Определение размеров баллона со сжатым воздухом

Сжатый воздух, используемый в качестве рабочего тела в рулевых машинках, на борту ЛА хранится в специальных баллонах воздушных аккумуляторах давления(ВАД) под большим давлением .

В качестве материала ВАДа принимаем титановый сплав ВТ14

ГОСТ 19807-91, обладающий следующими физико-механическими свойствами:

.

Геометрические размеры баллона зависят от выбранной формы (сферическая, цилиндрическая или торовая) и потребного объема . В свою очередь, потребный для хранения воздуха объем будет зависеть от расхода газа рулевыми машинками.

Максимальный объемный расход воздуха одной рулевой машиной может быть найден по формуле:

? эффективная площадь;

? максимальная площадь перемещения поршня в силовом цилиндре рулевой машинки.

Так как ВАД один для рулей и элеронов, то необходимо рассчитать и для рулевоймашинки, которая управляет элеронами.

? Создание управляющей силы и момента отклонением аэродинамического руля, расположенного на неподвижной несущей поверхности? Создание управляющей силы и момента отклонением аэродинамического руля, расположенного на неподвижной несущей поверхности

Рисунок 1.19 ? Создание управляющей силы и момента отклонением аэродинамического руля, расположенного на неподвижной несущей поверхности

Для определения и необходимо найти величину шарнирного момента для элеронов аналогично, как и для рулей:

- средняя аэродинамическая хорда элерона;

Определим подъемную силу элерона из следующего соотношения:

- подъемная сила консоли стабилизаторов;

- площадь консоли стабилизаторов;

- площадь элерона.

Определим , усилие на штоке рулевой машинки, для этого аналогично, как и для рулей необходимо приравнять потребную и располагаемую мощности.

Потребная мощность - мощность необходимая для преодоления шарнирного момента, чтобы отклонить элероны:

, где (1.46)

- максимальный нагрузочный момент, т. к. помимо шарнирного момента необходимо преодолеть момент связанный с трение и момент связанный с инерционностью механической системы управления;

- количество поверхностей, которыми управляет рулевая машинка();

- скорость вращения элерона(.

Располагаемая мощность - это мощность, которую может создавать рулевая машинка:

, где (1.47)

- усилие на штоке рулевой машинки;

- количество рулевых машинок, управляемых элеронами();

- максимальная скорость перемещения поршня определяется из кинематической схемы:

Приравнявполучим:

Определим эффективную площадь поршня из условия:

, где - максимальный перепад давлений в рабочих полостях рулевой машинки.

Рассчитаем объемный расход воздуха для рулевой машинки управляемой элеронами:

Объемный расход воздуха для рулевой машинки управляемой рулями:

Суммарный расход воздуха для 3-х рулевых машинок:

Найдем объем баллона для хранения сжатого воздуха:

- коэффициент остаточного воздуха в ВАДе необходимого для устойчивой работы редуктора и рулевых машинок;

- время работы рулевых машинок;

- максимальное давление в рабочей полости силового цилиндра;

- давление в баллоне;

- показатель политропы для воздуха, тогда:

Масса воздуха находящегося в ВАДе найдем из уравнения Менделеева - Клапейрона:

- универсальная газовая постоянная;

- температура воздуха в баллоне, тогда:

С точки зрения минимума массы наиболее рациональны сферические ВАДы:

Принимаем .

Определим объем ВАДа с заданным радиусом:

Определим толщину стенки ВАДа:

- коэффициент безопасности;

- коэффициент, учитывающий уменьшение толщины стенки баллона при штамповке;

- коэффициент, учитывающий уменьшение прочности за счет сварного шва.

Принимаем

Рассчитаем массу ВАДа:

- плотность материала ВАДа;

- статистический коэффициент, учитывающий увеличение массы за счет утолщения под установку арматуры и оборудования, узлов крепления;

Масса снаряженного баллона:

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >