ANALYSE VAN EEN VLEUGELCONSTRUCTIE
Integrerende Opdracht 1
Thema 3 Engineering
DATUM
Groep:
Naam: Studentnummer:
Naam: Studentnummer:
Naam: Studentnummer:
,Inhoud
1. Externe krachten op een vliegtuig ................................................................................................... 3
1.1 VLS van zijaanzicht van Embraer 170. ............................................................................................ 3
1.2 Evenwichtsvergelijking, totale aerodynamische weerstand en draagkracht van staart en
vleugels................................................................................................................................................. 4
2. Krachten op een vleugel................................................................................................................... 6
a. Deel van het gewicht van de brandstof dat door de voorligger wordt gedragen ....................... 6
b. Deel van het gewicht van de vleugel dat door de voorligger wordt gedragen ........................... 6
c. Liftkracht ...................................................................................................................................... 7
3. Krachten op de motorpylon ............................................................................................................. 8
a. Een compleet VLS voor de vakwerkconstructie van de motorpylon ........................................... 8
b. Berekeningen van alle staaf- en verbindingskrachten in het vakwerk met de
knooppuntmethode en de bijhorende VLS .......................................................................................... 9
4. De belasting op de voorligger ........................................................................................................ 12
a. VLS voor het vooraanzicht van de voorste vleugelligger met verdeelde belastingen............... 12
b. V- en M-lijnen ............................................................................................................................. 14
c. Weergave van de V- en M- lijnen in de grafieken...................................................................... 23
d. Berekening van de reactiekrachten in de inklemming van de vleugel aan de romp................. 25
5. De vleugelvoorligger als I-profiel ................................................................................................... 27
a. Aluminiumlegering AL7075-T6 ................................................................................................... 27
b. Afmetingen van de voorligger .................................................................................................... 28
c. De grootte van de schuifspanning op de plaats van vraag 5b ................................................... 30
Bronnenlijst ............................................................................................................................................ 32
, 1. Externe krachten op een vliegtuig
1.1 VLS van zijaanzicht van Embraer 170.
Figuur 1- De VLS voor het zijaanzicht van de Embraer 170 met krachten en afmetingen
, 1.2 Evenwichtsvergelijking, totale aerodynamische weerstand en draagkracht van
staart en vleugels.
1. Het vliegtuig is in evenwicht, dus de resulterende kracht in de x-richting is gelijk aan
0.
𝚺𝑭𝒙= 𝟎
- Er zijn 2 krachten in tegenovergestelde richting, namelijk Fthrust en de Fweerstand.
- De stuwkracht per motor is 25kN.
Fthrust = 25 kN x 2 = 50kN
Dit weten wij omdat er 2 motoren aan het vliegtuig zitten die beide een stuwkracht van
25kN leveren. Deze kracht werkt in de tegenovergestelde richting van de weerstand.
Aangezien dit de enige 2 krachten zijn langs de X-as en het vliegtuig in evenwicht is (de som
van de krachten moet dus 0 zijn), kunnen we het volgende concluderen:
Fthrust = Fweerstand.
Fweerstand = 50kN
2. Het vliegtuig is in evenwicht, dus de resulterende kracht in de y-richting is ook gelijk
aan 0.
𝚺𝑭y= 𝟎
De krachten die zich bevinden in de y-richting zijn de volgende:
• Fromp gewicht (grijpt aan Cgfus)
• Lift vleugel = X1= niet bekend (grijpt aan in Cpwing)
• Lift staartvlak = X2 =niet bekend (grijpt aan in Cptail)
Romp (incl. constructie, staartsectie, lading):
De gravitatiekracht op de romp:
• 16,3 ton x 9,81 = 159,903 kN
De gravitatiekracht op de vleugels:
• (5,7 ton x 2 + 3,0 ton x 2) x 9,81 = 170,694 kN
De gravitatiekracht op de motoren is het volgende:
• (1,2 ton x 2) x 9,81 = 23,554 kN
𝚺𝑭y= Fgewicht motor + Fromp gewicht + Fvleugelgewicht - Flift vleugel – Fliftstaartvlak = 0
𝚺𝑭y= 23,554 kN + 159,903 kN + 170,694 kN - Flift vleugel – Fliftstaartvlak = 0
𝚺𝑭y= 354,151kN - Flift vleugel – Fliftstaartvlak = 0
Integrerende Opdracht 1
Thema 3 Engineering
DATUM
Groep:
Naam: Studentnummer:
Naam: Studentnummer:
Naam: Studentnummer:
,Inhoud
1. Externe krachten op een vliegtuig ................................................................................................... 3
1.1 VLS van zijaanzicht van Embraer 170. ............................................................................................ 3
1.2 Evenwichtsvergelijking, totale aerodynamische weerstand en draagkracht van staart en
vleugels................................................................................................................................................. 4
2. Krachten op een vleugel................................................................................................................... 6
a. Deel van het gewicht van de brandstof dat door de voorligger wordt gedragen ....................... 6
b. Deel van het gewicht van de vleugel dat door de voorligger wordt gedragen ........................... 6
c. Liftkracht ...................................................................................................................................... 7
3. Krachten op de motorpylon ............................................................................................................. 8
a. Een compleet VLS voor de vakwerkconstructie van de motorpylon ........................................... 8
b. Berekeningen van alle staaf- en verbindingskrachten in het vakwerk met de
knooppuntmethode en de bijhorende VLS .......................................................................................... 9
4. De belasting op de voorligger ........................................................................................................ 12
a. VLS voor het vooraanzicht van de voorste vleugelligger met verdeelde belastingen............... 12
b. V- en M-lijnen ............................................................................................................................. 14
c. Weergave van de V- en M- lijnen in de grafieken...................................................................... 23
d. Berekening van de reactiekrachten in de inklemming van de vleugel aan de romp................. 25
5. De vleugelvoorligger als I-profiel ................................................................................................... 27
a. Aluminiumlegering AL7075-T6 ................................................................................................... 27
b. Afmetingen van de voorligger .................................................................................................... 28
c. De grootte van de schuifspanning op de plaats van vraag 5b ................................................... 30
Bronnenlijst ............................................................................................................................................ 32
, 1. Externe krachten op een vliegtuig
1.1 VLS van zijaanzicht van Embraer 170.
Figuur 1- De VLS voor het zijaanzicht van de Embraer 170 met krachten en afmetingen
, 1.2 Evenwichtsvergelijking, totale aerodynamische weerstand en draagkracht van
staart en vleugels.
1. Het vliegtuig is in evenwicht, dus de resulterende kracht in de x-richting is gelijk aan
0.
𝚺𝑭𝒙= 𝟎
- Er zijn 2 krachten in tegenovergestelde richting, namelijk Fthrust en de Fweerstand.
- De stuwkracht per motor is 25kN.
Fthrust = 25 kN x 2 = 50kN
Dit weten wij omdat er 2 motoren aan het vliegtuig zitten die beide een stuwkracht van
25kN leveren. Deze kracht werkt in de tegenovergestelde richting van de weerstand.
Aangezien dit de enige 2 krachten zijn langs de X-as en het vliegtuig in evenwicht is (de som
van de krachten moet dus 0 zijn), kunnen we het volgende concluderen:
Fthrust = Fweerstand.
Fweerstand = 50kN
2. Het vliegtuig is in evenwicht, dus de resulterende kracht in de y-richting is ook gelijk
aan 0.
𝚺𝑭y= 𝟎
De krachten die zich bevinden in de y-richting zijn de volgende:
• Fromp gewicht (grijpt aan Cgfus)
• Lift vleugel = X1= niet bekend (grijpt aan in Cpwing)
• Lift staartvlak = X2 =niet bekend (grijpt aan in Cptail)
Romp (incl. constructie, staartsectie, lading):
De gravitatiekracht op de romp:
• 16,3 ton x 9,81 = 159,903 kN
De gravitatiekracht op de vleugels:
• (5,7 ton x 2 + 3,0 ton x 2) x 9,81 = 170,694 kN
De gravitatiekracht op de motoren is het volgende:
• (1,2 ton x 2) x 9,81 = 23,554 kN
𝚺𝑭y= Fgewicht motor + Fromp gewicht + Fvleugelgewicht - Flift vleugel – Fliftstaartvlak = 0
𝚺𝑭y= 23,554 kN + 159,903 kN + 170,694 kN - Flift vleugel – Fliftstaartvlak = 0
𝚺𝑭y= 354,151kN - Flift vleugel – Fliftstaartvlak = 0
