Перетекание невырабатываемого остатка топлива в крыльевых баках при маневрировании самолета

DOI: 10.34759/vst-2022-1-48-56

Авторы

Агеев А. Г.^*, Жданов А. В.^**, Галанова А. П.^***

АО «Туполев», наб. Академика Туполева, 17, Москва, 105005, Россия

*e-mail: snaker-tema@mail.ru
**e-mail: AnatolyZhdanov1990@yandex.ru
***e-mail: naiagalanova@gmail.com

Аннотация

Исследуются причины изменения показаний массы топлива в незаправленных крыльевых баках самолётов с отрицательным углом прогиба крыла. Для этого выполнен расчет перемещений концевой части крыла от нагрузок, действующих на крыло самолета в стояночном, полетном положении и на режиме взлета и наборы высоты. Для решения данной задачи построены эпюры внутренних сил крыла самолёта и применено правило Верещагина для расчета перемещений. Проведен анализ влияния массогабаритных параметров, а также скоростных и инерционных характеристик на перемещение концевой части крыла. Аналитически доказано, что возможное увеличение и уменьшение массы топлива в крыльевых баках в полетном положении самолета и на режиме взлета и набора высоты не связано с ошибками в работе топливной автоматики, а обусловливается перетеканием невырабатываемого остатка топлива в крыльевых баках из их консольной части в корневую часть и обратно из-за положительного прогиба крыла в полете под действием подъемной силы и отрицательного или нулевого прогиба крыла, формируемого силой инерции при действии вертикального ускорения самолета. Полученные результаты могут быть использованы для уточнения математических моделей, по которым топливная автоматика рассчитывает массу топлива в баках, с учетом перетекания топлива в крыльевых баках при эволюциях самолета.

Ключевые слова:

деформация крыла, крыло самолета, невырабатываемый остаток топлива, правило Верещагина, топливная система

Библиографический список

1. Межгосударственный авиационный комитет. Авиационные правила. Часть 23. Нормы летной годности гражданских легких самолетов. – 4-е издание с 1-5 поправками. – М.: Авиаиздат, 2014. – 208 c.

2. Межгосударственный авиационный комитет. Авиационные Правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. – 6-е издание с поправками 1-9. – М.: Авиаиздат, 2020. – 328 с.

3. Амирьянц Г.А., Малютин В.А., Судаков В.Г., Чедрик А.В. О характеристиках прочности и аэроупругости крупномасштабной модели отсека крыла магистрального самолета // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 51-65. DOI: 10.34759/vst-2019-4-51-65

4. Болдырев А.В. Структурная оптимизация крыльев с учетом требований прочности и жесткости // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 3. С. 15-21.

5. Гусев В.Г. Оптимизация разгрузки крыла среднемагистрального пассажирского самолета // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 19-25.

6. Тудупова А.Н., Стрижиус В.Е., Бобрович А.В. Расчетно-экспериментальная оценка ресурсных характеристик композитных панелей крыла самолета транспортной категории // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 4. С. 21-29. DOI: 10.34759/vst-2020-4-21-29

7. Комаров В.А., Кузнецов А.С., Лаптева М.Ю. Оценка эффекта учета деформаций крыла на ранних стадиях проектирования // Труды МАИ. 2011. № 43. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=24759

8. Болсуновский А.Л., Бузоверя Н.П., Скоморохов С.И., Чернышёв И.Л. Расчётно-экспериментальные исследования скоростных крыльев перспективных магистральных самолётов // Труды МАИ. 2018. № 101. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=96601

9. Епифанов С.В., Рыженко А.И., Цуканов Р.Ю. Авиационные топливные системы. – Харьков: ХАИ, 2018. – 558 с.

10. Langton R., Clark C., Hewitt M., Richards L. Aircraft Fuel Systems. – Chichester: John Willey & Sons Ltd., 2009. – 345 p.

11. Moir I., Seabridge A. Aircraft Systems: mechanical, electrical, and avionics subsystems integration. – Chichester: John Wiley & Sons Inc., 2008. – 552 p.

12. Воробьев В.Г., Глухов В.В., Кадышев И.К. Авиационные приборы, информационно-измерительные системы и комплексы: Учеб. пособие. – М.: Транспорт, 1992. – 399 с.

13. Ефимов В.В. Динамика и прочность авиационных конструкций: Учебное пособие. – М.: МГТУ ГА, 2013. – Ч. I – 72 с.

14. Ефимов В.В. Динамика и прочность авиационных конструкций.: Учебное пособие. – М.: МГТУ ГА, 2014. – Ч. II – 72 с.

15. Левченко Н.Б. Сопротивление материалов: Учеб. пособие. – СПб.: СПбГАСУ, 2001. Ч. 2 – 110 с.

16. Ефимов В.В., Ефимова М.Г. Основы авиации. В 2х частях. Ч. 1. Основы аэродинамики и динамики полета летательных аппаратов: Учеб. пособие. – М.: МГТУ ГА, 2012. – 64 с.

17. Хохлов В.А., Цукублина К.Н., Куприянов Н.А. Сопротивление материалов: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. Ч. 1- 128 с.

18. Ефимов В.В., Ефимова М.Г., Чернигин К.О. Конструкция и прочность самолета. Крыло: Учеб. пособие. – М.: ИД Академии Жуковского, 2018. – 76 с.

19. Чунарева Н.Н., Ефимова М.Г., Солонин В.П. Крыло и средства улучшения взлетно-посадочных характеристик самолета. – М.: МГТУ ГА, 2000. – 47 с.

20. Агеев А.Г., Жданов А.В., Галанова А.П. Аналитическое исследование влияния прогиба крыла самолета на показания массы топлива в крыльевых баках // Молодёжь и будущее авиации и космонавтики: Сб. аннотаций конкурсных работ XIII Всероссийского межотраслевого молодёжного конкурса научно-технических работ и проектов (22-26 ноября 2021; МАИ, Москва). – М.: Изд-во Перо, 2021. С. 161-163.