[image]

Размеры и прочность самолетов

Теги:авиация
 
1 2 3 4 5 6 7 11
US Вуду #12.02.2005 19:51  @victorzv2#12.02.2005 19:24
+
-
edit
 

Вуду

старожил

Вуду>> Тогда уж - лучше подкосы, - они ещё и на сжатие (в определённых пределах) работают... :)
victorzv2> Вуду, вы просто, как заправский прочнист рассуждаете! ;)
[»]
- Ладно-ладно, я всё равно остался при своём мнении, что удельная прочность крыла F-15 больше, чем у крыла B-747... ;):lol:
   
+
-
edit
 

Bobo

опытный

victorzv2> А как ваш "профессор" объяснит приведеную выше табличку по самолетам? В упор нет там этой тенденции.

victorzv2, это табличка для идиотов. Странно, что вы этого не понимаете. Считать надо по взлетному весу, так как для конструкции и топливо и груз — полезная нагрузка. Конкретно Руслан на максимальную дальность летает вообще без груза. Фича самолета.
Но самое главное, вы сравниваете несравнимое — вэти самолеты сделаны на разном технологическом уровне. Сравнить Ан-12 и Ан-124 может только троечник.

Для примера сравним A-320 и A-340, два современных самолета одной фирмы.

Airbus, a leading aircraft manufacturer | A320, A330, A340, A350 XWB & A380 Families of passenger and freighter aircraft

Airbus is a leading aircraft manufacturer, with the most modern and comprehensive aircraft family.

// www.airbus.com
 


A-320 Max. takeoff — 77 tonn, Empty weight - 41 tonn, Typical Volumetric Payload - 16 tonn

Typical Volumetric Payload/Empty weight = 0.39
Typical Volumetric Payload/Max. takeoff = 0.20

Airbus, a leading aircraft manufacturer | A320, A330, A340, A350 XWB & A380 Families of passenger and freighter aircraft

Airbus is a leading aircraft manufacturer, with the most modern and comprehensive aircraft family.

// www.airbus.com
 


A-340-600 Max. takeoff — 368.0 tonn, Empty weight - 177 tonn, Typical Volumetric Payload - 55 tonn

Typical Volumetric Payload/Empty weight = 0.31
Typical Volumetric Payload/Max. takeoff = 0.14

Думаю, вы не будете спорить, что 0.31 меньше, чем 0.39, а 0.20 больше 0.14. Даже для профессионала вашего уровня это долно быть очевидно :)

victorzv2> Но я-то говорил не об этом. С ростом размеров грузоподъемность самолетов таки растет. При традиционных материалах. А что там с относительными величинами происходит - вопрос второй. А создадут новых хороший материал - чего ж не применить. [»]

Ну вот мы и договорились. И не надо-было нервничать.
   
CA victorzv2 #12.02.2005 22:53
+
-
edit
 

victorzv2

опытный

Bobo> victorzv2, это табличка для идиотов. Странно, что вы этого не понимаете. Считать надо по взлетному весу, так как для конструкции и топливо и груз — полезная нагрузка.
Да считайте как угодно. Только последовательно. Топливо в авиации полезной нагрузкой не считается, вообще-то.

Bobo> Конкретно Руслан на максимальную дальность летает вообще без груза.
Я думаю, что и любой другой самолет точно так же.
Как я указал, в табличке расчет проведен по максимальному весу полезной нагрузки для всех самолетов. Возможные отклонения в ±20% (точность источника) тенденции не меняют.

Bobo> Думаю, вы не будете спорить, что 0.31 меньше, чем 0.39, а 0.20 больше 0.14. Даже для профессионала вашего уровня это долно быть очевидно :)
Как "профессионал" вам заявляю: "Вы в очередной раз ... э... ошиблись."
1. По двум точкам тенденцию не определяют.
2. Вы выбрали для сравнения А-320 - середнячок и А-340 - выдающийся самолет. Он имеет самую большую в мире дальность. В статистическом аспекте - это предельное отклонение от типовых значений. Причем, очевидно, что полезную нагрузку в нем разменяли на вес топлива.
3. Вы сравниваете типовую полезную нагрузку. Она не слишком хорошо характеризует прочность самолета. Ясно, что остается некий резерв. В этом плане максимальная полезная нагрузка более показательна.
4. Если вы сравните отношение веса конструкции к максимальному взлетному, то все становится на свои места: А-320 - 0.58, А-340 - 0.48.

Еще один гвоздь в гроб вашей на пару с "профессором" теории. ;)

   
Это сообщение редактировалось 12.02.2005 в 23:16
CA victorzv2 #12.02.2005 22:56  @Вуду#12.02.2005 19:51
+
-
edit
 

victorzv2

опытный

Вуду> - Ладно-ладно, я всё равно остался при своём мнении, что удельная прочность крыла F-15 больше, чем у крыла B-747... ;):lol: [»]

Ваше святое право - придумывать свои собственные критерии. Но я бы сказал, несколько приближаясь к технической стороне, - оба хороши. Даже - оба отличные самолеты.
   
RU Бродяга #12.02.2005 23:08  @Бродяга#12.02.2005 14:50
+
-
edit
 
Бродяга>> Вуду, а что вы так называете - "подкосы"? Что-то на ум всякоразное полезло... %) [»]
Вуду> - Да вот:
Вуду>

Вуду> :) [»]

О, я это про это и говорил. :)

А чем оно мешает на больших скоростях? Можно же эти подкосы убрать в обтекатели "хорошей формы"? :)
   
RU Бродяга #12.02.2005 23:19  @Zeus#12.02.2005 17:54
+
-
edit
 
Бродяга>> У Фау-2, например был Cx=0,11, площадь дирижабля диаметром 250 метров примерно 49062,5 кв. метра. При скоростном напоре 1 тонна сопротивление 5396,875 тонн. :)
Zeus> Булыжники? Я вот не понял, как скоростной напор в тонны пересчитать :) Кстати, у Фау-2 не самая оптимальная для дирижабля форма ;)
Zeus> И вообще, учитывайте, что этот самый Сх - это полный коэффициент сопротивления, и в нем трение главную роль играет в случае дирижабля. А оно распределено по всей поверхности. [»]

А его не надо пересчитывать в тонны.
Самолёт как правило летит при скоростном напоре эдак тонна, он как-бы задан.
Насколько я понимаю это связано с режимом работы двигателя.


   
+
-
edit
 

digger

аксакал

Пoдкoс или рaсчaлки , a oсoбеннo биплaннaя кoрoбкa - этo мысль. Бывaет еще мaчтa с рaсчaлкaми, пoддерживaющaя фюзеляж.Oни действительнo знaчительнo oблегчaют сaмoлет, пoэтoму в древнoсти сaмoлеты стрoили с ними. Естественнo, этo сoздaет сoлиднoе сoпрoтивление. Пoчему бы не сделaть Руслaн в виде биплaнa , рaсчитaннoгo нa скoрoсть 200 км/ч? Спешить ему некудa, весoвaя эффективнoсть вoзрaстет, движки нaдo менее мoщные и следoвaтельнo бoлее легкие. Прaвдa, сaмoлет будет сoздaвaть зверский шум нa низкoй высoте и будут прoблемы с ветрoм.
   

Darth

опытный

Bobo, ну вы что, в самом деле? Ведь знаете много (уж во всяком случае больше меня), а меж тем так легко вводитесь в заблуждение разными "профессорами".

Вот вам несколько сканов.

Фото 1: Изменение относительной массы пустого самолета (ось ординат: We/W = Empty weight / Take-off gross weight) при изменении максимальной взлетной массы (ось абсцисс: Take-off gross weight). Шкала по оси абсцисс логарифмическая.

Фото 2: Статистические уравнения, по которым построены прямые на вышеприведенном графике.

Источник: D. P. Ramer: 'Aircraft Design: A Conceptual Approach', AIAA, 1989 со ссылкой на J. Taylor: 'Jane's All the World Aircraft', Jane's, London, 1976 и другие источники.

Фото 3: Изменение относительных масс планера (mпл), силовой установки (mс.у.), топлива (mт) и целевой нагрузки (mц.н.) у разных поколений самолетов.

Источник: Г. И. Житомирский: "Конструкция самолетов". – М.: Машиностроение, 1995.
 
   
CA victorzv2 #13.02.2005 11:30
+
-
edit
 

victorzv2

опытный

Darth,

Ну, вы и графики откопали! Класс! Спорить теперь действительно не о чем.

А вот интересная деталь по второму графику. С 1920 по 1940 год относительная масса планера возрастала. Очевидно, это издержки ферменных конструкций с неработающей обшивкой.
Конструкторы быстро сориентировались и освоили полумонокок (монокок) для фюзеляжа и кессон для крыла.

А вот уровень преподавателей и профессоров некоторых вузов так и остался на уровне 30-х годов.




   

Zeus

Динамик

Бродяга> А его не надо пересчитывать в тонны.
Бродяга> Самолёт как правило летит при скоростном напоре эдак тонна, он как-бы задан.

Вы не поняли. Скоростной напор в Паскалях измеряется :)

digger> Пoдкoс или рaсчaлки , a oсoбеннo биплaннaя кoрoбкa - этo мысль. Бывaет еще мaчтa с рaсчaлкaми, пoддерживaющaя фюзеляж.Oни действительнo знaчительнo oблегчaют сaмoлет, пoэтoму в древнoсти сaмoлеты стрoили с ними. Естественнo, этo сoздaет сoлиднoе сoпрoтивление.

Не просто дополнительное сопротивление из-за лишних элементов. Не забывайте, они еще и взаимодействуют. Сопротивление из-за интерференции обычно будет больше, чем сопротивление отдельных элементов. В частности, сопротивление бипланной коробки (даже без всяких расчалок) больше, чем у двух независимых крыльев.
   

Darth

опытный

Victorzv2,

> Спорить теперь действительно не о чем.

Ну почему не о чем? Теперь для разнообразия можно попробовать оспорить справедливость этих графиков :)

> А вот уровень преподавателей и профессоров некоторых вузов так и остался на уровне 30-х годов.

Да, я для этого последний график и привёл (он к обсуждаемой теме имеет лишь косвенное отношение). Видимо, Bobo попался учебник одного из авторов ещё той эпохи.
   
RU Бродяга #13.02.2005 16:47  @Zeus#13.02.2005 13:51
+
-
edit
 
Бродяга>> А его не надо пересчитывать в тонны.
Бродяга>> Самолёт как правило летит при скоростном напоре эдак тонна, он как-бы задан.
Zeus> Вы не поняли. Скоростной напор в Паскалях измеряется :)
digger>> Пoдкoс или рaсчaлки , a oсoбеннo биплaннaя кoрoбкa - этo мысль. Бывaет еще мaчтa с рaсчaлкaми, пoддерживaющaя фюзеляж.Oни действительнo знaчительнo oблегчaют сaмoлет, пoэтoму в древнoсти сaмoлеты стрoили с ними. Естественнo, этo сoздaет сoлиднoе сoпрoтивление.
Zeus> Не просто дополнительное сопротивление из-за лишних элементов. Не забывайте, они еще и взаимодействуют. Сопротивление из-за интерференции обычно будет больше, чем сопротивление отдельных элементов. В частности, сопротивление бипланной коробки (даже без всяких расчалок) больше, чем у двух независимых крыльев. [»]

Это в СИ в Паскалях. :)
Я имел в виду килограммы силы. :)

Вот ещё вариант уменьшения нагрузки - Кольцевое Крыло. ;)
Где-то видел изображение такого самолёта, только не скажу, это реальный самолёт или просто идея.
Там же было написано, что мол это неплохо и т. п.
   

Bobo

опытный

С позволения Darth я проигнорирую его графики, как несколько не по теме, и приведу свой — непосредственно о зависимости размеров и относительной массы самолетов.

Понятно, что учебник и всякие там профессора для нашего профессионала не авторитет, но все-же:



--cut--
ГРАЖДАНСКИЕ САМОЛЕТЫ: ВОЗРАСТАНИЕ РАЗМЕРОВ.

[...]
На рисунке показано изменение весовой отдачи по коммерческой нагрузке при увеличении размеров магистральных пассажирских самолетов средней дальности обычной аэродинамической схемы с хвостовым оперением. Вначале можно рассчитать вес некоторого условного самолета, который не нес бы никакой полезной нагрузки (Gком = 0). Потом, взяв небольшую коммерческую нагрузку, получим новый, увеличенный вес самолета с относительной коммерческой нагрузкой Gком/Gо > 0. Если продолжить такой расчет, постоянно увеличивая пассажировместимость, то можно увидеть, что весовая отдача (Gком/Gо) быстро возрастает, но достигнув максимума, она уменьшается, так как с увеличением размеров самолета будет повышаться относительный вес конструкции. Указанный максимум соответствует таким размерам самолета, до которых их увеличение сопровождается возрастанием действующих напряжений и снижением избытков прочности, а дальнейшее повышение напряжений уже невозможно и увеличение размеров и нагруженности приводит к интенсивному росту массы конструкции.
[...]

Валентин Киселев, профессор МАИ, лауреат Государственной премии СССР
--cut--

Не сомневаюсь, что victorvz2 немедленно объявит всех профессоров болванами, включая и автора этого графика.
   
+
-
edit
 

VooDoo

аксакал

У Darth'а графики лучше - их прочесть можно.
   

Zeus

Динамик

Бродяга> Это в СИ в Паскалях. :)
Бродяга> Я имел в виду килограммы силы. :)

Я сказал Паскали, а не Ньютоны :P
   
RU Бродяга #13.02.2005 20:41  @Zeus#13.02.2005 19:36
+
-
edit
 
Бродяга>> Это в СИ в Паскалях. :)
Бродяга>> Я имел в виду килограммы силы. :)
Zeus> Я сказал Паскали, а не Ньютоны :P [»]

Ну смутен, смутен я нынче - килограммы силы на квадратный метр, разумеется. :)

Если бы вы знали какие технические термины встречаются - "ангелы" и "архангелы"... Нда... :D
   

Darth

опытный

Bobo

> с позволения Darth я проигнорирую его графики, как несколько не по теме

Как это не по теме? Первый график убедительно демонстрирует обратную зависимость относительной массы пустого самолета от максимальной взлетной для всех классов самолётов. Масса пустого = масса конструкции + масса силовой установки. Вторая более чем в 2 раза меньше первой, следовательно не может оказывать определяющего влияния на результат.

Ваш источник, утверждая, что "с увеличением размеров самолета будет повышаться относительный вес конструкции", входит в противоречие с моим. Поэтому, чем игнорировать мои графики, может лучше их конструктивно покритиковать, если уж вы убеждены в своей правоте?
   
CA victorzv2 #13.02.2005 23:18
+
-
edit
 

victorzv2

опытный

Bobo> С позволения Darth я проигнорирую его графики, как несколько не по теме, и приведу свой — непосредственно о зависимости размеров и относительной массы самолетов.
Ну, такой "наглости" я не ожидал! ;)

Бобо - вы или отпетый мошенник или у вас серьезные проблемы с логикой. ;)

Мы ведь спорили об изменении прочности конструкции с изменением размеров самолетов. Все согласились что сравнительной характеристикой прочностных характеристик самолета можно считать вес силовой конструкции и следовательно, с некоторой потерей точности - вес пустого самолета.

Универсальной характеристикой размеров самолета уже давно принят максимальный взлетный вес. У какого самолета взлетный вес больше, тот самолет и считается бОльшим.

Darth и привел статистические зависимости отношения веса пустого самолета к максимальному взлетному в зависимости от максимального взлетного. Самое оно! Да еще чуть ли не для всех классов л.а.

Ваш же график по одной оси имеет отношение веса полезной нагрузки к максимальному взлетному! Да еще в зависимости от числа пассажиров.
Чувствуете разницу? Чтобы перейти к зависимости прочности самолетов от размеров, используя ваш график, надо принимать ряд гипотез. Что не есть хорошо, так как возможны неоднозначности.

Bobo> Понятно, что учебник и всякие там профессора для нашего профессионала не авторитет,
Безусловно, благоговения перед именами я не испытываю. А уважение к личности - к технической стороне не относится.
Для меня авторитет - стандарты и данные испытаний.

Bobo> Не сомневаюсь, что victorvz2 немедленно объявит всех профессоров болванами, включая и автора этого графика.

Разве вы не слыхали, кто никогда не сомневается в свих идеях? ;)
Ни в коем случае я не объявлю человека неспециалистом, если не знаком с его работами.

Данная статья (а я ее прочел) - публицистическая. Вам надо было с самого начала дать на нее ссылку, а не передавать ее своими словами (вы переврали некоторые существенные моменты). Я чувствую неловкость в технических комментариях к нетехническому тексту.
Профессор Киселев дает прикидки по очень отдаленному будущему. Не надо принимать эту статью за технически истинную, несмотря на то, что там много технических терминов. Там много натяжек и откровенной риторики.

Я, безусловно, могу показать все эти огрехи, но мне жаль моего времени. Там довольно тонкий уровень передергиваний - чтобы все объяснить, надо писать много. Специалисту это очевидно, а вот публике вроде Бобо или Столяра - надо начинать с азов. Я лучше это время семье посвящу.

А пока - статистика дана Дартом - она объективна. Чтобы там ни писал кто бы том ни было.
   
Это сообщение редактировалось 14.02.2005 в 02:35
CA victorzv2 #14.02.2005 02:59
+
-
edit
 

victorzv2

опытный

Сейчас еще раз перечитал статью профессора Киселева. Более внимательно.


Гражданские самолеты: возрастание размеров /Aviapanorama/

С удивлением обнаружил, что если отбросить риторику типа "как это было трудно, но мы все трудности преодолели", то вывод в статье однозначный - насколько смогли вперед заглянули - предела совершенствованию нет. Даже при 2+ тысячах пассажиров удельный вес полезной нагрузки растет.

Так что Бобо - учитесь читать. ;)
   
+
-
edit
 

digger

аксакал

Вы непрaвильнo пoняли.Aвтoр пишет, чтo есть изврaщения, пoмoгaющие в некoтoрoй мере нейтрaлизoвaть зaкoн квaдрaтa-кубa. Нo oни oстaются изврaщениями, тaк кaк снижaют aэрoдинaмичeскoе кaчествo, двуxпaлубнoсть нaпример. Фюзеляж зaдaннoгo oбъемa имеет aэрoдинaмический oптимум фoрмы, oпределяемaый бaлaнсoм рoстa плoщaди и пaдения Cx. Тaкoй фюзеляж мoжнo реaлизoвaть тoлькo нa небoльшoм сaмoлете, из-зa преслoвутoй жесткoсти бaлки. Единственный серьезный плюс сверxбoльшиx сaмoлетoв - этo сxемa "летaющее крылo". В мaленькoм сaмoлете пaссaжиры и груз в крыле не пoместятся из-зa иx гaбaритoв.
   
CA victorzv2 #14.02.2005 07:26
+
-
edit
 

victorzv2

опытный

digger> Вы непрaвильнo пoняли.Aвтoр пишет, чтo есть изврaщения, пoмoгaющие в некoтoрoй мере нейтрaлизoвaть зaкoн квaдрaтa-кубa.
Боюсь, это вы не правильно поняли. Это закон куба - извращение, а те факторы, о которых говорит профессор - реальное тому подтверждение.

digger>Нo oни oстaются изврaщениями, тaк кaк снижaют aэрoдинaмичeскoе кaчествo, двуxпaлубнoсть нaпример.
В огороде бузина...
Многопалубность - это попытка рационально использовать объем, т.е. хоть как-то проимитировать закон куба.

digger>Фюзеляж зaдaннoгo oбъемa имеет aэрoдинaмический oптимум фoрмы, oпределяемaый бaлaнсoм рoстa плoщaди и пaдения Cx. Тaкoй фюзеляж мoжнo реaлизoвaть тoлькo нa небoльшoм сaмoлете, из-зa преслoвутoй жесткoсти бaлки.
Что за "пресловутая жесткость балки"? Какие-то тут проблемы?

Из статьи профессора следует однозначный вывод - при числе мест до 5000 прочность еще не является ограничивающим фактором роста размеров самолета. Даже в рамках сегодняшней конструктивно-силовой схемы. Я не думаю, что такие самолеты появятся в обозримом будущем.
Главные ограничители роста размеров - аэропорты и аэродинамика. Только потом - прочность.
   

Bobo

опытный

Как я и ожидал, наш профессионал считает себя умнее профессора МАИ, лауреата Государственной премии СССР. Кроме того, нагло врет.

Первая статья
(ГРАЖДАНСКИЕ САМОЛЕТЫ: ВОЗРАСТАНИЕ РАЗМЕРОВ /Aviapanorama/ ) начинается словами: "Получил известность закон “квадрата-куба”, отражающий эти закономерности. В соответствии с ним вес конструкции и всего самолета, зависящий от его объема, растет пропорционально кубу увеличения линейных размеров при сохранении геометрического подобия в то время, как подъемная сила, зависящая от площади крыла, растет пропорционально квадрату размеров. "

Все. Конец спорам. Ясно и однозначно. Понятно даже для идиотов.

Вторая часть статьи посвящена методам борьбы с проявлением этого закона: "Поэтому с возрастанием размеров самолетов становится возможным и целесообразным все большую часть составляющих их веса располагать в крыле. Эта идея выражена в аэродинамической схеме "летающее крыло", которая была весьма популярна в первой половине прошлого века. "

Т.е. другими словами, с возрастанием размеров нужно менять конструкцию. О чем и речь.

"Расчеты показывают, что схема "летающее крыло" выгодна для тысячеместных (и более) пассажирских самолетов, когда их веса (и удельные нагрузки на крыло) настолько возрастают, что размеры крыла, выбираемые из условия достижения в крейсерском полете максимального качества, становятся достаточными для размещения в нем и пассажиров с багажом, и топлива, и оборудования."

Т.е. делать тысячеместные джамбы по схеме кукурузника не получится. Удивительно, правда?


"К настоящему времени уже созданы проектировочные методы расчета и получены весовые формулы для агрегатов самолета, позволяющие определить изменение веса конструкции и других составляющих веса воздушного судна при значительном возрастании его размеров (вне зависимости от сохранения геометрического подобия). На рисунке приведено сравнение по относительным весам коммерческой нагрузки различных аэродинамических схем магистральных пассажирских самолетов средней дальности."
Смотрим на график А, и видим, что при сохранении геометрического подобия относительный вес коммерческой нагрузки падает.

Все. До свидания. Хам и невежда должен уйти.
   
Бобо и столяр объясните мне - ученику сантехника и человеку далёкому от авиации рост веса от объёма на примере бутылки из под шампанского и скажем 3-х литровой банки :)
Можно со ссылками на профессоров ;)
   

Bobo

опытный

Потому, что при увеличении высоты бутылки вдвое ее объем увеличиться в восемь раз (точнее не в восемь, но зависимость кубическая). Что такое объем — это куб линейного размера.
И, соответственно, давление на стенки бутылки. И эти стенки прийдется делать не в два раза толще, а пропорционально увеличению объема.

Т.о. с ростом линейных размеров масса бутылки растет быстрее.

Именно поэтому муравей тащит на себе три веса своего тела, а слон (из того-же материала сделанный) с трудом поднимает треть. Поэтому Су-26 выдерживает десятикратную перегрузку, а Ан-124 ломается при трех. А и тот и другой из люминя сделаны.
   
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Bobo

опытный

Маленькая лабораторная работа — исследование зависимости относительного веса полезной нагрузки пассажирского самолета от веса самолета.
Все данные с сайта производителя.


table.GIF (скачать) [10,33кбайт, 7 загрузок] [attach=24158]


и в виде графика:


gr.GIF (скачать) [10,91кбайт, 7 загрузок] [attach=24159]


Сравнивая с приводившимся раньше графиком:

Видим совпадение экспериментальных данных с теорией. Рост до веса ~50 тонн и далее падение. С чем вас и поздравляю.
Прикреплённые файлы:
table.GIF (скачать) [10,3 кБ]
 
gr.GIF (скачать) [10,9 кБ]
 
 
   
1 2 3 4 5 6 7 11

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru