Методическое указание

к курсовому проекту по дисциплине:

«Конструирование мехатронных модулей»

Иркутск 2013 г.

Данные варианта № по конструированию мехатронных модулей экраноплана:

тнс. =; =; =; =; =;

=; =; км/час.

1. Находим в зависимости от заданного тнс. и относительных весов агрегатов экраноплана (задание) веса соответствующих агрегатов:

( * тнс.)=; =; =;

=; =; =.

Рис. 1.

3.1. По приведенному графику положения зон устойчивости (Рис.1.) экранопланов схемы «утка» выбираем значения – отношение площадей крыльевой системы (отношение площади носового крыла к площади основного крыла) и – отношение расстояний от центра тяжести до центра давления носового крыла и основногокрыла ( =; =.).

2. Задаемся значениями безразмерных коэффициентов _уi экраноплана:

_у1 = 0, 7; _у2 = 0, 9.

3. Определяем – суммарный _у крыльевой системы экраноплана:

= _у1 + _у2 * =

4. Из уравнений балансировки экраноплана:

Y₁ + Y₂ = ; (1)

Y₁*L₁ = Y₂*L_2,

из заданного определяем суммарную площадь крыльев экраноплана. Из первого уравнения балансировки,

Y₁ + Y₂ = =

Определяем = . (2)

Во всех расчетах подъемных сил экраноплана значение плотности воздуха берем на уровне мирового океана = 0, 125 .

4.1. Определяем площади крыльев S₁ и S₂ .

S₁ + S₂ = – ( берем определенное по (2)

,

то S₁ = ; а S₂ = – S₁.

Удлинения крыльев , где l_i – размах а b_i – хорда крыла, принимаем равным = 3.

5. Определяем расстояние между центрами давления крыльев. Для этого из рекомендаций Internet определяем длину фюзеляжа в зависимости от количества пассажиров и размеров служебных помещений. L_фюз.=.

L₁ + L_2.= L_фюз – 0, 35 – 0, 65 = L_базы;

= – ( определенное по графику Рис.1.).

L₂ = * L₁ =; L₁ = L_базы – L₂ =.

6. Далее, в зависимости от задания на курсовой проект, подбираем по Internet двигатели экраноплана. Тянущие двигатели выбираем из условия качества экраноплана. Качеством экраноплана на крейсерском режиме движения задаемся:

К_экр. = = 20,

где – суммарное сопротивление экраноплана на крейсерском режиме движения.

6.1. В Internet находим расчет судов на воздушной подушке и по данной методике рассчитываем ШВП (шасси на воздушной подушке) экраноплана. Площадь ШВП берем равной горизонтальной проекции фюзеляжа экраноплана.

6.2. Ведем расчет потребной мощности двигателя для вентилятора ШВП. Давление в ШВП берем по рекомендациям Internet.

7. Для вариантов 1–4 проектируем мехатронный модуль управления раздаткой мощности двигателя на тянущие винты и на вентилятор ШВП.

8. Для вариантов 5–20 ведем подбор реактивных двигателей для крейсерского движения экраноплана:

. По найденному значению T_двиг. выбираем два реактивных двигателя для экраноплана.

8.1. Выбираем поршневой двигатель привода вентилятора ШВП и водомета для экранопланов вариантов 5–20. Скоростью движения экраноплана на водомете задаемся равной V_водом. = 15 _км/час. Мощность поршневого двигателя для привода вентилятора ШВП и водомета выбираем по максимальному значению мощности соответственно или водомета или вентилятора ШВП, так как одновременно оба привода работать не будут.

9. Для вариантов 5–10 проектируем мехатронный модуль управления раздаткой мощности двигателя на вентилятор ШВП и на водомет экраноплана.

10. Для вариантов 11–15 проектируем мехатронный модуль управления оборотами вентилятора ШВП в зависимости от скорости движения экраноплана.

10.1. Задаем вектор скорости движения экраноплана:

V_{движ. экран.} =10 –100 _{км./ час} с шагом 20 _км./час и определяем подъемную силу крыльев экраноплана при заданных значениях С _уi:

Y ₂ = ; Y₁ = C_у1 .

Строим таблицу:

Vкм./час
Y2
Y1
nоб./мин.

Согласно построенной таблицы имеем обороты вентилятора (n_об./мин) ШВП в зависимости от скорости движения экраноплана. Эти обороты и нужно будет поддерживать с помощью спроектированного мехатронного модуля.

11. Для вариантов 16–20 проектируем мехатронный модуль управления двигателем привода вентилятора ШВП и водомета. Водомет экраноплана служит для обеспечения движения по акватории порта и для выхода на стартовую позицию. Далее водомет отключается и включается привод вентилятора ШВП.