Пояснительная записка
К курсовому проекту по конструкции и проектированию летательных аппаратов
на тему: Конструкция и расчёт элементов планера самолёта на прочность. Крыло
Выбор прототипа самолета по его характеристикам
Для реализации курсовой работы был выбран прототип самолета Пе‑2.
Пе‑2 – цельнометаллический моноплан с двумя двигателями M‑105ПА по 1100 л.с., со средним расположением крыла и двухкилевым хвостовым разнесённым оперением. Фронтовой пикирующий бомбардировщик.
Экипаж самолета состоит из 3 человек; крыло трапециевидное, двухлонжеронное; оперение двухкилевое; шасси состоит из двух основных подкрыльных опор и задней рулевой опоры.
Исходные данные к проекту
Размах крыла: 
м
Хорда корневая: 
м
Хорда концевая: 
м
Взлетный вес: 
т
Установление массовых и геометрических характеристик самолета, компоновка крыла
С использованием найденных геометрических характеристик выполнили эскиз крыла в масштабе 1:23, произвели компоновку. Геометрические характеристики крыла, необходимые для его построения, определили по формулам:
Здесь η – сужение крыла, S – площадь крыла, λ – удлинение крыла.
Вес агрегатов (двигателей) берется 10–13% от веса крыла.
Вес крыла берется 15–17% от взлетного веса самолета.
Угол стреловидности крыла 
задан по линии, проходящей через четверть хорд. На крыле, вычерченном в масштабе, нанесены линия центров тяжести; линия, проходящая через четверть хорд; линия центров давления; ось жёсткости; условные оси координат; обозначен центр масс двигателей.
Назначение эксплуатационной перегрузки и коэффициента безопасности
В зависимости от степени потребной маневренности все самолеты делятся на три класса:
А – маневренные самолеты, совершающие резкие маневры, например, истребители;
Б – ограниченно маневренные самолеты, которые совершают маневр, в основном, в горизонтальной плоскости;
В - неманевренные самолеты, не совершающие сколь-нибудь резкого маневра.
Выбранный нами прототип самолета Пе‑2 является транспортным самолетом и относится к классу А (
). Кратковременно перегрузка может достигать 10…11 единиц.
Коэффициент безопасности обычно равен f=1,5. Такие значения коэффициента безопасности перекрывают возможные неточности: в производстве, в определении значений 
, в выдерживании прочностных характеристик материалов и т.д.
Максимальная эксплуатационная перегрузка при маневре самолета с убранной взлетно-посадочной механизацией определяется по формуле:
Расчетным случаем является случай А – криволинейный полет, соответствующий выходу самолета из пикирования или полету в неспокойном воздухе. Коэффициент безопасности будет 
.
Расчет крыла самолета производиться на ПЭВМ. Расчет разбит на несколько этапов. На первом этапе определяются нагрузки, действующие на крыло. Необходимая для этого информация вводится в ПЭВМ в диалоговом режиме в программе NAGR.EXE. В дальнейшем создается файл данных «Файл данных.txt», куда заносится вводимая информация. В последующих расчетах можно менять исходные данные в файле данных.
Прежде чем воспользоваться программой NAGR.EXE, необходимо подготовить исходные данные к расчету нагрузок, что включает в себя выбор прототипа самолета, установление массовых и геометрических характеристик самолета, компоновку крыла, назначение величин эксплуатационной перегрузки и коэффициента безопасности. Все это было определено ранее.
При расчете нагрузок в ПЭВМ заносятся следующие параметры:
– Хорда корневая: 
м
– Хорда концевая: 
м
– Размах крыла: м
– Коэффициент безопасности: 
;
– Взлетный вес: т;
– Эксплуатационная перегрузка: 
;
– Угол стреловидности по линии четвертей хорд крыла: 
;
– Относительная толщина профиля в корневом сечении: 
;
– Относительная толщина профиля в концевом сечении: 
;
– Вес крыла: 
т;
– Топливных баков в крыле нет;
– Количество агрегатов: 4 шт.:
1) Бомба ОФАБ 500
Вес бомбы: 0,515 т;
Относительные координаты бомбы: 0,045;
Расстояние от условной оси до ц.т. бомбы: 0,850 м;
2) Бомба ОФАБ 250
Вес бомбы: 0,266 т;
Относительные координаты бомбы: 0,10;
Расстояние от условной оси до ц.т. бомбы: 0,750 м;
3) Мотогондола (Поршневой двигатель М‑105ПА и стойка шасси)
Вес агрегатов: 0,570+0,350=0,920 т;
Относительные координаты: 0,390;
Расстояние от условной оси до ц.т. агрегата: 0,680 м;
4) Пулемет Шпитального ШКАС 5 шт.
Вес агрегата: 0,0105 х 5 =0,0525 т;
Относительные координаты: 0,640;
Расстояние от условной оси до ц.т. пулемётов: 1,288 м;
– Расстояние от условной оси до линии ц.д. в корне и конце крыла: 1,150 м, 0,839 м;
– Расстояние от условной оси до линии ц.ж. в корне и конце крыла: 1,380 м, 0,955 м;
– Расстояние от условной оси до линии ц.т. в корне и конце крыла: 1,587 м, 1,017 м;
– Относительная циркуляция, заданная для 11 сечений крыла:
|  при 
|
| |
| 1.321 | |
| 0.1 | 1.3124 |
| 0.2 | 1.2858 |
| 0.3 | 1.2395 |
| 0.4 | 1.1713 |
| 0.5 | 1.0811 |
| 0.6 | 0.9727 |
| 0.7 | 0.8622 |
| 0.8 | 0.7241 |
| 0.9 | 0.5664 |
| 0.95 | 0.447 |
| 1.0 | 0.000 |