Влияние использования криогенного топлива на облик магистрального самолета

• Автор: Байков, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Список используемых условных обозначений и сокращений. Введение. Предпосылки перехода авиации на альтернативные виды топлива, пути решения проблемы.
Глава 1 Основные тенденции развития авиации на СПГ, описание процесса компоновки МС на СПГ, постановка задачи исследования.

1.1 Основные тенденции развития авиации на СПГ, описание

процесса компоновки МС на СПГ.

1.2 Постановка задачи исследования.

Глава 2. Обеспечение пожаровзрывобезопасности самолета, использующего криотопливо.

2.1 Требования к пожароопасным зонам самолета.

2.2 Классификация отсеков и зон самолета, использующего СПГ и мероприятия по обеспечению пожаровзрывобезопасности.
2.3 Обеспечение пожаровзрывобезопасности самолета использующего в качестве топлива СПГ.

2.4 Система газового контроля.

2.5 Система пожаротушения.

Глава 3. Криогенные топливные баки и киогенная топливная система.
3.1 Требования предъявляемые к конструкции криобака.
3.2 Особенности конструкции криобака, вызванные его

тепловым состоянием.
3.3 Описание различных вариантов конструктивного исполнения криобаков.
3.4. Материалы конструкции криобака.
3.5. Оценка массы конструкции криобака.
3.6 Определение массы криогенной топливной системы (КТС).
Глава 4. Оценка влияния использования криогенного топлива на характеристики модифицируемых самолетов-прототипов. Особенности компоновки криобаков на магистральных самолетах.
4.1 Выбор критерия оценки влияния использования криотоплива на самолетах прототипах и описание методики расчетов их ЛТХ.
4.2 Анализ влияния на характеристику «груз-дальность», размещения криогенных баков на самолетах прототипах.
4.3. Анализ влияния размещения криобаков на ЛТХ самолетов прототипов.
Глава 5. Формирование облика магистрального самолета с учетом особенностей размещения криотоплива.
Глава 6. Оценка влияния использования криотоплива на относительные массы агрегатов самолета.
Выводы.
Приложение.
Список используемой литературы.

Используемые условные обозначения и сокращения.
А - коэффициент учитывающий расход топлива при наборе высоты и снижении;
В - коэффициент плотности компоновки;
Сх0 - коэффициент сопротивления при отсутствии подъемной силы; Су - коэффициент подъемной силы; е - коэффициент Освальда;
КМакс — показатель максимального аэродинамического качества; q - показатель топливной эффективности самолета; и„с - критерий несущих свойств;
Цш - критерий аэродинамического качества;
1Тф - критерий формы самолета;
сг - удельный расход топлива;
а, - окружное напряжение в оболочке;
ат - меридиональное напряжение в оболочке;
тн - масса целевой нагрузки;
тт - масса топлива;
5 - площадь крыла;
Бом - значение омываемой поверхности;
Р0 - взлетная тяга двигателей; р0 - взлетная тяговооруженность; р0 - взлетная нагрузка на крыло;
X - удлинение крыла;
I - размах крыла;
Ь - дальность полета;
Для расчетного случая «Аварийная посадка» действие перегрузок необходимо рассматривать изолированно. Для расчетного случая «Динамика посадки» учесть действие массовых сил. Расчеты проводить с учетом действующих в конструкции тепловых полей.
Так как средний срок службы современного самолета составляет не менее 25 лет, что соответствует 60000 летным часам (л.ч.) или 30000 полетам, то на криогенные баки были составлены отдельные расчетные условия (таблица 3.2) [77, 115, 106].
Таблица 3
Расчетные случаи Му расч. Мх расч. М* расч. р
Динамика посадки +8.0 0. 0. 1
Аварийная посадка +6.0 -4.0 +9.0 -1.5 +3.0 -3.0 -
Изолированное давление Р расч. 2
Таблица 3
Количество лет
Количество летных часов 40000
Количество полетов 20000
Пороговый контроль:
• Количество лет - 2.
• Количество летных часов - 8000.
• Количество полетов - 4000.
Периодичность повторного контроля:
• Количество лет - 2.
• Количество летных часов - 8000.
• Количество полетов - 4000.
Помимо этого в ходе эксплуатации криогенный бак испытывает температурные деформации, которые определяют как конструкцию бака