Integrerende Opdracht 1
Analyse van een vleugelconstructie
3ENG–IO1–DL2–v2021-22
pagina 1 van 26
,Inhoudsopgave
HOOFDSTUK 1 EVENWICHTSVERGELIJKING AIRBUS A320.................................................................................................. 3
1.1 VLS ZIJAANZICHT A320........................................................................................................................................................ 3
1.2 KRACHTENEVENWICHT A320..................................................................................................................................................4
2.2 BEPALING VLEUGELGEWICHT...................................................................................................................................................7
HOOFDSTUK 3 MOTORPYLON........................................................................................................................................... 9
3.1 VLS VAKCONSTRUCTIE VAN MOTORPYLON.................................................................................................................................9
3.2 BEREKENING STAAFKRACHTEN IN VAKCONSTRUCTIE M.B.V. KNOOPPUNTMETHODE...........................................................................10
3.3 BEREKENING VERBINDINGSKRACHTEN M.B.V. EVENWICHTSVERGELIJKINGEN....................................................................................13
HOOFDSTUK 4 KRACHTEN OP DE VLEUGELVOORLIGGER.................................................................................................. 14
4.1 VLS VOORAANZICHT VLEUGELLIGGER......................................................................................................................................14
4.2 FUNCTIES V- EN M-LIJNEN................................................................................................................................................... 15
4.3 GRAFIEKEN BELASTING VLEUGELWORTEL TOT VLEUGELTIP...........................................................................................................18
4.4 BEREKENINGEN REACTIEKRACHTEN IN DE INKLEMMING VAN DE VLEUGEL AAN DE ROMP....................................................................19
HOOFDSTUK 5 GEGEVENS VAN DE I-BALK VLEUGELVOORLIGGER.....................................................................................20
5.2 BEPALINGEN AFMETINGEN B, T, H EN D...................................................................................................................................21
5.3 BEREKENINGEN GROOTTE SCHUIFSPANNING.............................................................................................................................24
5.4 UITLEG (VOORDELEN) VERANDERING AFMETINGEN VOORLIGGER..................................................................................................24
CONCLUSIE..................................................................................................................................................................... 25
BIJLAGES......................................................................................................................................................................... 26
BIJLAGE 1 BEKENDE GEGEVENS AIRBUS A320................................................................................................................................26
BIJLAGE 2 BRONNENLIJST........................................................................................................................................................... 27
Inleiding
Tijdens een vlucht wordt een vliegtuig door verschillende krachten belast. Deze krachten zijn de lift, de
zwaartekracht, de voortstuwing en de weerstand. De lift wordt opgewekt door de vleugels, aangezien
het vliegtuig veel lift nodig heeft om te kunnen vliegen, komen er grote krachten te staan op de
3ENG–IO1–DL2–v2021-22
pagina 2 van 26
, vleugels. Het is dus van essentieel belang dat de vleugels stevig genoeg zijn om deze krachten aan te
kunnen. Echter is het niet effectief om de vleugels zo groot mogelijk te maken van een zo sterk
mogelijk materiaal, dit zorgt er namelijk voor dat het vliegtuig een stuk zwaarder wordt en dat de
aerodynamische vorm van de vleugels afneemt.
In dit verslag wordt de volgende vraag beantwoord: “Wat zijn de ideale afmetingen van het I-profiel in
de vleugel voorligger als er gebruik wordt gemaakt van een AL7075-T6 legering?” In dit verslag is er
gekeken naar de ideale afmetingen aan de hand van de Airbus A320.
Om deze vraag te kunnen beantwoorden is er in hoofdstuk 1 begonnen met kijken naar de grootte van
de externe krachten die op het vliegtuig en de vleugels worden uitgeoefend. Aan de hand van de
berekende draagkracht op de vleugels is de draagkracht op de vleugelvoorligger berekend in hoofdstuk
2, net als het brandstof- en vleugelgewicht dat wordt gedragen door de voorligger. De constructie van
de motorpylon van de A320 is opgebouwd als een vakwerk, in hoofdstuk 3 is het bij behorende VLS
hiervan getekend waarna de staafkrachten en de verbindingskrachten zijn berekend. In hoofdstuk 4 is
met alle krachten die op de vleugelvoorligger worden uitgeoefend en berekend zijn in de voorgaande
hoofdstukken een VLS gemaakt. Aan de hand van dit VLS zijn de interne krachten van de
vleugelvoorligger bepaald in V- en M-lijnen. Voor elk deel van de vleugelvoorligger is er een functie
opgesteld om op elke afstand vanaf de vleugelwortel de dwarskracht of de momentkracht te
berekenen. Doordat er formules zijn opgesteld was het ook mogelijk om dit weer te geven in een
grafiek, dit is dan ook gedaan in hoofdstuk 4. De aluminium legering waarvan de vleugelvoorligger is
gemaakt is toegelicht in hoofdstuk 5. Hierna zijn aan de hand van de eigenschappen van deze legering
de afmetingen van het I-profiel bepaald, hier is rekening gehouden met de plek waar het buigmoment
het grootste is. Om deze afmetingen te bepalen is er gebruikt gemaakt van Microsoft Excel. Tot slot is
in dit hoofdstuk de schuifspanning berekend en toegelicht dat de afmetingen van de vleugelvoorligger
kunnen variëren.
Hoofdstuk 1 Evenwichtsvergelijking Airbus A320
1.1 VLS zijaanzicht A320
In bijlage 1 staan de gegevens van een Airbus A320, aan de hand van deze gegevens is het VLS
getekend (zie figuur 1.1).
Voor het zwaartepunt wordt de afkorting cg (center of gravity) gebruikt, vanuit deze punten kunnen de
krachten in newton worden berekend. Voor de drukpunten wordt de afkorting cp (center of pressure)
gebruikt, vanuit cpwing en cptail grijpt de draagkracht van de vleugel en het staartvlak aan. In cgeng grijpt
de stuwkracht van de motoren aan.
3ENG–IO1–DL2–v2021-22
pagina 3 van 26
Analyse van een vleugelconstructie
3ENG–IO1–DL2–v2021-22
pagina 1 van 26
,Inhoudsopgave
HOOFDSTUK 1 EVENWICHTSVERGELIJKING AIRBUS A320.................................................................................................. 3
1.1 VLS ZIJAANZICHT A320........................................................................................................................................................ 3
1.2 KRACHTENEVENWICHT A320..................................................................................................................................................4
2.2 BEPALING VLEUGELGEWICHT...................................................................................................................................................7
HOOFDSTUK 3 MOTORPYLON........................................................................................................................................... 9
3.1 VLS VAKCONSTRUCTIE VAN MOTORPYLON.................................................................................................................................9
3.2 BEREKENING STAAFKRACHTEN IN VAKCONSTRUCTIE M.B.V. KNOOPPUNTMETHODE...........................................................................10
3.3 BEREKENING VERBINDINGSKRACHTEN M.B.V. EVENWICHTSVERGELIJKINGEN....................................................................................13
HOOFDSTUK 4 KRACHTEN OP DE VLEUGELVOORLIGGER.................................................................................................. 14
4.1 VLS VOORAANZICHT VLEUGELLIGGER......................................................................................................................................14
4.2 FUNCTIES V- EN M-LIJNEN................................................................................................................................................... 15
4.3 GRAFIEKEN BELASTING VLEUGELWORTEL TOT VLEUGELTIP...........................................................................................................18
4.4 BEREKENINGEN REACTIEKRACHTEN IN DE INKLEMMING VAN DE VLEUGEL AAN DE ROMP....................................................................19
HOOFDSTUK 5 GEGEVENS VAN DE I-BALK VLEUGELVOORLIGGER.....................................................................................20
5.2 BEPALINGEN AFMETINGEN B, T, H EN D...................................................................................................................................21
5.3 BEREKENINGEN GROOTTE SCHUIFSPANNING.............................................................................................................................24
5.4 UITLEG (VOORDELEN) VERANDERING AFMETINGEN VOORLIGGER..................................................................................................24
CONCLUSIE..................................................................................................................................................................... 25
BIJLAGES......................................................................................................................................................................... 26
BIJLAGE 1 BEKENDE GEGEVENS AIRBUS A320................................................................................................................................26
BIJLAGE 2 BRONNENLIJST........................................................................................................................................................... 27
Inleiding
Tijdens een vlucht wordt een vliegtuig door verschillende krachten belast. Deze krachten zijn de lift, de
zwaartekracht, de voortstuwing en de weerstand. De lift wordt opgewekt door de vleugels, aangezien
het vliegtuig veel lift nodig heeft om te kunnen vliegen, komen er grote krachten te staan op de
3ENG–IO1–DL2–v2021-22
pagina 2 van 26
, vleugels. Het is dus van essentieel belang dat de vleugels stevig genoeg zijn om deze krachten aan te
kunnen. Echter is het niet effectief om de vleugels zo groot mogelijk te maken van een zo sterk
mogelijk materiaal, dit zorgt er namelijk voor dat het vliegtuig een stuk zwaarder wordt en dat de
aerodynamische vorm van de vleugels afneemt.
In dit verslag wordt de volgende vraag beantwoord: “Wat zijn de ideale afmetingen van het I-profiel in
de vleugel voorligger als er gebruik wordt gemaakt van een AL7075-T6 legering?” In dit verslag is er
gekeken naar de ideale afmetingen aan de hand van de Airbus A320.
Om deze vraag te kunnen beantwoorden is er in hoofdstuk 1 begonnen met kijken naar de grootte van
de externe krachten die op het vliegtuig en de vleugels worden uitgeoefend. Aan de hand van de
berekende draagkracht op de vleugels is de draagkracht op de vleugelvoorligger berekend in hoofdstuk
2, net als het brandstof- en vleugelgewicht dat wordt gedragen door de voorligger. De constructie van
de motorpylon van de A320 is opgebouwd als een vakwerk, in hoofdstuk 3 is het bij behorende VLS
hiervan getekend waarna de staafkrachten en de verbindingskrachten zijn berekend. In hoofdstuk 4 is
met alle krachten die op de vleugelvoorligger worden uitgeoefend en berekend zijn in de voorgaande
hoofdstukken een VLS gemaakt. Aan de hand van dit VLS zijn de interne krachten van de
vleugelvoorligger bepaald in V- en M-lijnen. Voor elk deel van de vleugelvoorligger is er een functie
opgesteld om op elke afstand vanaf de vleugelwortel de dwarskracht of de momentkracht te
berekenen. Doordat er formules zijn opgesteld was het ook mogelijk om dit weer te geven in een
grafiek, dit is dan ook gedaan in hoofdstuk 4. De aluminium legering waarvan de vleugelvoorligger is
gemaakt is toegelicht in hoofdstuk 5. Hierna zijn aan de hand van de eigenschappen van deze legering
de afmetingen van het I-profiel bepaald, hier is rekening gehouden met de plek waar het buigmoment
het grootste is. Om deze afmetingen te bepalen is er gebruikt gemaakt van Microsoft Excel. Tot slot is
in dit hoofdstuk de schuifspanning berekend en toegelicht dat de afmetingen van de vleugelvoorligger
kunnen variëren.
Hoofdstuk 1 Evenwichtsvergelijking Airbus A320
1.1 VLS zijaanzicht A320
In bijlage 1 staan de gegevens van een Airbus A320, aan de hand van deze gegevens is het VLS
getekend (zie figuur 1.1).
Voor het zwaartepunt wordt de afkorting cg (center of gravity) gebruikt, vanuit deze punten kunnen de
krachten in newton worden berekend. Voor de drukpunten wordt de afkorting cp (center of pressure)
gebruikt, vanuit cpwing en cptail grijpt de draagkracht van de vleugel en het staartvlak aan. In cgeng grijpt
de stuwkracht van de motoren aan.
3ENG–IO1–DL2–v2021-22
pagina 3 van 26
