec pro jeho výpo et je uveden níže. Koeficient vyšel 0,99, ú innost se tedy sníží o 1%. PV = PM .ηVRT = 48000.0,77 = 36960W pro tento výkon jsem ode etl z grafu -1 pot ebných výkon rychlost v=198 km.h = 55 m.s-1. Pro tuto rychlost a otá ky p i maximálním trvalém výkonu jsem ur il maximální postupový pom r JM. Protože mezi vrtulí a motorem není žádný reduktor, jsou otá ky vrtule stejné jako otá ky motoru. nVRT = n MOT
JM =
(52)
v 55 = = 0,71 nVRT .DVRT 43,333.1,8
(53)
4.2.4 Postupový pom r Výše uvedeným výpo tem jsem spo ítal jeden bod k ivky využitelných výkon , pro zjišt ní dalších bod je nutno spo ítat postupový pom r i pro další rychlosti, zvolil jsem rozsah rychlostí 60 – 210 km.h-1 a krok 20 km.h-1. Dále jsou uvedeny vzorce pro výpo et využitelných výkon pro tyto rychlosti. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 29 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
J=
v nVRT .DVRT
(54)
4.2.5 Normalizovaný postupový pom r
L=
J JM
(55)
4.2.6 Normalizovaná ú innost Pro pevnou nestavitelnou vrtuli platí tyto dva vzorce: Pokud je L<1: E = 1 − (1 − L) 2 .(0,3669.L + 1)
[
Pokud je L>1: E = 1 − (1 − L) 2 . 88,036.( L − 1) 2 + 2,6247.( L − 1) + 1,3669
(56)
]
(57)
4.2.7 Ú innost vrtule
ηVRT = E.ηVRTM
(58)
Tato ú innost se musí ješt snížit o koeficient vlivu zástavby. Tento koeficient je závislý na hodnot Z, která je pom rem pr m ru trupu a pr m ru vrtule. P itom pr m r trupu se ur uje ve vzdálenosti jednoho pr m ru vrtule od roviny vrtule. Pro tento letoun je hodnota pr m ru trupu DTR = 0,86 m. Z=
DTR 0,86 = = 0,478 DVRT 1,8
(59)
Tato hodnota Z je dále dosazena do vzorce pro výpo et koeficientu vlivu zástavby, který je pro pevnou nestavitelnou vrtuli: k ZAST = 1,05263 − 0,00722.Z − 0,16462.Z 2 − 0,18341.Z 3 = = 1,05263 − 0,0072.0,478 − 0,16462.0,478 2 − 0,18341.0,478 3 = 0,992
(60)
4.2.8 Ú innost vrtule s uvažováním zástavby
ηVRTZ = ηVRTM .k ZAST
(61)
4.2.9 Využitelný výkon Pv = PMOT .ηVRTZ
Brn
(62)
19.05.2010
Martin Kozelský - 30 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 4.2.10 Využitelný tah
Tv =
Pv v
(63)
Tab. 5 Vypo tené hodnoty ú inností, využitelných tah a využitelných výkon J v v JM L E ηVRTM ηVRTZ Pv Tv [km.h-1] [m.s-1] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [W] [N] 60 16,7 0,214 0,705 0,303 0,4602 0,359 0,356 17093 1026 80 22,2 0,285 0,705 0,404 0,5922 0,462 0,458 21994 990 100 27,8 0,356 0,705 0,505 0,7096 0,554 0,549 26356 949 120 33,3 0,427 0,705 0,606 0,8103 0,632 0,627 30095 903 140 38,9 0,499 0,705 0,707 0,8919 0,696 0,690 33127 852 160 44,4 0,570 0,705 0,808 0,9522 0,743 0,737 35367 796 180 50,0 0,641 0,705 0,909 0,9890 0,771 0,765 36731 735 200 55,6 0,712 0,705 1,010 0,9999 0,780 0,774 37135 668 210 58,3 0,748 0,705 1,061 0,9932 0,775 0,769 36888 632
Graf . 12 Využitelné a pot ebné tahy 1200 1000
T[N]
800 600 400 200 0 0
50
100
150
200
250
300
v[km/h] Pot ebný tah
Brn
19.05.2010
Využitelný tah
Martin Kozelský - 31 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Graf . 13 Využitelné a pot ebné výkony 70000 60000
P[W]
50000 40000 30000 20000 10000
Vek
vopt
vH
0 0
50
100
150
200
250
v[km/h] Pot ebný výkon
Maximální rychlost v horizontálním letu: Optimální rychlost v horizontálním letu: Ekonomická rychlost v horizontálním letu:
Využitelný výkon
vH = 198 km.h-1 vopt = 115 km.h-1 vek = 88 km.h-1
5. Obratová a poryvová obálka 5.1 Pádová rychlost Pádová rychlost se vypo ítá z podmínky rovnováhy L=G a pomocí maximálního sou initele vztlaku letounu cLmax.= 1,4286. m.g = c L max .
1 2 ρv S 2
vS =
2.m.g 2.450.9,81 = . = 20,344m.s −1 = c L max . ρ .S 1,4286.1,225.12,19
(64)
= 73km.h −1
5.2 Návrhová rychlost obratu v A = v S1 . n1 = 20,344. 4 = 40,688m.s −1 = 146km.h −1
(65)
5.3 Návrhová cestovní rychlost Návrhová cestovní rychlost byla zvolena vC = 165km.h −1
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 32 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 5.3 Maximální návrhová rychlost v D = 1,2.v H = 1,2.55 = 66m.s −1 = 238km.h −1
(66)
5.4 Pádová rychlost v letu na zádech Tato rychlost se vypo ítá pomocí minimálního sou initele vztlaku letounu cLmin.= -0,68 2.m.g = c L min . ρ .S
v SG =
2.450.9,81 . = 29,487 m.s −1 = 106km.h −1 0,68.1,225.12,19
(67)
5.5 Obratová rychlost v letu na zádech vG = v SG . n 4 = 29,487. 2 = 41,669m.s −1 = 150km.h −1
(68)
5.6 Provozní násobky obrat Minimální hodnoty t chto násobk jsou stanoveny p edpisem UL2. Jejich hodnoty jsou uvedeny v tab. 6. Tab. 6 Hodnoty násobk obratové obálky n1 n2 n3 n4
+4,0 +4,0 -1,5 -2,0
5.7 Provozní násobky od poryvu Relativní hmotnostní pom r letounu µ 450 m 2. 12,19 S = µ= = 14,016 ρ 0 .c.a 1,225.1.4,3 2
(69)
Zmír ující sou initel k k=
0,88.µ 0,88.14,016 = = 0,639 5,3 + µ 5,3 + 14,016
(70)
Násobek p i rychlosti vA a kladném poryvu
n A+ = 1 +
Brn
0,5.k .ρ 0 .U .v A .a 0,5.0,639.1,225.15.40,688.4,3 = 1+ = 3,84 m.g 450.9,81 S 12,19
19.05.2010
(71)
Martin Kozelský - 33 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Násobek p i rychlosti vA a záporném poryvu
n A− = 1 −
0,5.k .ρ 0 .U .v A .a 0,5.0,639.1,225.15.40,688.4,3 = 1− = −1,84 m.g 450.9,81 S 12,19
(71)
Násobek p i rychlosti vD a kladném poryvu
n D+ = 1 +
0,5.k .ρ 0 .U .v D .a 0,5.0,639.1,225.7,5.66.4,3 = 1+ = 3,38 m.g 450.9,81 S 12,19
(71)
Násobek p i rychlosti vD a záporném poryvu
n D− = 1 −
0,5.k .ρ 0 .U .v D .a 0,5.0,639.1,225.7,5.66.4,3 = 1− = −1,38 m.g 450.9,81 S 12,19
(71)
5.8 Nesymetrické k idélkové p ípady Musí se uvážit, že na letoun p i rychlosti vA a p i maximální výchylce k idélek p sobí násobek n = 2,66. Musí se uvážit, že na letoun p i rychlosti vD a p i 1/3 maximální výchylky k idélek p sobí násobek n = 2,66. Tab. 7 Souhrn hodnot tvo ících body obálky P ípady Symetrický p ípad pro vS Symetrický p ípad pro vSG Symetrický p ípad v bod A Symetrický p ípad v bod D Symetrický p ípad v bod E Symetrický p ípad v bod G Kladný poryvový p ípad pro vA Záporný poryvový p ípad pro vA Kladný poryvový p ípad pro vD Záporný poryvový p ípad pro vD Nesymetrický k idélkový p ípad pro vA Nesymetrický k idélkový p ípad pro vD
Rychlost [km.h-1] 73 106 146 238 238 150 146 146 238 238 146 238
Násobek [-] 1 1 4 4 -1,5 -2 3,84 -1,84 3,38 -1,38 2,66 2,66
Manévrovací a poryvová obálka je zobrazena v p íloze. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 34 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
6. Výpo et zatížení k ídla 6.1 Definice p ípad zatížení P ípady zatížení, které je t eba ešit, jsou dány obálkou zatížení, rozhodující zatížení budou symetrické p ípady v bodech obálky A, D, E, G a nesymetrické k idélkové p ípady v bodech obálky A a D. 6.1.1 Ur ení sou initel vztlaku horního a spodního k ídla pro definované p ípady zatížení Pro výpo et zatížení horního a spodního k ídla je nutno znát sou initelé vztlak . Symetrický p ípad v bod A obálky Pro rychlost vA = 40,688 m.s-1 a kladný násobek n= 4 c LA =
2.n A .m.g 2.4.450.9,81 = = 1,4286 2 ρ .S .v A 1,225.12,19.40,688 2
(72)
Pro tento sou initel vztlaku se pomocí vztlakové áry letounu ur í úhel náb hu, ve kterém se letoun v daném režimu letu nachází. Pomocí vztlakové áry v grafu . 10 se pro stejný úhel náb hu ur í hodnota sou initele vztlaku pro horní a pro spodní k ídlo c LAH = 1,62, c LAS = 1,20. Symetrický p ípad v bod D obálky Pro rychlost vD = 66 m.s-1 a kladný násobek n= 4 c LD =
2.n D .m.g 2.4.450.9,81 = = 0,5428 2 ρ .S .v D 1,225.12,19.66 2
(72)
Pomocí vztlakové áry v grafu . 10 se ur í hodnota sou initele vztlaku pro horní a pro spodní k ídlo c LDH = 0,61, c LDS = 0,50. Symetrický p ípad v bod E obálky Pro rychlost vE = vD = 66 m.s-1 a záporný násobek n= -1,5 c LE =
2.n E .m.g 2.(−1,5).450.9,81 = = -0,2036 ρ .S .v E2 1,225.12,19.66 2
(72)
Pomocí vztlakové áry v grafu . 10 se ur í hodnota sou initele vztlaku pro horní a pro spodní k ídlo c LEH = -0,28, c LES = -0,15.
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 35 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Symetrický p ípad v bod G obálky Pro rychlost vG = 41,669 m.s-1 a záporný násobek n= -2 c LG =
2.nG .m.g 2.(−2).450.9,81 = = −0,6810 2 ρ .S .vG 1,225.12,19.41,669 2
(72)
Pomocí vztlakové áry v grafu . 10 se ur í hodnota sou initele vztlaku pro horní a pro spodní k ídlo c LGH = - 0,8, c LGS = -0,51. Nesymetrický k idélkový p ípad v bod A obálky c LNA =
2.n NA .m.g 2.2,66.450.9,81 = = 0,9500 2 1,225.12,19.40,688 2 ρ .S .v A
(72)
Pomocí vztlakové áry v grafu . 10 se ur í hodnota sou initele vztlaku pro horní a pro spodní k ídlo c LNAH = 1,11. Nesymetrický k idélkový p ípad v bod D obálky c LND =
2.n ND .m.g 2.2,66.450.9,81 = = 0,3610 ρ .S .v D2 1,225.12,19.66 2
(72)
Pomocí vztlakové áry v grafu . 10 se ur í hodnota sou initele vztlaku pro horní a pro spodní k ídlo c LNDH = 0,37. 6.2 Výpo ty pro vzdušné zatížení k ídel 6.2.1 Rozložení sou initele vztlaku po polorozp tí Pro výpo et rozložení sou initele vztlaku po polorozp tí slouží tento vzorec: Symetrické p ípady zatížení c L ( y ) = c Ln .c LK + c L 0
(73)
Nesymetrické p ípady zatížení c L ( y ) = c Ln .c LK + c L 0 + c LSYM + c LANTISYM + c LTLUM
(74)
Ve vzorci pro symetrické p ípady je cLn normálové rozložení vztlaku a je cL0 nulové rozložení vztlaku. Jelikož je hodnota cLn závislá pouze na geometrických charakteristikách k ídla a pro cL0 platí to samé, m žeme pro výpo et t chto hodnot použít program Glauert III. Z výsledk dále vidíme, že sou initel nulového rozložení vztlaku je po celém rozp tí nulové, to je dáno jeho závislostí na kroucení k ídla, které není nutné na tomto letounu použít. Podobné je to u nesymetrických p ípad , kde Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 36 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ ješt navíc p ibývají hodnoty, cLSYM symetrické k idélkové rozložení vztlaku, cLANTISYM antisymetrické k idélkové rozložení vztlaku a cLTLUM rozložení vztlaku od tlumení. 6.2.2 Ur ení výchylek k idélek a p ír stku sou initele vztlaku na k idélkách P i výpo tu k idélkových p ípad pomocí programu Glauert III je nutné zadat výchylky k idélek a p ír stek sou initele vztlaku. Obecný vzorec pro výpo et p ír stku vztlaku k idélka: ∆c L =
∂c L ∂α . .δ ∂α ∂δ K
(75)
∂c L - sklon vztlakové áry profilu ∂α
∂α - zobecn ná ú innost k idélka, která se ur í pomocí grafu z manuálu programu ∂δ Glauert III, lit.[7].
δ K - výchylka k idélka Pro rychlost vA a maximální výchylku k idélek Maximální výchylka nahoru: δ H = −25° Maximální výchylka dol : δ D = 15° P ír stek vztlaku pro výchylku nahoru:
∆c L =
∂c L ∂α π π . . δH = 4,1.0,64. (−25) = −1,145 ∂α ∂δ 180 180
(75)
P ír stek vztlaku pro výchylku dol :
∆c L =
∂c L ∂α π π . . δD = 4,1.0,64. 15 = 0,687 ∂α ∂δ 180 180
(75)
Pro rychlost vD a 1/3 maximální výchylky k idélek
1 1 Maximální výchylka nahoru: δ H 1 / 3 = δ H = (−25) = −8,3° 3 3 1 1 Maximální výchylka dol : δ D1 / 3 = δ D = 15 = 5° 3 3
Brn
19.05.2010
(76) (76)
Martin Kozelský - 37 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ P ír stek vztlaku pro výchylku nahoru:
∆c L =
∂c L ∂α π π . . δ H1/ 3 = 4,1.0,64. (−8,3) = −0,380 ∂α ∂δ 180 180
(75)
P ír stek vztlaku pro výchylku dol :
∆c L =
∂c L ∂α π π . . δ D1 / 3 = 4,1.0,64. 5 = 0,228 ∂α ∂δ 180 180
(75)
6.2.3 Rozložení spojitého zatížení po polorozp tí Pro výpo et rozložení spojitého zatížení po polorozp tí slouží tento vzorec: qVZD = c L ( y ).c( y ).
ρ .v 2
(77)
2
L = n.G
(78) c LK .
ρ .v 2 2
qVZD ( y ) =
.S = n.m.g
ρ .v 2 2
=
n.m.g c LK .S
n.m.g .c L ( y ).c( y ) c LK .S K
(79)
V tomto vzorci je n násobek pro daný p ípad zatížení, m hmotnost letounu, g je gravita ní zrychlení, SK je plocha k ídla a cLK je výše vypo ítaný sou initel vztlaku k ídla pro daný p ípad zatížení, c(y) je hloubka k ídla. 6.2.4 Výpo et liniového zatížení od krouticího momentu Symetrické p ípady zatížení ρv 2 2 q Mk ( y ) = c mo ( y ). .c ( y ) 2
(80)
6.2.5 Výpo et spojitého zatížení od tíhy k ídel qGK ( y ) =
m K .g .n.c( y )
(81)
S
6.2.6 Celkové liniové zatížení qC = qVZD ( y ) − qGK ( y )
Brn
(82)
19.05.2010
Martin Kozelský - 38 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 6.2.7 Vypo et výsledné síly z celkového liniového zatížení
FC =
qC ∆y
(83)
Hodnoty ∆y jsou délky element , na které jsou jednotlivé ásti nosník rozd leny. 6.2.8 Ur ení hodnot ∆y Rozd lení nosník na elementy bylo provedeno s ohledem na pozd jší modelování konstrukce v programu MSC.Patran a to tak, aby síly p sobily p esn v místech nod po rozd lení konstrukce v Patranu.
Obr. 13 Rozd lení nosník
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 39 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 6.2.9 Rozd lení výsledné síly na p ední a zadní nosník
Obr. 14 Nákres p sobících sil a moment Síly na nosníky se rozd lí pomocí silové a momentové rovnováhy. Hodnoty rozm r jsou: a = 100 mm, c = 1000 mm, b = 675 mm.
F =0
FC1 + FC 2 = FC
M =0
FC1 .a − FC .(0,25.c) + FC 2 .b − ∆Mk = 0
FC 2 = FC − FC1 FC1 =
(84) (85)
− FC .[b − (0,25.c)] + ∆Mk ( a − b)
(86)
6.2.10 Výpo et po etního zatížení Po etní zatížení se získá vynásobením sil sou initelem bezpe nosti pro letecké konstrukce f = 1,5. FP1 = FC1 . f
(87)
FP 2 = FC 2 . f
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 40 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 8 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení horního k ídla pro p ípad A y c cLn CL0 CL(y) qV qG qC [m] [m] [-] [-] [-] [N.m] [N.m] [N.m] 3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,160 0,993 0,826 0,659 0,540 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 1,3315 1,4514 1,5324 1,5907 1,6347 1,6686 1,6958 1,7175 1,7350 1,7493 1,7609 1,7705 1,7781 1,7844 1,7891 1,7919 1,7935 1,7950 1,7961 1,7967 1,7971 1,7972
0,000 1190,575 1297,769 1370,197 1422,345 1461,746 1492,021 1516,357 1535,768 1551,412 1564,160 1574,589 1583,136 1589,944 1595,594 1599,795 1602,257 1603,706 1605,009 1606,023 1606,603 1606,892 1607,037
0,000 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381
0,000 1126,194 1233,388 1305,816 1357,965 1397,366 1427,641 1451,977 1471,387 1487,032 1499,779 1510,209 1518,755 1525,564 1531,213 1535,414 1537,876 1539,325 1540,629 1541,643 1542,222 1542,512 1542,657
Tab. 9 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na horní k ídlo pro p ípad A FC
∆MK
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
184,696 202,276 214,154 222,706 229,168 238,416 242,480 245,722 248,334 250,463 252,205 253,632 254,769 255,713 256,414 107,651 155,472
-16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -17,273 -7,240 -10,446
137 150 158 165 169 176 179 182 184 185 186 187 188 189 190 80 115
48 53 56 58 60 62 63 64 65 65 66 66 66 67 67 28 41
205 224 237 247 254 264 269 272 275 278 280 281 283 284 284 119 172
72 79 84 87 90 93 95 96 97 98 99 99 100 100 100 42 61
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 41 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 155,603 155,706 155,764 155,794
-10,446 -10,446 -10,446 -10,446
115 115 115 115
41 41 41 41
173 173 173 173
61 61 61 61
Tab. 10 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad A y [m]
c [m]
cLn [-]
CL0
CL(y)
qV
qG
qC
[-]
[-]
[N.m]
[N.m]
[N.m]
2,935 2,548 2,394 2,240 2,086 1,932 1,777 1,620 1,463 1,306 1,149 0,992 0,835 0,678 0,521 0,364 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8357 0,9080 0,9578 0,9940 1,0212 1,0426 1,0596 1,0732 1,0841 1,0929 1,1000 1,1056 1,1101 1,1134 1,1158 1,1181
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 1,0028 1,0896 1,1494 1,1928 1,2254 1,2511 1,2715 1,2878 1,3009 1,3115 1,3200 1,3267 1,3321 1,3361 1,3390 1,3417
0,000 1210,565 1315,296 1387,435 1439,873 1479,274 1510,273 1534,899 1554,599 1570,389 1583,136 1593,421 1601,533 1608,051 1612,832 1616,308 1619,640
0,000 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285
0,000 1162,280 1267,011 1339,149 1391,588 1430,988 1461,988 1486,613 1506,314 1522,103 1534,851 1545,135 1553,247 1559,766 1564,546 1568,023 1571,354
Tab. 11 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad A ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
178,991 195,120 206,229 214,304 220,372 229,532 233,398 236,491 238,970 240,972 242,586 243,860 244,883 245,634 246,180
-15,824 -15,824 -15,824 -15,824 -15,824 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133 -16,133
132 144 152 158 163 170 172 175 177 178 179 180 181 182 182
47 51 54 56 58 60 61 62 62 63 63 64 64 64 64
198 216 229 238 244 254 259 262 265 267 269 270 271 272 273
70 76 81 84 86 90 91 93 94 94 95 95 96 96 96
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 42 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 12 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení horního k ídla pro p ípad D y c cLn CL0 CL(y) qV qG qC [m] [m] [-] [-] [-] [N.m] [N.m] [N.m] 3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,160 0,993 0,826 0,659 0,540 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 0,5014 0,5465 0,5770 0,5990 0,6156 0,6283 0,6385 0,6467 0,6533 0,6587 0,6631 0,6667 0,6695 0,6719 0,6737 0,6747 0,6753 0,6759 0,6763 0,6766 0,6767 0,6767
0,000 1190,575 1297,769 1370,197 1422,345 1461,746 1492,021 1516,357 1535,768 1551,412 1564,160 1574,589 1583,136 1589,944 1595,594 1599,795 1602,257 1603,706 1605,009 1606,023 1606,603 1606,892 1607,037
0,000 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381 64,381
0,000 1126,194 1233,388 1305,816 1357,965 1397,366 1427,641 1451,977 1471,387 1487,032 1499,779 1510,209 1518,755 1525,564 1531,213 1535,414 1537,876 1539,325 1540,629 1541,643 1542,222 1542,512 1542,657
Tab. 13 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na horní k ídlo pro p ípad D ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
184,696 202,276 214,154 222,706 229,168 238,416 242,480 245,722 248,334 250,463 252,205 253,632 254,769 255,713 256,414 107,651
-44,782 -44,782 -44,782 -44,782 -44,782 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -19,114
137 150 158 165 169 176 179 182 184 185 186 188 188 189 190 80
48 53 56 58 60 62 63 64 65 65 66 66 66 67 67 28
205 224 238 247 254 264 269 273 275 278 280 281 283 284 284 119
72 79 84 87 90 93 95 96 97 98 99 99 100 100 100 42
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 43 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 155,472 155,603 155,706 155,764 155,794
-27,579 -27,579 -27,579 -27,579 -27,579
115 115 115 115 115
41 41 41 41 41
172 173 173 173 173
61 61 61 61 61
Tab. 14 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad D y [m]
c [m]
cLn [-]
CL0
z 2,935 2,548 2,394 2,240 2,086 1,932 1,777 1,620 1,463 1,306 1,149 0,992 0,835 0,678 0,521 0,364
c 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
cln 0,0000 0,8357 0,9080 0,9578 0,9940 1,0212 1,0426 1,0596 1,0732 1,0841 1,0929 1,1000 1,1056 1,1101 1,1134 1,1158
CL(y)
qV
qG
qC
[-]
[-]
[N.m]
[N.m]
[N.m]
cl0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
cl(y) 0,0000 0,4179 0,4540 0,4789 0,4970 0,5106 0,5213 0,5298 0,5366 0,5421 0,5465 0,5500 0,5528 0,5551 0,5567 0,5579
qv 0,000 1210,565 1315,296 1387,435 1439,873 1479,274 1510,273 1534,899 1554,599 1570,389 1583,136 1593,421 1601,533 1608,051 1612,832 1616,308
qG 0,000 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285 48,285
qc 0,000 1162,280 1267,011 1339,149 1391,588 1430,988 1461,988 1486,613 1506,314 1522,103 1534,851 1545,135 1553,247 1559,766 1564,546 1568,023
Tab. 15 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad D ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
178,991 195,120 206,229 214,304 220,372 229,532 233,398 236,491 238,970 240,972 242,586 243,860 244,883 245,634 246,180
-42,051 -42,051 -42,051 -42,051 -42,051 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870
132 144 152 158 163 170 172 175 177 178 179 180 181 181 182
47 51 54 56 58 60 61 62 62 63 63 64 64 64 64
198 216 229 237 244 254 259 262 265 267 269 270 271 272 273
70 76 81 84 86 90 91 93 94 94 95 96 96 96 96
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 44 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 16 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení horního k ídla pro p ípad E y c cLn CL0 CL(y) qV qG qC [m] [m] [-] [-] [-] [N.m] [N.m] [N.m] 3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,160 0,993 0,826 0,659 0,540 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 -0,2301 -0,2509 -0,2649 -0,2749 -0,2825 -0,2884 -0,2931 -0,2969 -0,2999 -0,3023 -0,3044 -0,3060 -0,3073 -0,3084 -0,3092 -0,3097 -0,3100 -0,3102 -0,3104 -0,3105 -0,3106 -0,3106
0,000 -446,466 -486,663 -513,824 -533,380 -548,155 -559,508 -568,634 -575,913 -581,780 -586,560 -590,471 -593,676 -596,229 -598,348 -599,923 -600,846 -601,390 -601,879 -602,259 -602,476 -602,585 -602,639
0,000 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143
0,000 -422,323 -462,521 -489,681 -509,237 -524,012 -535,365 -544,491 -551,770 -557,637 -562,417 -566,328 -569,533 -572,086 -574,205 -575,780 -576,704 -577,247 -577,736 -578,116 -578,333 -578,442 -578,496
Tab. 17 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na horní k ídlo pro p ípad E ∆MK
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
-69,261 -75,853 -80,308 -83,515 -85,938 -89,406 -90,930 -92,146 -93,125 -93,924 -94,577 -95,112 -95,538 -95,892 -96,155 -40,369
-44,782 -44,782 -44,782 -44,782 -44,782 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -45,601 -19,114
-51 -56 -59 -62 -63 -66 -67 -68 -69 -69 -70 -70 -71 -71 -71 -30
-18 -20 -21 -22 -22 -23 -24 -24 -24 -25 -25 -25 -25 -25 -25 -11
-77 -84 -89 -92 -95 -99 -101 -102 -103 -104 -105 -105 -106 -106 -106 -45
-27 -30 -32 -33 -34 -35 -36 -36 -37 -37 -37 -37 -38 -38 -38 -16
FC
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 45 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ -58,302 -58,351 -58,390 -58,412 -58,423
-27,579 -27,579 -27,579 -27,579 -27,579
-43 -43 -43 -43 -43
-15 -15 -15 -15 -15
-65 -65 -65 -65 -65
-23 -23 -23 -23 -23
Tab. 18 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad E y [m]
c [m]
cLn [-]
CL0
2,935 2,548 2,394 2,240 2,086 1,932 1,777 1,620 1,463 1,306 1,149 0,992 0,835 0,678 0,521 0,364 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8357 0,9080 0,9578 0,9940 1,0212 1,0426 1,0596 1,0732 1,0841 1,0929 1,1000 1,1056 1,1101 1,1134 1,1158 1,1181
CL(y)
qV
qG
qC
[-]
[-]
[N.m]
[N.m]
[N.m]
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 -0,1254 -0,1362 -0,1437 -0,1491 -0,1532 -0,1564 -0,1589 -0,1610 -0,1626 -0,1639 -0,1650 -0,1658 -0,1665 -0,1670 -0,1674 -0,1677
0,000 -453,962 -493,236 -520,288 -539,952 -554,728 -566,352 -575,587 -582,975 -588,896 -593,676 -597,533 -600,575 -603,019 -604,812 -606,116 -607,365
0,000 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107 -18,107
0,000 -435,855 -475,129 -502,181 -521,845 -536,621 -548,245 -557,480 -564,868 -570,789 -575,569 -579,426 -582,468 -584,912 -586,705 -588,009 -589,258
Tab. 19 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad E ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
-67,122 -73,170 -77,336 -80,364 -82,640 -86,075 -87,524 -88,684 -89,614 -90,364 -90,970 -91,447 -91,831 -92,113 -92,317
-42,051 -42,051 -42,051 -42,051 -42,051 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870 -42,870
-50 -54 -57 -59 -61 -64 -65 -66 -66 -67 -67 -68 -68 -68 -68
-17 -19 -20 -21 -21 -22 -23 -23 -23 -23 -24 -24 -24 -24 -24
-75 -81 -86 -89 -92 -96 -97 -98 -99 -100 -101 -101 -102 -102 -102
-26 -29 -30 -31 -32 -34 -34 -35 -35 -35 -35 -36 -36 -36 -36
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 46 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 20 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení horního k ídla pro p ípad G y c cLn CL0 CL(y) qV qG qC [m] [m] [-] [-] [-] [N.m] [N.m] [N.m] 3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,160 0,993 0,826 0,659 0,540 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 -0,6575 -0,7167 -0,7567 -0,7855 -0,8073 -0,8240 -0,8374 -0,8482 -0,8568 -0,8638 -0,8696 -0,8743 -0,8781 -0,8812 -0,8835 -0,8849 -0,8857 -0,8864 -0,8870 -0,8873 -0,8874 -0,8875
0,000 -595,288 -648,884 -685,099 -711,173 -730,873 -746,011 -758,179 -767,884 -775,706 -782,080 -787,295 -791,568 -794,972 -797,797 -799,897 -801,129 -801,853 -802,505 -803,012 -803,301 -803,446 -803,519
0,000 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190 -32,190
0,000 -563,097 -616,694 -652,908 -678,982 -698,683 -713,820 -725,988 -735,694 -743,516 -749,890 -755,104 -759,378 -762,782 -765,607 -767,707 -768,938 -769,663 -770,314 -770,821 -771,111 -771,256 -771,328
Tab. 21 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na horní k ídlo pro p ípad G ∆MK
FC1
FC2
[N]
[N.m]
[N]
-92,348 -101,138 -107,077 -111,353 -114,584 -119,208 -121,240 -122,861 -124,167 -125,232 -126,102 -126,816 -127,385 -127,856 -128,207 -53,826
-17,788 -17,788 -17,788 -17,788 -17,788 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -18,113 -7,592
-68 -75 -79 -82 -85 -88 -90 -91 -92 -93 -93 -94 -94 -94 -95 -40
FC
Brn
FP1
FP2
[N]
[N]
[N]
-24 -26 -28 -29 -30 -31 -32 -32 -32 -33 -33 -33 -33 -33 -33 -14
-102 -112 -119 -123 -127 -132 -134 -136 -138 -139 -140 -141 -141 -142 -142 -60
-36 -40 -42 -44 -45 -47 -47 -48 -49 -49 -49 -50 -50 -50 -50 -21
19.05.2010
Martin Kozelský - 47 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ -77,736 -77,802 -77,853 -77,882 -77,897
-10,955 -10,955 -10,955 -10,955 -10,955
-57 -57 -58 -58 -58
-20 -20 -20 -20 -20
-86 -86 -86 -86 -86
-30 -30 -30 -31 -31
Tab. 22 Tabulka vypo tených hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad G y [m]
c [m]
cLn [-]
CL0
2,935 2,548 2,394 2,240 2,086 1,932 1,777 1,620 1,463 1,306 1,149 0,992 0,835 0,678 0,521 0,364 0,000
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8357 0,9080 0,9578 0,9940 1,0212 1,0426 1,0596 1,0732 1,0841 1,0929 1,1000 1,1056 1,1101 1,1134 1,1158 1,1181
CL(y)
qV
qG
qC
[-]
[-]
[N.m]
[N.m]
[N.m]
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,0000 -0,4262 -0,4631 -0,4885 -0,5069 -0,5208 -0,5317 -0,5404 -0,5473 -0,5529 -0,5574 -0,5610 -0,5639 -0,5662 -0,5678 -0,5691 -0,5702
0,000 -605,283 -657,648 -693,717 -719,937 -739,637 -755,137 -767,449 -777,300 -785,194 -791,568 -796,710 -800,766 -804,026 -806,416 -808,154 -809,820
0,000 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143 -24,143
0,000 -581,140 -633,505 -669,575 -695,794 -715,494 -730,994 -743,307 -753,157 -761,052 -767,425 -772,568 -776,624 -779,883 -782,273 -784,011 -785,677
Tab. 23 Tabulka vypo tených hodnot sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad G ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
-89,496 -97,560 -103,115 -107,152 -110,186 -114,766 -116,699 -118,246 -119,485 -120,486 -121,293 -121,930 -122,442 -122,817 -123,090
-16,7034 -16,7034 -16,7034 -16,7034 -16,7034 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288 -17,0288
-66 -72 -76 -79 -81 -85 -86 -87 -88 -89 -90 -90 -91 -91 -91
-23 -25 -27 -28 -29 -30 -30 -31 -31 -31 -32 -32 -32 -32 -32
-99 -108 -114 -119 -122 -127 -129 -131 -133 -134 -135 -135 -136 -136 -137
-35 -38 -40 -42 -43 -45 -46 -46 -47 -47 -47 -48 -48 -48 -48
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 48 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 24 Tabulka hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad A k . dol y [m]
c [m]
cLn [-]
cL0 [-]
3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,16 0,993 0,826 0,659 0,54 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
cLKSYM. cLKANTIS. cLTLUM [-] [-] [-]
cL(y) [-]
qV [N.m]
qG [N.m]
qC [N.m]
0,0000 -0,0474 -0,0609 -0,0670 -0,0697 -0,0700 -0,0681 -0,0637 -0,0559 -0,0412 -0,0026 0,0366 0,0517 0,0604 0,0661 0,0698 0,0718 0,0728 0,0738 0,0745 0,0749 0,0752 0,0752
0,0000 0,8258 0,9539 1,0438 1,1138 1,1710 1,2177 1,2548 1,2788 1,2808 1,2091 1,1344 1,1305 1,1443 1,1666 1,1925 1,2126 1,2274 1,2451 1,2630 1,2805 1,2980 1,3066
0,000 716,665 827,869 905,887 966,601 1016,234 1056,761 1088,999 1109,805 1111,530 1049,279 984,444 981,102 993,093 1012,384 1034,878 1052,310 1065,163 1080,522 1096,037 1111,262 1126,468 1133,941
0,000 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813
0,000 673,852 785,056 863,074 923,788 973,421 1013,948 1046,186 1066,992 1068,717 1006,465 941,631 938,289 950,280 969,571 992,065 1009,497 1022,349 1037,709 1053,223 1068,449 1083,655 1091,128
0,0000 0,4571 0,5344 0,5743 0,5956 0,6044 0,6023 0,5889 0,5599 0,5029 0,3489 0,1918 0,1302 0,0932 0,0679 0,0490 0,0380 0,0310 0,0234 0,0164 0,0097 0,0032 0,0000
0,0000 -0,4962 -0,5140 -0,5134 -0,5020 -0,4835 -0,4598 -0,4323 -0,4020 -0,3697 -0,3358 -0,3006 -0,2645 -0,2276 -0,1901 -0,1522 -0,1250 -0,1053 -0,0820 -0,0586 -0,0352 -0,0117 0,0000
Tab. 25 Tabulka sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad A k . dol FC
∆MK
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
110,512 128,749 141,544 151,501 159,641 169,329 174,713 178,188 178,476 168,080 157,252 156,694 158,697 161,918 165,675 70,665 103,257 104,809
-16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962
82 95 105 112 118 125 129 132 132 124 116 116 117 120 122 52 76 77
29 34 37 39 42 44 46 46 47 44 41 41 41 42 43 18 27 27
123 143 157 168 177 188 194 198 198 186 174 174 176 180 184 78 115 116
43 50 55 59 62 66 68 70 70 66 61 61 62 63 65 28 40 41
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 49 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 106,376 107,913 109,449
-16,962 -16,962 -16,962
79 80 81
28 28 29
118 120 121
42 42 43
Tab. 26 Tabulka hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad A k . nahoru y [m]
c [m]
cLn [-]
cL0 [-]
3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,16 0,993 0,826 0,659 0,54 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
cLKSYM. cLKANTIS. cLTLUM [-] [-] [-]
cL(y) [-]
qV [N.m]
qG [N.m]
qC [N.m]
0,0000 -0,0474 -0,0609 -0,0670 -0,0697 -0,0700 -0,0681 -0,0637 -0,0559 -0,0412 -0,0026 0,0366 0,0517 0,0604 0,0661 0,0698 0,0718 0,0728 0,0738 0,0745 0,0749 0,0752 0,0752
0,0000 0,9041 0,9133 0,9221 0,9267 0,9293 0,9328 0,9417 0,9632 1,0144 1,1829 1,3522 1,3992 1,4132 1,4112 1,3989 1,3867 1,3761 1,3624 1,3475 1,3316 1,3150 1,3066
0,000 784,616 792,635 800,272 804,229 806,479 809,515 817,281 835,916 880,339 1026,541 1173,459 1214,289 1226,454 1224,656 1213,999 1203,400 1194,209 1182,319 1169,368 1155,608 1141,221 1133,941
0,000 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813
0,000 741,803 749,822 757,459 761,416 763,666 766,702 774,467 793,103 837,526 983,728 1130,645 1171,476 1183,641 1181,843 1171,185 1160,587 1151,396 1139,506 1126,555 1112,795 1098,408 1091,128
0,0000 -0,4571 -0,5343 -0,5743 -0,5956 -0,6044 -0,6022 -0,5888 -0,5598 -0,5029 -0,3489 -0,1917 -0,1302 -0,0932 -0,0678 -0,0490 -0,0380 -0,0310 -0,0233 -0,0163 -0,0096 -0,0032 0,0000
0,0000 0,4963 0,5141 0,5135 0,5021 0,4836 0,4598 0,4323 0,4021 0,3697 0,3358 0,3007 0,2646 0,2277 0,1902 0,1522 0,1251 0,1054 0,0820 0,0586 0,0352 0,0117 0,0000
Tab. 27 Tabulka sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad A k . nahoru ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
121,656 122,971 124,223 124,872 125,241 128,039 129,336 132,448 139,867 164,283 188,818 195,637 197,668
-16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962
90 91 92 92 93 95 96 98 103 121 140 145 146
32 32 32 33 33 33 34 35 36 43 49 51 52
135 136 138 138 139 142 143 147 155 182 209 217 219
48 48 49 49 49 50 51 52 55 64 74 77 77
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 50 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 197,368 195,588 81,241 116,291 115,090 113,782 112,392 110,939
-16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962 -16,962
146 145 60 86 85 84 83 82
51 51 21 30 30 30 29 29
219 217 90 129 128 126 125 123
77 76 32 45 45 44 44 43
Tab. 28 Tabulka hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad D k . dol y [m]
c [m]
cLn [-]
cL0 [-]
3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,16 0,993 0,826 0,659 0,54 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
cLKSYM. cLKANTIS. cLTLUM [-] [-] [-]
cL(y) [-]
qV [N.m]
qG [N.m]
qC [N.m]
0,0000 -0,0156 -0,0201 -0,0221 -0,0230 -0,0231 -0,0224 -0,0210 -0,0184 -0,0136 -0,0008 0,0121 0,0171 0,0199 0,0218 0,0230 0,0237 0,0240 0,0244 0,0246 0,0247 0,0248 0,0248
0,0000 0,2755 0,3182 0,3482 0,3714 0,3906 0,4062 0,4184 0,4265 0,4270 0,4031 0,3782 0,3769 0,3813 0,3888 0,3973 0,4041 0,4089 0,4150 0,4207 0,4266 0,4324 0,4353
0,000 717,272 828,390 906,495 966,948 1016,842 1057,542 1089,346 1110,325 1111,617 1049,539 984,618 981,189 992,746 1012,124 1034,444 1051,963 1064,642 1080,349 1095,342 1110,568 1125,861 1133,247
0,000 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813
0,000 674,459 785,577 863,682 924,135 974,028 1014,729 1046,533 1067,512 1068,804 1006,726 941,805 938,376 949,933 969,311 991,631 1009,150 1021,829 1037,536 1052,529 1067,754 1083,047 1090,434
0,0000 0,1520 0,1777 0,1910 0,1980 0,2010 0,2003 0,1958 0,1862 0,1672 0,1160 0,0638 0,0433 0,0310 0,0226 0,0163 0,0126 0,0103 0,0078 0,0054 0,0032 0,0011 0,0000
0,0000 -0,1650 -0,1709 -0,1707 -0,1669 -0,1607 -0,1528 -0,1437 -0,1336 -0,1229 -0,1116 -0,0999 -0,0879 -0,0757 -0,0632 -0,0506 -0,0415 -0,0350 -0,0272 -0,0195 -0,0117 -0,0039 0,0000
Tab. 29 Tabulka sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad D k . dol ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
110,611 128,835 141,644 151,558 159,741 169,460 174,771 178,275
-44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631
82 95 105 112 118 125 129 132
29 34 37 39 42 44 46 46
123 143 157 168 177 188 194 198
43 50 55 59 62 66 68 70
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 51 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 178,490 168,123 157,281 156,709 158,639 161,875 165,602 70,640 103,205 104,791 106,305 107,843 109,388
-44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631
132 124 116 116 117 120 122 52 76 78 79 80 81
46 44 41 41 41 42 43 18 27 27 28 28 28
198 187 174 174 176 180 184 78 115 116 118 120 121
70 66 61 61 62 63 65 28 40 41 41 42 43
Tab. 30 Tabulka hodnot liniového zatížení spodního k ídla pro p ípad D k . nahoru y [m]
c [m]
cLn [-]
cL0 [-]
3,375 2,983 2,819 2,655 2,491 2,327 2,162 1,995 1,828 1,661 1,494 1,327 1,16 0,993 0,826 0,659 0,54 0,455 0,354 0,253 0,152 0,051 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0,0000 0,8219 0,8959 0,9459 0,9819 1,0091 1,0300 1,0468 1,0602 1,0710 1,0798 1,0870 1,0929 1,0976 1,1015 1,1044 1,1061 1,1071 1,1080 1,1087 1,1091 1,1093 1,1094
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Brn
cLKSYM. cLKANTIS. cLTLUM [-] [-] [-]
cL(y) [-]
qV [N.m]
qG [N.m]
qC [N.m]
0,0000 -0,0156 -0,0201 -0,0221 -0,0230 -0,0231 -0,0224 -0,0210 -0,0184 -0,0136 -0,0008 0,0121 0,0171 0,0199 0,0218 0,0230 0,0237 0,0240 0,0244 0,0246 0,0247 0,0248 0,0248
0,0000 0,3015 0,3047 0,3077 0,3092 0,3102 0,3114 0,3142 0,3215 0,3384 0,3944 0,4506 0,4663 0,4708 0,4701 0,4660 0,4620 0,4583 0,4540 0,4489 0,4436 0,4381 0,4353
0,000 784,963 793,242 801,053 805,010 807,520 810,730 818,062 836,958 880,947 1026,888 1173,111 1213,942 1225,759 1223,789 1213,304 1202,705 1193,255 1181,885 1168,761 1154,827 1140,700 1133,247
0,000 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813 42,813
0,000 742,150 750,429 758,240 762,197 764,707 767,917 775,249 794,145 838,133 984,075 1130,298 1171,129 1182,946 1180,975 1170,491 1159,892 1150,442 1139,072 1125,948 1112,014 1097,887 1090,434
0,0000 -0,1520 -0,1776 -0,1909 -0,1980 -0,2009 -0,2002 -0,1958 -0,1861 -0,1672 -0,1160 -0,0637 -0,0432 -0,0309 -0,0225 -0,0162 -0,0126 -0,0103 -0,0077 -0,0054 -0,0032 -0,0010 0,0000
19.05.2010
0,0000 0,1650 0,1709 0,1707 0,1669 0,1608 0,1529 0,1437 0,1337 0,1229 0,1117 0,1000 0,0880 0,0757 0,0632 0,0506 0,0416 0,0350 0,0273 0,0195 0,0117 0,0039 0,0000
Martin Kozelský - 52 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 31 Tabulka sil p sobících na spodní k ídlo pro p ípad D k . nahoru ∆MK
FC
FC1
FC2
FP1
FP2
[N]
[N.m]
[N]
[N]
[N]
[N]
121,713 123,070 124,351 125,000 125,412 128,242 129,467 132,622 139,968 164,341 188,760 195,579 197,552 197,223 195,472 81,192 116,195 115,046 113,721 112,313 110,887
-44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631 -44,631
90 91 92 92 93 95 96 98 104 122 140 145 146 146 145 60 86 85 84 83 82
32 32 32 33 33 33 34 35 36 43 49 51 51 51 51 21 30 30 30 29 29
135 137 138 139 139 142 144 147 155 182 209 217 219 219 217 90 129 128 126 125 123
48 48 49 49 49 50 51 52 55 64 74 76 77 77 76 32 45 45 44 44 43
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 53 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
7. Konstrukce k ídel 7.1 Základní popis konstrukce k ídel Zp sob provedení konstrukce je u horního i spodního k ídla tém stejný. Každé k ídlo se skládá ze dvou trubkových nosník . Tyto nosníky budou spojeny pomocí žeber. Toto spojení bude realizováno pomocí vylisovaných kroužk , které budou k ob ma ástem p inýtované. Dále budou mezi nosníky vloženy trubkové rozp rky, mezi nimiž budou do k íže p ipevn na výztužná lana. Náb žné hrany budou zakryty duralovým plechem, to samé platí i pro odtokové hrany, zbytek bude zakrývat plát ný potah. K ídla budou zav šena na duralových záv sech, budou navzájem spojena N vzp rou a vyztužena lany. Baldachýn horního k ídla bude k trupu p ipevn n dv ma N vzp rami.
Obr. 15 Schéma konstrukce p i pohledu zep edu
Obr.16 3D model konstrukce dvouplošníku vytvo ený v programu Catia Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 54 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 7.2 Jednotlivé ásti konstrukce 7.2.1 Trubkové nosníky k ídel Nosníky budou vyrobeny z duralových trubek o pr m ru 42 mm. Na horním k ídle bude umíst n hlavní a pomocný nosník a navíc hlavní a pomocný nosník baldachýnu. Na spodním k ídle bude také hlavní a dva pomocné nosníky. Tab. 32 Rozm ry nosník ást konstrukce Hlavní nosník horního k ídla Hlavní nosník spodního k ídla Pomocný nosník horního k ídla Pomocný nosník spodního k ídla Hlavní nosník baldachýnu Pomocný nosník baldachýnu
Délka l [mm] 2490 2340 2490 2340 1120 1120
Pr m r D [mm] 42 42 42 42 42 42
Tlouš ka t [mm] 1 1 1 1 1 1
Plocha pr ezu S [mm2] 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740
Obr. 17 Trubkový nosník 7.2.2 Rozp rka trubkových nosník Rozp rky budou vyrobeny z duralových trubek o pr m ru 30 mm. Na konstrukcích bude umíst no osmnáct t chto rozp rek o stejné délce, které budou s hlavním a pomocným nosníkem spojeny kováním. Toto kování bude sva eno z ocelových trubek. Tab. 33 Rozm ry rozp rek ást konstrukce Rozp rky
Brn
Délka l [mm] 529
Pr m r D [mm] 42
19.05.2010
Tlouš ka t [mm] 1
Plocha pr ezu S [mm2] 128,740
Martin Kozelský - 55 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
Obr. 19 Spojení rozp rky a nosníku
Obr. 18 Rozp rka nosníku 7.2.3 Žebra
Žebra budou tvarov dána profilem NACA 4412, budou opat ena odleh ujícími otvory, v oblasti k idélek budou žebra upravena tak, aby šla k idélka na daném k ídle umístit a správn plnila svou funkci. Žebra budou k nosníku uchycena pomocí lisovaných kroužk .
Obr. 20 Žebro
Obr.22 Kroužek spojující žebro a nosník Martin Kozelský
Obr. 21 Žebro v míst k idélek Brn
19.05.2010 - 56 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 7.2.4 Náb žná hrana Na náb žných hranách obou k ídel bude p inýtován do tvaru profilu ohnutý duralový plech o tlouš ce 0,5 mm. Plech zakrývá ást žebra v délce 330 mm. Tab. 34 Délky náb žných hran ást konstrukce Náb žná hrana poloviny horního k ídla Náb žná hrana poloviny spodního k ídla Náb žná hrana baldachýnu
Délka [mm] 2475 2325 1125
Tlouš ka [mm] 0,5 0,5 0,5
Obr. 23 Náb žná hrana 7.2.5 Odtoková hrana Odtoková hrana bude tvo ena duralovým plechem o tlouš ce 0,5 mm a je p inýtována k žebr m. Tab. 35 Délky odtokových hran ást konstrukce Odtoková hrana poloviny horního k ídla Odtoková hrana poloviny spodního k ídla Odtoková hrana baldachýnu
Délka [mm] 811,3 2325 1125
Tlouš ka [mm] 0,5 0,5 0,5
Obr. 24 Odtokový hrana Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 57 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 7.2.6 N – vzp ry mezi k ídly a mezi baldachýnem a trupem N – vzp ry zajiš ují spojení mezi k ídly dvouplošníku a spojení mezi baldachýnem a trupem. Vzp ry budou sva eny z ocelových trubek o pr m ru 18 mm a tlouš ce 1mm. Tyto trubky budou ve speciálním p ípravku vyválcovány do eliptického tvaru. Na koncích vzp r jsou umíst ny záv sy, které jsou k trubce z ásti p išroubovány a z ásti p iva eny. Pomocí t chto záv s je N – vzp ra spojena s kováním, které zárove spojuje rozp rku a nosník k ídla.
Obr. 26 N-vzp ra k ídlo-trup Obr. 25 N-vzp ra k ídlo-k ídlo
Obr. 27 Detail záv su N-vzp ry
Brn
Obr. 28 Detail spojení záv su vzp ry a kování
19.05.2010
Martin Kozelský - 58 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 7.2.7 Záv sy k ídel Záv sy k ídel budou použity z letounu LK2-Sluka a vyrobeny z duralu. Na horní k ídlo bylo použito kompletní záv sové spojení, jehož ásti budou zanýtovány v hlavním a pomocném nosníku k ídla a protikus bude zanýtován v hlavním a pomocném nosníku baldachýnu. Na spodní k ídlo bude použita polovina tohoto záv sového spojení, která bude op t zanýtována v hlavním a pomocném nosníku k ídla. Protikus bude vyroben z oceli a bude nava en na prutovou konstrukci trupu.
Obr.29 Spojení záv s na horním k ídle
Obr.30 Záv s na spodním k ídle
Obr. 31 Detail záv s horního k ídla 7.2.8 Výztužná lana Jedná se o soustavu lan vyztužujících celou konstrukci. Hlavní nosná lana byla vybrána podle normy ONL 3725. Jejich jmenovitý pr m r bude 5 mm a nosný pr ez lana bude 10,36 mm2. Ostatní výztužná lana budou mít jmenovitý pr m r 3,15 mm a nosný pr ez lana budou mít 4,18 mm2. Konce lan budou ke konstrukci uchyceny pomocí o nic a nalisovaných objímek, které jsou zvoleny podle normy ONL 3726. Jmenovitá pevnost lana bude 200 kp/mm2 = 1961 MPa. Podle p edpisu UL2 mají nosná lana zvyšující sou initel bezpe nosti 2. 7.2.9 Potah Na potah celé konstrukce k ídel i k idélek bude použito plátno. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 59 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 7.2.10 K idélka letounu K idélka letounu jsou umíst na na koncích horních k ídel. Jejich délka je 1630mm. Nosník k idélek bude ohnutý z duralového plechu o tlouš ce 1 mm a jeho pr ez bude mít tvar C. Žebra v p ední i zadní ásti budou vylisována z plechu o tlouš ce 0,6 mm a budou mít odleh ovací otvory. Náb žná hrana bude vyrobena z duralového plechu o tlouš ce 0,5 mm a bude p inýtována k žebr m a horní i spodní ásti nosníku. Odtoková hrana bude vyrobena ze stejného plechu jako náb žná hrana, a bude také p inýtována k žebr m.
Obr. 32 K idélko
Obr. 33 Nosník k idélka Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 60 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
8. Souhrn použitých materiál a jejich charakteristiky Tab. 36 P ehled ásti konstrukce a jejich materiál ást konstrukce Hlavní nosník horního k ídla Hlavní nosník spodního k ídla Pomocný nosník horního k ídla Pomocný nosník spodního k ídla Hlavní nosník baldachýnu Pomocný nosník baldachýnu Žebra k ídel Rozp rky Kování N-vzp ra k ídlo – k ídlo N-vzp ra k ídlo – trup Spojovací kroužky Výztužné dráty Náb žné hrany Odtokové hrany Nosník k idélka Žebra k idélka Náb žná hrana k idélka Odtoková hrana k idélka
Ozna ení [-] Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 L-CM3.6 L-CM3.6 L-CM3.6 Z 424253.61 ONL 3725 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61 Z 424253.61
Rm [MPa] 407 407 407 407 407 407 407 407 640 640 640 407 1961 407 407 407 407 407 407
Rp0,2 [MPa] 270 270 270 270 270 270 270 270 440 440 440 270 270 270 270 270 270 270
9. Pevnostní výpo et konstrukce Pevnostní výpo et konstrukce byl proveden pomocí programu MSC Patran a MSC Nastran. Pomocí t chto program byla konstrukce po ítaná metodou kone ných prvk . 9.1 Postup výpo tu pomocí programu Patran a Nastran Nejd íve bylo nutné vytvo it model konstrukce. Tento model byl vytvo en pomocí bod a p ímek. Po vytvo ení modelu bylo nutné jeho ásti rozd lit na elementy. Délka element je stejná jako u d íve po ítaných zat žujících sil. Po rozd lení se musely nadefinovat jednotlivé materiály a to podle modulu pružnosti a Poissonova ísla. Dále se každému prvku konstrukce musely p idat vlastnosti, hlavn pr ezové charakteristiky. V této ásti bylo také definováno, o jaký prvek se bude jednat, byly použity dva druhy prvk a to ROD – prut, definovaný na všechny výztužné dráty a BEAM – nosník, definovaný na zbytek konstrukce. Pro správné namodelování spoje mezi vzp rami a nosníkem je namodelovaná vazba, která má povolenou pouze rotaci v ose y. Dále byla provedena analýza všech p edešlých úkon , která shrne vše do jednoho textového souboru. V tomto souboru ješt bylo nutné nadefinovat, že všechny prvky typu ROD se budou dále chovat jako pružina s tlumi em, což zahrnuje nelineárn pružné chování výztužných drát . Dále byl tento soubor na ten do Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 61 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ programu Nastran, který provedl výpo et konstrukce a vytvo il soubor, který se zp tn na etl do programu Patran, který zobrazil výsledky výpo tu.
Obr. 34 Model nosné konstrukce vytvo ené v programu Patran
Obr. 35 Model nosné konstrukce se zadanými silami a vazbami
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 62 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.2 Grafické výstupy z programu Patran
Obr. 36 Pr b h ohybového nap tí na nosné konstrukci pro p ípad A
Obr. 37 Pr b h osového nap tí na nosné konstrukci pro p ípad A Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 63 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
Obr. 38 Pr b h posouvající síly na nosné konstrukci pro p ípad A
Obr. 39 Pr hyby na nosné konstrukci pro p ípad A Maximální pr hyb je podle p edpoklad na konci k ídla a jeho hodnota je 173 mm. Pr hyby pro p ípady letu na zádech jsou menší. Grafické výstupy tohoto i ostatních p ípad zatížení jsou také v p íloze. Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 64 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.3 Vzorce použité pro analýzu výsledk 9.3.1 Podmínka plasticity τmax.
σ RED = σ 2 + 4τ 2
(88)
σ − normálové nap tí τ - smykové nap tí 9.3.2 Vzorec pro výpo et smykového nap tí od posouvající síly
τ=
T S
(89)
T – posouvající síla S – plocha pr ezu 9.3.3 Vzorec pro výpo et sou initele rezervy
η=
Rm
(90)
σ RED
Rm - mez pevnosti materiálu, tuto mez lze použít, pokud mez kluzu je minimáln 60% meze pevnosti. σ RED - redukované nap tí
9.3.4 Vzorec pro výpo et osového nap tí ve výztužných lanech Výpo et osového nap tí má pro lana namáhaná tahem i tlakem stejný vzorec, ale p i namáhaní tlakem nep sobí v lanech tém žádné síly, a proto bude nap tí v tlaku minimální.
σN =
N S
(91)
N – osová síla p sobící v drátech S – plocha pr ezu drátu 9.3.5 Vzorec pro výpo et sou initele rezervy výztužných lan
ηL =
Rm
(92)
σN
Rm – mez pevnosti materiálu σ N - osové nap tí Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 65 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.3.6 Posouzení bezpe nosti v ohybu lana V norm ONL 3726 je uvedena hodnota zatížení p i p etržení lana s oky, síla p sobící v lan musí být menší, než hodnota zatížení p i p etržení. Pro pr m r 5 mm je FPP = 1606 kp = 15749 N a pro pr m r 3,15 mm je FPP = 555 kp = 5442 N.
η LO =
FPP FL
(93)
FPP - hodnota zatížení p i p etržení lana FL - vypo tená síla v lanu
9.4 Výsledky výpo t nosníkových prvk konstrukce Pro pevnostní výpo et byly použity maximální hodnoty nap tí a posouvajících sil z jednotlivých ástí konstrukce. Tab. 37 Pevnostní výpo et nosníkových prvk konstrukce pro p ípad A ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
Brn
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
5830 1940 9080 3240 3240 9720 3240 5830 5830 6480 5830 3240 648 1940 1940 1940 648
275 220 147 147 275 165 184 202 202 92 129 184 18 92 165 165 18
46 20 72 20 33 79 59 98 46 52 46 33 7 20 13 7 20
19.05.2010
τ
σRED
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 45 15 71 25 25 76 52 93 64 71 64 36 7 21 21 21 7
333,3 241,5 260,5 174,0 311,8 286,6 263,9 353,0 278,9 202,6 216,7 228,1 28,7 119,3 183,1 176,8 40,6
407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 1,22 1,69 1,56 2,34 1,31 1,42 2,43 1,81 1,46 2,01 1,88 1,78 14,17 3,41 2,22 2,30 10,03
Martin Kozelský - 66 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 38 Pevnostní výpo et nosníkových prvk konstrukce pro p ípad D ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
5830 1940 9080 3240 3240 9720 3240 5830 5830 6480 5830 3240 648 1940 1940 1940 648
275 220 147 147 275 165 184 202 202 92 129 184 18 92 165 165 18
46 20 72 20 33 79 59 98 46 52 46 33 7 20 13 7 20
τ
σRED
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 45 15 71 25 25 76 52 93 64 71 64 36 7 21 21 21 7
333,3 241,5 260,5 174,0 311,8 286,6 263,9 353,0 278,9 202,6 216,7 228,1 28,7 119,3 183,1 176,8 40,6
407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 1,22 1,69 1,56 2,34 1,31 1,42 2,43 1,81 1,46 2,01 1,88 1,78 14,17 3,41 2,22 2,30 10,03
Tab. 39 Pevnostní výpo et nosníkových prvk konstrukce pro p ípad E ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
Brn
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
1970 2820 2250 1970 1970 4230 845 3940 1970 1410 1410 845 282 2250 2250 845 233
101 94 61 61 94 54 74 61 61 34 47 74 7 20 67 61 13
13,8 23 23 13,8 23 96,7 13,8 68,9 23 13,8 9,19 9,19 4,59 13,8 13,8 9,19 4,59
19.05.2010
τ
σRED
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 15 22 17 15 15 33 13 63 22 15 15 9 3 25 25 9 3
119 125 91 80 121 164 92 180 94 57 64 85 13 60 95 72 19
407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 3,43 3,26 4,50 5,06 3,36 2,48 6,98 3,55 4,33 7,19 6,34 4,78 31,56 6,79 4,29 5,64 21,76
Martin Kozelský - 67 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 40 Pevnostní výpo et nosníkových prvk konstrukce pro p ípad G ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
2650 4170 3030 2270 2650 5680 1140 4920 2270 1890 1890 1140 379 2270 2270 1140 379
117 117 78 70 117 70 39 78 78 39 55 94 16 39 78 78 8
30,5 30,5 30,5 18,3 30,5 48,7 18,3 91,4 30,5 18,3 12,2 12,2 6,09 30,5 30,5 12,2 6,09
τ
σRED
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 21 32 24 18 42 90 13 54 25 21 21 13 4 25 25 13 4
153 161 118 95 170 216 63 201 119 71 79 109 23 86 119 94 16
407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 2,66 2,53 3,44 4,28 3,77 2,96 6,51 2,03 3,41 5,75 5,18 3,75 17,52 4,76 3,41 4,35 25,15
Tab. 41 Pevnostní výpo et nosníkových prvk konstrukce pro p ípad A k . dol ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
Brn
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
4600 2560 7160 2560 2560 7670 3580 4090 4090 5630 4600 2560 512 2560 1540 2560 512
167 228 122 137 198 122 167 137 137 76 91 122 15 76 167 167 15
37 23 56 23 23 61 56 70 37 42 37 33 5 14 14 23 5
19.05.2010
τ
σRED
36 20 56 20 20 60 57 65 45 62 51 28 6 28 17 28 6
216,3 254,4 209,7 165,1 224,8 218,0 250,3 244,4 196,0 170,9 163,4 164,5 22,8 106,1 184,1 198,4 22,8
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 1,88 1,60 1,94 2,47 1,81 1,87 2,56 2,62 2,08 2,38 2,49 2,47 17,84 3,84 2,21 2,05 17,84
Martin Kozelský - 68 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 42 Pevnostní výpo et nosníkových prvk nahoru ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
4600 2560 7160 2560 2560 7670 3580 4090 4090 5630 4600 2560 512 2560 1540 2560 512
167 228 122 137 198 122 167 137 137 76 91 122 15 76 167 167 15
37 23 56 23 23 61 61 70 37 42 37 33 5 14 14 23 5
konstrukce pro p ípad A k .
τ
σRED
36 20 56 20 20 60 57 65 45 62 51 28 6 28 17 28 6
216,3 254,4 209,7 165,1 224,8 218,0 254,5 244,4 196,0 170,9 163,4 164,5 22,8 106,1 184,1 198,4 22,8
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 1,88 1,60 1,94 2,47 1,81 1,87 2,52 2,62 2,08 2,38 2,49 2,47 17,84 3,84 2,21 2,05 17,84
Tab. 43 Pevnostní výpo et nosníkových prvk konstrukce pro p ípad D k . dol ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
Brn
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
4610 2560 7170 2560 2560 7680 3580 4100 4100 5630 4610 2560 512 2560 1540 2560 512
167 228 122 137 198 122 167 137 137 76 91 122 15 76 167 167 15
37 23 42 23 23 60 56 70 37 42 37 28 5 14 14 23 5
19.05.2010
τ
σRED
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 36 20 56 20 20 60 57 65 45 62 51 28 6 28 17 28 6
216,4 254,4 198,1 165,1 224,8 218,0 250,3 244,6 196,1 170,9 163,5 160,1 22,8 106,1 184,1 198,4 22,8
407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 1,88 1,60 2,05 2,47 1,81 1,87 2,56 2,62 2,08 2,38 2,49 2,54 17,84 3,84 2,21 2,05 17,84
Martin Kozelský - 69 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 44 Pevnostní výpo et nosníkových prvk nahoru ást konstrukce Hlavní nosník h. k ídlo Hlavní nosník s. k ídlo Pomocný nosník h. k ídlo Pomocný nosník s. k ídlo Hlavní nosník bal. Pomocný nosník bal. N vzp ry k ídlo- k ídlo N vzp ry k ídlo - trup Rozp rka . 1 Rozp rka . 2 Rozp rka . 3 Rozp rka . 4 Rozp rka . 5 Rozp rka . 6 Rozp rka . 7 Rozp rka . 8 Rozp rka . 9
konstrukce pro p ípad D k .
σo σN S 2 [mm ] [MPa] [MPa]
T [N]
128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 128,740 62,800 62,800 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060 91,060
4610 2560 7170 2560 2560 7680 3580 4100 4100 5630 4610 2560 512 2560 1540 2560 512
167 228 122 137 198 122 167 137 137 76 91 122 15 76 167 167 15
37 23 42 23 23 60 60 70 37 42 37 28 5 14 14 23 5
τ
σRED
RP0,2 [MPa] [MPa] [MPa] 36 20 56 20 20 60 57 65 45 62 51 28 6 28 17 28 6
216,4 254,4 198,1 165,1 224,8 218,0 254,4 244,6 196,1 170,9 163,5 160,1 22,8 106,1 184,1 198,4 22,8
407 407 407 407 407 407 640 640 407 407 407 407 407 407 407 407 407
η
[-] 1,88 1,60 2,05 2,47 1,81 1,87 2,52 2,62 2,08 2,38 2,49 2,54 17,84 3,84 2,21 2,05 17,84
9.5 Výsledky výpo t výztužných lan 9.5.1 Ozna ení lan
.19 .6 .8 .10 .5 .7 .9
Obr. 40 Výztužná lana na horním k ídle Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 70 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
.12 .14 .16 .11 .13 .15
Obr. 41 Výztužná lana na spodním k ídle
.18 .4 .2
.17 .1 .3
Obr. 42 Hlavní výztužná nosná lana dvouplošníku Hlavní výztužná nosná lana dvouplošníku jsou ozna ena . 1-4. Pro druhou polovinu k ídla jsou hodnoty symetrické. Další výztužná lana horního a spodního k ídla jsou ozna ena . 5-16 a pro druhou polovinu k ídla jsou hodnoty rovn ž symetrické. Poslední výztužná lana jsou lana baldachýnu .17-19, která jsou op t symetrická k lan m, se kterými se k íží. Místa v tabulkách vypln ná poml kou mají tém nulové Brn 19.05.2010 Martin Kozelský - 71 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ p sobící síly a tím také tém nulové osové nap tí a jejich bezpe nost vychází mnohonásobná. Tab. 45 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad A ást konstrukce Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
.1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
S [mm2] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
N
σN
Rm
[N] [MPa] [MPa] 7368,000 711 1961 6345,000 612 1961 0,444 0 1961 0,392 0 1961 2568,000 614 1961 0,086 0 1961 0,107 0 1961 2239,000 536 1961 726,000 174 1961 847,000 203 1961 384,000 92 1961 428,000 102 1961 0,047 0 1961 1058,000 253 1961 149,000 36 1961 1190,000 285 1961 70,991 17 1961 49,205 12 1961 0,009 0 1961 0,009 0 1961 0,560 0 1961 0,418 0 1961
ηL
ηLO
[-]
[-]
2,8 3,2 3,2 3,7 11,3 9,7 21,3 19,2 7,7 55,0 6,9 115,5 166,6 -
2,1 2,5 2,1 2,4 7,5 6,4 14,2 12,7 5,1 36,5 4,6 76,7 110,6 -
Tab. 46 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad D ást konstrukce Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Brn
.1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 . 10 . 11 . 12
S [mm2] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
N
σN
[N] [MPa] 7368,000 711 6345,000 612 0,444 0 0,392 0 2568,000 614 0,086 0 0,107 0 2239,000 536 726,000 174 847,000 203 384,000 92 428,000 102
19.05.2010
Rm
ηL
ηLO
[MPa] 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
[-] 2,8 3,2 3,2 3,7 11,3 9,7 21,3 19,2
[-] 2,1 2,5 2,1 2,4 7,5 6,4 14,2 12,7
Martin Kozelský - 72 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
. 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
0,047 1058,000 149,000 1190,000 70,991 49,205 0,009 0,009 0,560 0,418
0 253 36 285 17 12 0 0 0 0
1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
7,7 55,0 6,9 115,5 166,6 -
5,1 36,5 4,6 76,7 110,6 -
Tab. 47 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad E ást konstrukce
S
N 2
Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
.1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
[mm ] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
σN
[N] [MPa] 0,074 0 0,052 0 2418,000 233 1778,000 172 0,054 0 1119,000 268 988,000 236 0,049 0 122,000 29 29,000 7 37,000 9 0,001 0 377,000 90 0,023 0 371,000 89 0,018 0 0,015 0 212,000 51 118,000 28 54,000 13 236,000 56 0,007 0
Rm
ηL
ηLO
[MPa] 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
[-] 8,4 11,4 7,3 8,3 67,2 282,7 221,5 21,7 22,1 38,7 69,5 151,8 34,7 -
[-] 6,5 8,9 4,9 5,5 44,6 187,7 147,1 14,4 14,7 25,7 46,1 100,8 23,1 -
Tab. 48 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad G ást konstrukce
S
N 2
Výztužné lano . 1 Výztužné lano . 2 Výztužné lano . 3 Brn
[mm ] 10,36 10,36 10,36
σN
[N] [MPa] 0,100 0 0,074 0 3277,000 316
19.05.2010
Rm
ηL
ηLO
[MPa] 1961 1961 1961
[-] 6,2
[-] 4,8
Martin Kozelský - 73 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
.4 .5 .6 .7 .8 .9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
2494,000 0,068 1467,000 1287,000 0,064 199,000 73,000 80,000 14,000 573,000 0,035 569,000 0,026 0,009 68,000 169,000 66,000 113,000 12,000
241 0 351 308 0 48 17 19 3 137 0 136 0 0 16 40 16 27 3
1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
8,1 5,6 6,4 41,2 112,3 102,5 585,5 14,3 14,4 120,5 48,5 124,2 72,5 683,1
6,3 3,7 4,2 27,3 74,5 68,0 388,7 9,5 9,6 80,0 32,2 82,5 48,2 453,5
Tab. 49 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad A k . dol ást konstrukce Výztužné lano . 1 Výztužné lano . 2 Výztužné lano . 3 Výztužné lano . 4 Výztužné lano . 5 Výztužné lano . 6 Výztužné lano . 7 Výztužné lano . 8 Výztužné lano . 9 Výztužné lano . 10 Výztužné lano . 11 Výztužné lano . 12 Výztužné lano . 13 Výztužné lano . 14 Výztužné lano . 15 Výztužné lano . 16 Výztužné lano . 17 Výztužné lano . 18 Výztužné lano . 19 Výztužné lano . 20 Výztužné lano . 21 Výztužné lano . 22 Brn 19.05.2010
S
N
[mm2] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
[N] 6177 5438 0,375 0,336 1912 0,071 0,08 1681 441 552 285 359 0,056 1155 0,002 1170 0,007 300 143 0,001 85 0,016
σN
[MPa] 596 525 0 0 457 0 0 402 106 132 68 86 0 276 0 280 0 72 34 0 20 0
- 74 -
Rm [MPa] 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
ηL
ηLO
[-] [-] 3,3 2,5 3,7 2,9 4,3 2,8 4,9 3,2 18,6 12,3 14,8 9,9 28,8 19,1 22,8 15,2 7,1 4,7 7,0 4,7 27,3 18,1 57,3 38,1 96,4 64,0 Martin Kozelský
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 50 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad A k . nahoru ást konstrukce Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
.1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
S
N
[mm2] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
[N] 5865 5357 0,811 0,759 1832 0,071 0,078 1597 446 551 291 362 0,057 1149 0,008 1161 0,007 300 143 0,001 85 0,016
σN
[MPa] 566 517 0 0 438 0 0 382 107 132 70 87 0 275 0 278 0 72 34 0 20 0
Rm
ηL
ηLO
[MPa] 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
[-] 3,5 3,8 4,5 5,1 18,4 14,9 28,2 22,6 7,1 7,1 27,3 57,3 96,4 -
[-] 2,7 2,9 3,0 3,4 12,2 9,9 18,7 15,0 4,7 4,7 18,1 38,1 64,0 -
Tab. 51 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad D k . dol ást konstrukce Výztužné lano . 1 Výztužné lano . 2 Výztužné lano . 3 Výztužné lano . 4 Výztužné lano . 5 Výztužné lano . 6 Výztužné lano . 7 Výztužné lano . 8 Výztužné lano . 9 Výztužné lano . 10 Výztužné lano . 11 Výztužné lano . 12 Výztužné lano . 13 Výztužné lano . 14 Brn 19.05.2010
S [mm2] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
N
σN
[N] [MPa] 6181,000 597 5441,000 525 0,375 0 0,337 0 1912,000 457 0,071 0 0,080 0 1681,000 402 445,000 106 556,000 133 285,000 68 360,000 86 0,056 0 1156,000 277 - 75 -
Rm [MPa] 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
ηL
ηLO
[-] [-] 3,3 2,5 3,7 2,9 4,3 2,8 4,9 3,2 18,4 12,2 14,7 9,8 28,8 19,1 22,8 15,1 7,1 4,7 Martin Kozelský
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
. 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
0,002 1171,000 0,007 306,000 0,014 0,001 90,000 0,017
0 280 0 73 0 0 22 0
1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
7,0 26,8 91,1 -
4,6 17,8 60,5 -
Tab. 52 Pevnostní výpo et prutových prvk konstrukce pro p ípad D k . nahoru ást konstrukce Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano Výztužné lano
.1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 . 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 . 22
S [mm2] 10,36 10,36 10,36 10,36 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18 4,18
N
σN
[N] [MPa] 5865,000 566 5358,000 517 0,812 0 0,759 0 1832,000 438 0,072 0 0,078 0 1597,000 382 446,000 107 511,000 122 291,000 70 362,000 87 0,057 0 1149,000 275 0,008 0 1161,000 278 0,007 0 306,000 73 0,014 0 0,001 0 90,000 22 0,017 0
Rm
ηL
ηLO
[MPa] 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961 1961
[-] 3,5 3,8 4,5 5,1 18,4 16,0 28,2 22,6 7,1 7,1 26,8 91,1 -
[-] 2,7 2,9 3,0 3,4 12,2 10,6 18,7 15,0 4,7 4,7 17,8 60,5 -
9.6 Ur ení sou initel pro výpo et oka Pro pevnostní výpo et oka je nutné ur it sou initele p sobení r zných vliv , které závisí p edevším na rozm rových charakteristikách záv s , jejich tolerancích a na sm ru p sobící síly. I p esto, že je na dvouplošníku nutné spo ítat velmi mnoho záv s , m žeme je všechny podle tvaru a rozm r rozd lit do p ti typ .
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 76 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.6.1 Sou initelé pro výpo et záv su . 1
Obr. 43 Nákres záv su . 1
Vliv tlouš ky oka a vzdálenosti otvoru od okraje oka
t 10 a 11 = = 1,1 ; = = 1,2 9 d d 9
pro tyto dva pom ry je sou initel f1 = 0,94
Vliv dovolené deformace oka P i pr m ru d = 9 mm a toleranci tohoto pr m ru H8 je sou initel f 2 = 1,05 Vliv v le dovolené p i výrob Pro uložení H8 je sou initel f 3 = 1 Vliv druhu zatížení a významu ástí draku Pro z ídka rozebíraná spojovací kování k ídel je sou initel f 4 = 1 Vliv zúžení za okem
b1 37 = = 1,59 pro tento pom r je sou initel k1 = 1 b 23,26 Vliv sm ru p sobící síly na oko Pro sílu p sobící ve sm ru osy soum rnosti oka je sou initel k 2 = 1
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 77 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.6.2 Sou initelé pro výpo et záv su . 2
Obr. 44 Nákres záv su . 2 Vliv tlouš ky oka a vzdálenosti otvoru od okraje oka
t 5 a 11 = = 0,6 ; = = 1,2 d 9 d 9
pro tyto dva pom ry je sou initel f1 = 0,93
Vliv dovolené deformace oka P i pr m ru d = 9 mm a toleranci tohoto pr m ru H8 je sou initel f 2 = 1,05 Vliv v le dovolené p i výrob Pro uložení H8 je sou initel f 3 = 1 Vliv druhu zatížení a významu ástí draku Pro z ídka rozebíraná spojovací kování k ídel je sou initel f 4 = 1 Vliv zúžení za okem
b1 37 = = 1,62 pro tento pom r je sou initel k1 = 1 b 22,86 Vliv sm ru p sobící síly na oko Pro sílu p sobící ve sm ru osy soum rnosti oka je sou initel k 2 = 1
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 78 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.6.3 Sou initelé pro výpo et záv su . 3
Obr. 45 Nákres záv su . 3 Vliv tlouš ky oka a vzdálenosti otvoru od okraje oka
t 10 a 11 = = 1,1 ; = = 1,2 d 9 d 9
pro tyto dva pom ry je sou initel f1 = 0,94
Vliv dovolené deformace oka P i pr m ru d = 9 mm a toleranci tohoto pr m ru H8 je sou initel f 2 = 1,05
Vliv v le dovolené p i výrob Pro uložení H8 je sou initel f 3 = 1 Vliv druhu zatížení a významu ástí draku Pro z ídka rozebíraná spojovací kování k ídel je sou initel f 4 = 1 Vliv zúžení za okem
b1 34 = = 1,51 pro tento pom r je sou initel k1 = 1 b 22,4 Vliv sm ru p sobící síly na oko Pro sílu p sobící ve sm ru osy soum rnosti oka je sou initel k 2 = 1
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 79 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.6.4 Sou initelé pro výpo et záv su . 4
Obr. 46 Nákres záv su . 4 Vliv tlouš ky oka a vzdálenosti otvoru od okraje oka
t 4 a 10 = = 0,57 ; = = 1,4 d 7 d 7
pro tyto dva pom ry je sou initel f1 = 1,2
Vliv dovolené deformace oka P i pr m ru d = 7 mm a toleranci tohoto pr m ru H8 je sou initel f 2 = 1,075 Vliv v le dovolené p i výrob Pro uložení H8 je sou initel f 3 = 1 Vliv druhu zatížení a významu ástí draku Pro z ídka rozebíraná spojovací kování k ídel je sou initel f 4 = 1 Vliv zúžení za okem b1 10 = = 0,5 pro tento pom r je sou initel k1 = 0,9 b 20 Vliv sm ru p sobící síly na oko
Pro sílu p sobící ve sm ru osy soum rnosti oka je sou initel k 2 = 1
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 80 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.6.5 Sou initelé pro výpo et záv su . 5
Obr. 47 Nákres záv su . 5 Vliv tlouš ky oka a vzdálenosti otvoru od okraje oka
t 2 a 12 = = 0,2 ; = = 1,7 d 9 d 7
pro tyto dva pom ry je sou initel f1 = 1,11
Vliv dovolené deformace oka P i pr m ru d = 7 mm a toleranci tohoto pr m ru H8 je sou initel f 2 = 1,075
Vliv v le dovolené p i výrob Pro uložení H8 je sou initel f 3 = 1 Vliv druhu zatížení a významu ástí draku Pro z ídka rozebíraná spojovací kování k ídel je sou initel f 4 = 1 Vliv zúžení za okem
b1 20,05 = = 0,82 pro tento pom r je sou initel k1 = 1 b 24,21 Vliv sm ru p sobící síly na oko Pro sílu p sobící ve sm ru osy soum rnosti oka je sou initel k 2 = 1 Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 81 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.7 Pevnostní výpo et oka s ohledem na deformaci oka 9.7.1 Vzorce pro pevnostní výpo et oka
Obr. 48 Nákres rozm rových hodnot použitých ve vzorcích a) Utržení oka
σ=
P ≤ σ PK , F1 = 2.c.t F1
(94)
σ PK = 0,735.RP 0, 2 . f 2 . f 3 . f 4 .k1 .k 2 .
1 0,75
(95)
P – síla p sobící na oko b) Vysmyknutí epu a roztržení oka
σ OTL =
P ≤ σ PKOTL , F2 = d .t F2
σ PKOTL = RP 0, 2 . f1 . f 2 . f 3 . f 4 .k1 .k 2 .
(96) 1 0,75
(97)
P – síla p sobící na oko
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 82 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.7.2 Pevnostní výpo et ok záv s mezi nosníky horního k ídla a baldachýnem Jde o spojení záv s
. 1 a . 2.
Obr. 49 Nákres spojení záv s Tab.53 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu p edního záv su horního k ídla Záv s . 1 A D
E
Utržení Fy [N] 1450 1450 477 Fx [N] 1020 1020 1730 F1 [mm2] 142,6 142,6 142,6 7 7 12 σ [MPa] σPK [MPa] 278 278 278 39 39 23 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 90 90 F2 [mm2] 90 11 19 σOTL [MPa] 11 σPKOTL [MPa] 355 355 355 31 31 18 η [-] AND ANN DND Utržení 947 947 946 Fy [N] Fx [N] 1200 1200 1200 F1 [mm2] 142,6 142,6 142,6 8 8 8 σ [MPa] σPK [MPa] 278 278 278 33 33 33 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 90 90 F2 [mm2] 90 13 13 σOTL [MPa] 13 σPKOTL [MPa] 355 355 355 27 27 27 η [-]
Brn
Záv s . 2 A D
G 633 2290 142,6 16 278 17 90 25 355 14 DNN 946 1200 142,6 8 278 33 90 13 355 27
E
G
Utržení Fy [N] 1450 1450 477 633 510 510 865 1145 Fx/2 [N] F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 7 7 12 17 σ [MPa] σPK [MPa] 278 278 278 278 38 38 22 17 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 11 19 25 σOTL [MPa] 11 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 31 31 18 14 η [-] AND ANN DND DNN Utržení 947 947 946 946 Fy [N] 600 600 600 600 Fx/2 [N] F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 9 9 9 9 σ [MPa] σPK [MPa] 278 278 278 278 32 32 32 32 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 13 13 13 σOTL [MPa] 13 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 26 26 26 26 η [-]
19.05.2010
Martin Kozelský - 83 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 54 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu zadního záv su horního k ídla Záv s . 1 A D
E
Utržení 512 512 427 298 Fy [N] Fx [N] 9140 9140 2860 2460 F1 [mm2] 142,6 142,6 142,6 142,6 64 20 17 σ [MPa] 64 σPK [MPa] 278 278 278 278 4 4 14 16 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 90 90 90 F2 [mm2] 90 32 27 σOTL [MPa] 102 102 σPKOTL [MPa] 355 355 355 355 3 3 11 13 η [-] AND ANN DND DNN Utržení 324 324 324 324 Fy [N] Fx [N] 7290 7290 7300 7300 F1 [mm2] 142,6 142,6 142,6 142,6 51 51 51 σ [MPa] 51 σPK [MPa] 278 278 278 278 5 5 5 5 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 90 90 90 F2 [mm2] 90 81 81 81 σOTL [MPa] 81 σPKOTL [MPa] 355 355 355 355 4 4 4 4 η [-]
Brn
Záv s . 2 A D
G
E
G
Utržení 512 512 427 298 Fy [N] Fx/2 [N] 4570 4570 1430 1230 F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 66 21 18 σ [MPa] 66 σPK [MPa] 278 278 278 278 4 4 13 16 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 32 27 σOTL [MPa] 102 102 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 3 3 11 13 η [-] AND ANN DND DNN Utržení 324 324 324 324 Fy [N] Fx/2 [N] 3645 3645 3650 3650 F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 53 53 53 σ [MPa] 53 σPK [MPa] 278 278 278 278 5 5 5 5 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 81 81 81 σOTL [MPa] 81 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 4 4 4 4 η [-]
19.05.2010
Martin Kozelský - 84 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.7.3 Pevnostní výpo et ok záv s baldachýnem Jde o spojení záv s
mezi nosníky spodního k ídla a
. 2 a . 3.
Obr. 50 Nákres spojení záv s Tab. 55 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu p edního záv su spodního k ídla Záv s . 3 A D
E
G
Utržení 620 620 217 299 Fy [N] 317 317 2190 2900 Fx [N] 2 F1 [mm ] 40,2 40,2 40,2 40,2 8 8 54 72 σ [MPa] σPK [MPa] 453 453 453 453 57 57 8 6 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 27 27 27 F2 [mm2] 27 12 81 107 σOTL [MPa] 12 σPKOTL [MPa] 579 579 579 579 49 49 7 5 η [-] AND ANN DND DNN Utržení Fy [N] 1040 1040 1040 1040 Fx [N] 1220 1220 1220 1220 F1 [mm2] 40,2 40,2 40,2 40,2 30 30 30 σ [MPa] 30 σPK [MPa] 453 453 453 453 15 15 15 15 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 27 27 27 F2 [mm2] 27 45 45 45 σOTL [MPa] 45 σPKOTL [MPa] 579 579 579 579 13 13 13 13 η [-] Brn
Záv s . 2 A D
E
G
Utržení 620 620 217 299 Fy [N] Fx/2 [N] 158,5 158,5 1095 1450 F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 2 2 16 21 σ [MPa] σPK [MPa] 278 278 278 278 121 121 18 13 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 4 4 24 32 σOTL [MPa] σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 100 100 14 11 η [-] AND ANN DND DNN Utržení Fy [N] 1040 1040 1040 1040 610 610 610 610 Fx/2 [N] 2 F1 [mm ] 69,3 69,3 69,3 69,3 9 9 9 9 σ [MPa] σPK [MPa] 278 278 278 278 32 32 32 32 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 14 14 14 σOTL [MPa] 14 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 26 26 26 26 η [-]
19.05.2010
Martin Kozelský - 85 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 56 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu zadního záv su spodního k ídla Záv s . 3 A D
E
Utržení 159 159 125 172 Fy [N] Fx [N] 1610 1610 827 1100 F1 [mm2] 40,2 40,2 40,2 40,2 40 21 27 σ [MPa] 40 σPK [MPa] 453 453 453 453 11 11 22 17 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 27 27 27 F2 [mm2] 27 60 31 41 σOTL [MPa] 60 σPKOTL [MPa] 579 579 579 579 10 10 19 14 η [-] AND ANN DND DNN Utržení 456 456 456 456 Fy [N] Fx [N] 2510 2510 2510 2510 F1 [mm2] 40,2 40,2 40,2 40,2 62 62 62 σ [MPa] 62 σPK [MPa] 453 453 453 453 7 7 7 7 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 27 27 27 F2 [mm2] 27 93 93 93 σOTL [MPa] 93 σPKOTL [MPa] 579 579 579 579 6 6 6 6 η [-]
Brn
Záv s . 2 A D
G
E
G
Utržení 159 159 125 172 Fy [N] 805 805 413,5 550 Fx/2 [N] F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 12 6 8 σ [MPa] 12 σPK [MPa] 278 278 278 278 24 24 47 35 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 18 9 12 σOTL [MPa] 18 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 20 20 38 29 η [-] AND ANN DND DNN Utržení 456 456 456 456 Fy [N] Fx/2 [N] 1255 1255 1255 1255 F1 [mm2] 69,3 69,3 69,3 69,3 18 18 18 σ [MPa] 18 σPK [MPa] 278 278 278 278 15 15 15 15 η [-] Vysmyknutí epu a roztržení oka 45 45 45 F2 [mm2] 45 28 28 28 σOTL [MPa] 28 σPKOTL [MPa] 352 352 352 352 13 13 13 13 η [-]
19.05.2010
Martin Kozelský - 86 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ 9.7.4 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu záv s vzp rami Jde o spojení záv s
mezi kováním a N –
. 4 a . 5.
Obr. 51 Nákres spojení záv s Tab. 57 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad A .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 879 879 6740 6740 439 439 1600 1600 578 578 767 767 578 578 327 327
Fy/2 [N] 439,5 439,5 3370 3370 219,5 219,5 800 800 289 289 383,5 383,5 289 289 163,5 163,5
Fx [N] 1350 1350 37,3 37,3 4980 4980 33,8 33,8 1350 1350 529 529 1480 1480 511 511
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 16,9 12,6 129,6 96,7 8,4 6,3 30,8 23,0 11,1 8,3 14,8 11,0 11,1 8,3 6,3 4,7
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 25 37 3 5 49 74 14 20 38 56 28 42 38 56 66 99
Martin Kozelský - 87 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 58 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí roztržení oka pro p ípad A .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 879 879 6740 6740 439 439 1600 1600 578 578 767 767 578 578 327 327
Fy/2 [N] 439,5 439,5 3370 3370 219,5 219,5 800 800 289 289 383,5 383,5 289 289 163,5 163,5
Fx [N] 1350 1350 37,3 37,3 4980 4980 33,8 33,8 1350 1350 529 529 1480 1480 511 511
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 15,7 15,7 60,2 120,4 3,9 7,8 14,3 28,6 5,2 10,3 6,8 13,7 5,2 10,3 2,9 5,8
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
epu a
η [-] 43 41 11 5 172 83 47 23 131 63 99 48 131 63 231 111
Tab. 59 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad D .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 879 879 6740 6740 439 439 1600 1600 578 578 767 767 578 578 327 327
Fy/2 [N] 439,5 439,5 3370 3370 219,5 219,5 800 800 289 289 383,5 383,5 289 289 163,5 163,5
Fx [N] 1350 1350 37,3 37,3 4980 4980 33,8 33,8 1350 1350 529 529 1480 1480 511 511
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 16,9 12,6 129,6 96,7 8,4 6,3 30,8 23,0 11,1 8,3 14,8 11,0 11,1 8,3 6,3 4,7
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 25 37 3 5 49 74 14 20 38 56 28 42 38 56 66 99
Martin Kozelský - 88 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 60 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí roztržení oka pro p ípad D .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 879 879 6740 6740 439 439 1600 1600 578 578 767 767 578 578 327 327
Fy/2 [N] 439,5 439,5 3370 3370 219,5 219,5 800 800 289 289 383,5 383,5 289 289 163,5 163,5
Fx [N] 1350 1350 37,3 37,3 4980 4980 33,8 33,8 1350 1350 529 529 1480 1480 511 511
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 15,7 15,7 60,2 120,4 3,9 7,8 14,3 28,6 5,2 10,3 6,8 13,7 5,2 10,3 2,9 5,8
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
epu a
η [-] 43 41 11 5 172 83 47 23 131 63 99 48 131 63 231 111
Tab. 61 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad E .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 647 647 354 354 428 428 320 320 245 245 99,4 99,4 104 104 163 163
Fy/2 [N] 323,5 323,5 177 177 214 214 160 160 122,5 122,5 49,7 49,7 52 52 81,5 81,5
Fx [N] 234 234 4000 4000 1890 1890 247 247 57,9 57,9 647 647 110 110 469 469
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 12,4 9,3 6,8 5,1 8,2 6,1 6,2 4,6 4,7 3,5 1,9 1,4 2,0 1,5 3,1 2,3
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 34 50 61 91 51 75 68 101 89 132 218 325 209 311 133 198
Martin Kozelský - 89 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 62 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí epu a roztržení oka pro p ípad E .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 647 647 354 354 428 428 320 320 245 245 99,4 99,4 104 104 163 163
Fy/2 [N] 323,5 323,5 177 177 214 214 160 160 122,5 122,5 49,7 49,7 52 52 81,5 81,5
Fx [N] 234 234 4000 4000 1890 1890 247 247 57,9 57,9 647 647 110 110 469 469
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 11,6 11,6 3,2 6,3 3,8 7,6 2,9 5,7 2,2 4,4 0,9 1,8 0,9 1,9 1,5 2,9
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
η [-] 58 56 214 103 177 85 236 114 308 149 760 367 727 351 464 224
Tab. 63 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad G .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 860 860 47,7 47,7 570 570 428 428 324 324 133 133 140 140 216 216
Fy/2 [N] 430 430 23,85 23,85 285 285 214 214 162 162 66,5 66,5 70 70 108 108
Fx [N] 316 316 5320 5320 2510 2510 332 332 77,3 77,3 859 859 147 147 624 624
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 16,5 12,3 0,9 0,7 11,0 8,2 8,2 6,1 6,2 4,6 2,6 1,9 2,7 2,0 4,2 3,1
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 25 38 455 677 38 57 51 75 67 100 163 243 155 231 100 150
Martin Kozelský - 90 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 64 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí roztržení oka pro p ípad G .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 860 860 47,7 47,7 570 570 428 428 324 324 133 133 140 140 216 216
Fy/2 [N] 430 430 23,85 23,85 285 285 214 214 162 162 66,5 66,5 70 70 108 108
Fx [N] 316 316 5320 5320 2510 2510 332 332 77,3 77,3 859 859 147 147 624 624
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 15,4 15,4 0,4 0,9 5,1 10,2 3,8 7,6 2,9 5,8 1,2 2,4 1,3 2,5 1,9 3,9
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
epu a
η [-] 44 42 1584 764 133 64 177 85 233 113 568 274 540 260 350 169
Tab. 65 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad A k idélko dol .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 947 947 3640 3640 105 105 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 473,5 473,5 1820 1820 52,5 52,5 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 858 858 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 539 539
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 18,2 13,6 70,0 52,2 2,0 1,5 17,5 13,0 5,7 4,3 14,7 11,0 9,8 7,3 6,4 4,8
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 23 34 6 9 207 308 24 36 73 108 28 42 42 63 65 97
Martin Kozelský - 91 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 66 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí epu a roztržení oka pro p ípad A k idélko dol .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 947 947 3640 3640 105 105 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 473,5 473,5 1820 1820 52,5 52,5 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 858 858 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 539 539
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 16,9 16,9 32,5 65,0 0,9 1,9 8,1 16,2 2,7 5,3 6,8 13,7 4,6 9,1 3,0 6,0
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
η [-] 40 38 21 10 720 347 83 40 254 122 99 48 148 71 226 109
Tab. 67 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad A k idélko nahoru .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 947 947 3640 3640 105 105 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 473,5 473,5 1820 1820 52,5 52,5 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 858 858 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 539 539
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 18,2 13,6 70,0 52,2 2,0 1,5 17,5 13,0 5,7 4,3 14,7 11,0 9,8 7,3 6,4 4,8
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 23 34 6 9 207 308 24 36 73 108 28 42 42 63 65 97
Martin Kozelský - 92 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 68 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí roztržení oka pro p ípad A k idélko nahoru .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 947 947 3640 3640 105 105 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 473,5 473,5 1820 1820 52,5 52,5 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 858 858 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 539 539
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 16,9 16,9 32,5 65,0 0,9 1,9 8,1 16,2 2,7 5,3 6,8 13,7 4,6 9,1 3,0 6,0
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
epu a
η [-] 40 38 21 10 720 347 83 40 254 122 99 48 148 71 226 109
Tab. 69 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad D k idélko dol .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 940 940 3640 3640 106 106 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 470 470 1820 1820 53 53 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 852 852 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 540 540
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 13,08 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 18,1 13,5 70,0 52,2 2,0 1,5 69,5 13,0 5,7 4,3 14,7 11,0 9,8 7,3 6,4 4,8
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 23 34 6 9 205 305 6 36 73 108 28 42 42 63 65 97
Martin Kozelský - 93 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 70 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí roztržení oka pro p ípad D k idélko dol .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 940 940 3640 3640 106 106 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 470 470 1820 1820 53 53 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 852 852 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 540 540
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 16,8 16,8 32,5 65,0 0,9 1,9 8,1 16,2 2,7 5,3 6,8 13,7 4,6 9,1 3,0 6,0
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
epu a
η [-] 40 39 21 10 713 344 83 40 254 122 99 48 148 71 226 109
Tab. 71 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na utržení pro p ípad D k idélko nahoru .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Brn
Fy [N] 940 940 3640 3640 106 106 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 470 470 1820 1820 53 53 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 852 852 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 540 540
F1 [mm2] 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84 52 34,84
19.05.2010
σ [MPa] 18,1 13,5 70,0 52,2 2,0 1,5 17,5 13,0 5,7 4,3 14,7 11,0 9,8 7,3 6,4 4,8
σPK [MPa] 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464 417 464
η [-] 23 34 6 9 205 305 24 36 73 108 28 42 42 63 65 97
Martin Kozelský - 94 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Tab. 72 Výsledné hodnoty pevnostního výpo tu oka na vysmyknutí roztržení oka pro p ípad D k idélko nahoru .záv su 5 6 7 8 9 10 11 12
Fy [N] 940 940 3640 3640 106 106 909 909 298 298 765 765 512 512 334 334
Fy/2 [N] 470 470 1820 1820 53 53 454,5 454,5 149 149 382,5 382,5 256 256 167 167
Fx [N] 1030 1030 852 852 3840 3840 489 489 1120 1120 506 506 1280 1280 540 540
F2 [mm2] 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28 56 28
σOTL [MPa] 16,8 16,8 32,5 65,0 0,9 1,9 8,1 16,2 2,7 5,3 6,8 13,7 4,6 9,1 3,0 6,0
σPKOTL [MPa] 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651 675 651
epu a
η [-] 40 39 21 10 713 344 83 40 254 122 99 48 148 71 226 109
10. Záv r Cílem této práce byl základní aerodynamický návrh a pevnostní výpo et konstrukce repliky dvouplošníku podle p edpisu UL-2. V úvodu této práce jsou pro porovnání uvedeny základní údaje a nákres skute ného letounu. Replika bude tvarov vypadat stejn jako skute ná p edloha, ale bude rozm rov zmenšena na 70% p edlohy. Dále byly ur eny základní charakteristiky k ídel, pro další aerodynamický výpo et. Výhodou bylo, že k ídlo má obdélníkový p dorys, což je z aerodynamického hlediska výhodné, protože k ídlo nebylo nutné geometricky ani aerodynamicky kroutit. Další výhodou bylo, že k ídlo má po celém rozp tí stejný profil NACA 4412, což se projevilo v zjednodušení výpo tu poláry letounu a bude také mén náro né na výrobu. P i výpo t poláry bylo nutné po ítat s interakcí horního a spodního k ídla, což se projevilo p i výpo t indukovaného odporu a indukovaného úhlu náb hu, do kterých musel být zahrnut Munk v sou initel, který závisí na rozm rových charakteristikách dvouplošníku, a to na pom ru rozp tí, sv tlosti a p esazení k ídel. Další nutností bylo p epo ítat sou initelé vztlaku na jednotlivá k ídla. Dále byly pomocí poláry letounu vypo ítány pot ebné tahy a výkony, které se dále porovnávaly s tahy a výkony využitelnými. Tyto tahy a výkony se vypo ítaly pomocí charakteristik motoru a použité vrtule. P i porovnání pot ebných a využitelných výkon byla získána maximální rychlost v horizontálním letu vH = 198 km.h-1. Dalším krokem byl výpo et manévrové a poryvové obálky, tedy rychlostí a násobk ve všech režimech letu. Pro další výpo ty zatížení a pevnosti byly použity zat žující symetrické p ípady v bodech obálky A, D, E, F a nesymetrické k idélkové p ípady v bodech obálky A a D. Dalším krokem byl návrh konstrukce, která je založena na hlavním a pomocném trubkovém Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 95 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ nosníku, vyztuženým ve více namáhaných místech dalšími duralovými trubkami a na hlavních výztužných lanech, p enášejících zatížení mezi horním a spodním k ídlem. Spojení obou k ídel dále zajiš ují N – vzp ry. Dále se tato konstrukce pevnostn po ítala pomocí program Patran. Z výsledk vygenerovaných tímto programem byla vzata maxima ohybových a axiálních nap tí, a také posouvajících sil z jednotlivých ástí konstrukce. Pro p ípad A a D bylo vypo ítáno nejv tší ohybové nap tí na hlavním nosníku horního k ídla kolem uchycení N-vzp r 275 MPa, nejv tší axiální nap tí bude v míst p edních ástí N-vzp r k ídlo-trup 98,2 MPa a nejv tší posouvající síla bude p sobit na pomocném nosníku baldachýnu 9720 N. Pro p ípad E vyšlo nejv tší ohybové nap tí v míst hlavního nosníku spodního k ídla kolem uchycení N-vzp r 101 MPa, nejv tší axiální nap tí bude v míst p edních ástí Nvzp r 68,9 MPa a nejv tší posouvající síla bude na pomocném nosníku baldachýnu 4230 N. Pro poslední p ípad G bude nejv tší ohybové nap tí 117 MPa, nejv tší axiální nap tí bude 91,4 MPa a nejv tší posouvající síla bude 5680 N a jejich p sobišt bude ve stejných místech jako u p ípadu E. U nesymetrických p ípad zatížení vyšly hodnoty nap tí a posouvajících sil menší, než u symetrických p ípad A a D. Dále bylo z t chto maxim spo ítáno redukované nap tí, které se dále porovnávalo s pevnostními charakteristikami použitého materiálu. Kontrola pr hyb k ídla ukázala, že maximální pr hyb bude, podle o ekávání, na konci k ídel a jeho hodnota je 173 mm.
11. Použitá literatura [1] Br ha, O., Felber, V., Smola , V.: Letecký pr vodce díl 2, Praha, 1939 [2] Roskam, J., Chuan-Tau, E.L.: Airplane Aerodynamics and Performance, University of Kansas, 1997 [3] Sekanina, F.: Aerodynamický výpo et letadla, Praha, 1944 [4] Filakovský,K.,Klimi ek,S.: Universal Propeler Characteristics, Brno [5] Lowry,J.T.: Performance of light aircraft, AIAA, 1999 [6] Dan k, V.: Mechanika letu I, Brno, 1993 [7] Van k, F., Hlinka, J.: Uživatelská p íru ka programu Glauert III, Brno, 2003 [8]
alkovský A. CSc.: Konstrukce a pevnost letadel II,VAAZ, Brno, 1971
[9] Mertl, V.: Konstrukce a projektování letadel, Brno, 2000 [10] Olšanský, O., Mat j ek, J.: Konstrukce a výpo et ultralehkých letoun , Praha, 1999 [11] tverák, J., Mertl, V., Píšt k,A.: Soubor podklad leteckých konstrukcí, VUT, Brno, 1997
pro pevnostní výpo ty
[12] UL 2 – I. ást, LAA, Praha, 2002 Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 96 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ [13] www.slavetind.cz, 2010 [14] www.woodcomp.cz, 2010
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 97 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
13. Seznam použitých symbol Symbol Jednotky
Význam symbolu
c [m] l1 [m] l2 [m] SH [m2] SS [m2] S [-] [m] λ s [m] H [m] [°] δ [m2] SVOP SSOP [m2] Re [-] [m2.s-1] ν M [-] a [m.s-1] [°] αP cLP [-] cDP [-] cDi [-] [-] µ [°] αi [°] α cDK [-] cLK [-] cDŠ [-] cDLET [-] [-] cLLET cLH [-] cLS [-] L [N] G [N] m [m] g [m.s-2] [kg.m-3] ρ TP [N] TV [N] PP [W] [W] PV nVRT [-] [-] JM DVRT [m] [-] ηVRT [-] kZAST Brn 19.05.2010
hloubka k ídla rozp tí horního k ídla rozp tí spodního k ídla plocha horního k ídla plocha spodního k ídla nosná plocha dvouplošníku štíhlost stupn ní sv tlost úhel k ížení plocha VOP plocha SOP Reynoldsovo íslo kinematická viskozita Machovo íslo Rychlost zvuku Úhel náb hu profilu Sou initel vztlaku profilu Sou initel odporu profilu Sou initel indukovaného odporu Pom r rozp tí k ídel Indukovaný úhel náb hu Celkový úhel náb hu Sou initel odporu k ídla Sou initel vztlaku k ídla Sou initel škodlivého odporu Sou initel odporu letadla Sou initel vztlaku letadla Sou initel vztlaku horního k ídla Sou initel vztlaku spodního k ídla Vztlak letounu Tíha letounu Hmotnost Gravita ní zrychlení Hustota Pot ebný tah Využitelný tah Pot ebný výkon Využitelný výkon Otá ky vrtule Postupový pom r Pr m r vrtule Ú innost vrtule Sou initel zástavby Martin Kozelský - 98 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ vs [m.s-1] Pádová rychlost vA [m.s-1] Obratová rychlost -1 vD [m.s ] Rychlost st emhlavého letu vSG [m.s-1] Pádová rychlost v letu na zádech -1 vG [m.s ] Obratová rychlost v letu na zádech n [-] Násobek q [N.m] Liniové zatížení F [N] Síla MK [MPa] Krouticí moment Rm [MPa] Mez pevnosti RP0,2 [MPa] Mez kluzu [MPa] Redukované nap tí σRED T [N] Posouvající síla [-] Sou initel rezervy η N [N] Osová síla [MPa] Nap tí v oku p i kontrole na utržení σ [MPa] Osové nap tí σN [MPa] Dovolené nap tí p i kontrole na utržení σPK [MPa] Nap tí v oku p i kontrole na otla ení σOTL Dovolené nap tí p i kontrole na otla ení σPKOTL [MPa] [MPa] Smykové nap tí τ
14. Seznam p íloh 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Brn
Manévrová a poryvová obálka letounu Grafické výstupy z programu Patran pro p ípad v bod obálky A a D Grafické výstupy z programu Patran pro p ípad v bod obálky E Grafické výstupy z programu Patran pro p ípad v bod obálky G Grafické výstupy z programu Patran pro nesymetrický p ípad v bod obálky A Grafické výstupy z programu Patran pro nesymetrický p ípad v bod obálky D Výkresová dokumentace: - Systémový výkres horního k ídla - Systémový výkres spodního k ídla - Výrobní výkres žebra - Hlavní nosník horního k ídla
19.05.2010
Martin Kozelský - 99 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ
Manevrová obálka
100 -4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
0
50
VS
v[km/h]
150
G VSG
VA
A
VG
VC
200
Poryvová obálka
D
E
250
-15 ft/s
-7,5 ft/s VD
7,5 ft/s
15 ft/s
300
P íloha . 1: Manévrová a poryvová obálka
n[-] Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 1-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ P íloha . 2: Pr b h ohybového nap tí po konstrukci pro p ípad A a D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 2-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h osového nap tí po konstrukci pro p ípad A a D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 3-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h posouvající síly po konstrukci pro p ípad A a D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 4-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr hyby konstrukce pro p ípad A a D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 5-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ P íloha . 3: Pr b h ohybového nap tí po konstrukci pro p ípad E
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 6-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h osového nap tí po konstrukci pro p ípad E
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 7-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h posouvající síly po konstrukci pro p ípad E
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 8-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr hyby konstrukce pro p ípad E
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 9-
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ P íloha . 4: Pr b h ohybového nap tí po konstrukci pro p ípad G
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 10 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h osového nap tí po konstrukci pro p ípad G
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 11 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h posouvající síly po konstrukci pro p ípad G
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 12 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr hyby konstrukce pro p ípad G
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 13 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ P íloha . 5: Pr b h ohybového nap tí po konstrukci pro nesymetrický k idélkový p ípad A
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 14 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h osového nap tí po konstrukci pro nesymetrický k idélkový p ípad A
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 15 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h posouvající síly po konstrukci pro nesymetrický k idélkový p ípad A
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 16 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr hyby konstrukce pro nesymetrický k idélkový p ípad A
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 17 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ P íloha . 6: Pr b h ohybového nap tí po konstrukci pro nesymetrický k idélkový p ípad D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 18 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h osového nap tí po konstrukci pro nesymetrický k idélkový p ípad D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 19 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr b h posouvající síly po konstrukci pro nesymetrický k idélkový p ípad D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 20 -
FSI VUT v Brn Letecký ústav KONSTRUK NÍ NÁVRH LETOUNU AVIA B 534 V ULTRALEHKÉM PROVEDENÍ Pr hyby konstrukce pro nesymetrický k idélkový p ípad D
Brn
19.05.2010
Martin Kozelský - 21 -