Резка промышленных проемов: www.rezkabetona.su 
Навигация
Популярное
Публикации «Сигма-Тест»  Классификация самолетов 

1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40


Рис. 4.8. Средняя высота межлонжеронной части крьша

где ЗОбоб - присоединенная ширина обшивки; п - количество стрингеров и поясов . лонжеронов сжатой панели.

При этом всегда должно быть соблюдено условие пЗОбоба , т.е. присоединенная ширина обшивки не может быть больше действительной ширины обшивки. Если пЗОбоб а, то нужно брать Роб-а5об.

Учитывая компоновочные и-коксгруктивные соображения, задаемся теми или иными двумя составляющими площади nonepeijHoro сечения панели и определяем площадь сечения третьего составляющего. Можно определить либо площадь сечения поясов лонжеронов, либо тип и количество стрингеров, либо толщину обшивки.

При выбора типов стрингеров и их количесгвав сжатой панели необходимо,чтобы при заданном расстоянии между нервюрами крьша критическое напряжение стрингера бьшо не меньше взятого при расчете; Окр=0,9(%.

Если это окажется нерациональным из конструктивных соображений или вообще не удастся обеспечить такое критическое напряжение, то необходимо соответственно снизить (\ср при определении площади сечения сжатой панели.

Выбранную при расчете ка изгиб толиаину обшивки необходимо проверить расчетом на кручение.

Погонная касательная сила в обшивке от крутящего лГомента и толщина обшивки ; определяются по формулам (5) и (6) .

Как правило, полученная при расчете на кручение толщина обшивки меньше величины, полученной прй расчете на изгиб. Из этих двух величин нужно взять большую.

Толщины стенок лонжеронов определяются точно так же, как и в расчете двухлон-жеронного крьша.

Если моноблочное крьшо имеет монолитные панели, то его проектировочный расчет может быть произведен по тем же формулам, что и крьша с листовой обшивкой, только площади верхней и нижней панелей следует подсчитывать по формуле

Fn - Рд + Рм.п.

где 2f, j] - суммарная площадь сечения всех монолитных панелей, образующих соот-ветсгвутощую поверхность крьша.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВЫХ СХЕМ

ПРЯМЫХ КРЫЛЬЕВ

Конструкция крыла должна обеспечивать наилучшееиспользйвание материала для получения наименьшей массы, удовлетворять требованиям азро-, динамики в отношении гладкости поверхности и правильности обводов ; профиля, исключать, возможность возникновения вибраций во всем диапазоне летных скоростей самолета, обеспечивать удовлетворение эксплуата-ционнььх и производственных требований.

Сравнительную бценку конструктивно-силовых схем будем производить исходя из перечисленных выше соображений.

Наименьшей массой будет обладать то крьшо, у которого наилучшим образом используется материал для работы на изгиб и кручение. Поэтому рациональное размещение силовых элементов конструкции крьша является основной задачей конструктора. При прочих равных условиях масса однолонжеронного крьша с лонжероном, расположеннь ! в месте максимальной толщины профиля, будет меньше массы двух-и многолонжеронныхкрьшьев.

Весовые преимущества моноблочной конструкции начинают сказьшаться с уменьшением относительной толщины крьша и ростом нагрузок, когда размеры поперечного сечения стрингеров и толщина,обшивки, воспринима-ющих изгибающий момент, обеспечивают получение вы90ких критических

напряжений при сжатии. В этом случае удается наиболее полно использовать материал конструкции.

В местах вырезов, особенно больших, моноблочная конструкция теряет свои весовые преимущества. Потребное из условий прочности усиление выреза наряду с услЪжнением конструкции ведет к увеличению массы крьша.

Аэродинамическим требованиям в отношении гладкости поверхности и сохранения точности обводов наиболее Ьолно удовлетворяет толстая обшивка. Поэтому с этой точки зрения лучшими являются моноблочные крылья, имеющие сравнительно толстую подкрепленную обшивку, несмотря даже на то, что увеличение количества продольных заклепочных швоз несколько ухудшает качество поверхности. Однако применение толстой обшивки в лонжеронных крьшьях приведет к утяжелению конструкции.

Конструкция крьша должна исключить возможность возникновения реверса элеронов, дивергенции и вибраций типа флаттера на всех режимах полета самолета. Повышениежесткости крьша на кручение ведет к росту критических скоростей реверса элеронов, дивергенции и флаттера. Поэтому с этой точки,зрения наиболее выгодной является моноблочная конструкция.

Большие влияние на величину критической скорости флаттера оказывает Положение центра масс крьша. Смещение центра масс к передней кромке крыла ведет к росту критической скорости. Поэтому из лонжеронных крьшьев при прочих равных условиях предпочтение следует отдать одно-лонжеронному.

Монтаж и демонтаж лонжеронных крьшьев и их ремонт проще, чем моноблочных, но живучесть моноблочных крьшьев выше лонжеронных.

В производственном отношении моноблочные крьшья сложнее лонжеронных.

Из сказанного следует вьшод, что для скоростного самолета, имеющего большую нагрузку на квадратный метр крьша и малую относительную толщину профиля, наиболее выгодной является моноблочная конструкция, обеспечивающая получение потребной прочности и жесткости крьша прн наименьшей его массе и выгодная в аэродинамическом отношении.

Для крьша нескоростного самолета, особенно если в нем имеются большие вырезы (например, вырез под шасси), моноблочная конструкция теряет свои преимущества и здесь выгодной может оказаться лонжеронная схема.

Часто из соображений силовой компоновки крыла и фюзеляяа, необходимости уборки шасси в крьшо, простоты монтажа и демонтажа крепление моноблочного крьша производится не по всему крьшу, а лишь в нескольких точках по поясам лонжеронов. Такое крьшо в сечениях вблизи заделки имеет по существу лонжеронную схему. Но так как оно на большей части размаха выполненно по моноблочной схеме, его следует относить }$ моноблочным крьшьям. В зависимрсти же от крепления эти крьшья можно разделить на моноблочные крьшья с моментной заделкой но одному, по двум или по нескольким лонжеронам. Проектировочный расчет таких крьшьев в сечениях заделки производится так же, как и расчет соответствующих лонжеронных крьшьев.

. § 4. СТРЕЛОВИДНЫЕ КРЫЛЬЯ

Стрелойидное крьшо - это крьшо скоростного самолета. Поэтому его конструктивно-силовая схема должна удовлетворять и тем требованиям, которые диктуются большой скоростью полета,




Рис. 4.9. Расположение нервюр в стреловидном крыле

Нервюры в стреловидном крыле могут ставиться по потоку или перпендикулярно оси крыла (рис. 4.9). Если крыло имеет тонкую обшивку, то из аэродинамических соображений целесообразно нервюры ставить по потоку. Неровности под заклепками и возможный небольшой прогиб обшивки между нервюрами отвоздушНой нагрузки в этдм случае располагаются вдоль потока и вызывают vleньшee дополнительное сопротивление. Однако расположение нервюр по потоку приводит к некоторому ухудшеш1ю работы обшивки т сдвиг. Это объясняется тем что критическое касательное напряжение у косоугольного элемента обшивки, определяемоеработойла сжатие большой диагонали, будет меньше, чем у равновеликого по площади прямоугольного элемента. Кроме того, в этой схеме усложняется крепление нервюр с продольным набором, главным образом с лонжеронами.

Расположение нервюр перпендикулярно, оси крьша позволяет уменьшить длину- нервюр, что приводит к некоторому снижению массы. Кроме того, упрощаются узлы стыковки нервюр с лонжеронами. Так как стреловидные крьшья имеют сравнительно толстую обшивку, которая позволяет получить достаточно гладкую поверхность крьша, то преимущества второй схемы становятся еще более очевидными. Поэтому в настоящее время на большинстве стреловидных крьшьев нервюры ставятся перпендикулярно оси крьшьев. -

Требованиям, предъявляемым к конструкции крьша скоростного самолета, наилучид ! образом удовлетворяет моноблочная схема.

Моноблочная конструкция, имеющая сравнительно толстую подкрепленную обшивку, обеспечивает получение качественней поверхности, сохранение в полете теоретических обводов, обладает хорошей живучестью и, несмотря на сравнительно небольшую относительную толщину профиля стреловидного крьша, высокой жесткостью на кручение. Однако условия компоновки крьша и фюзеляжа и требования простоты монтажа й демонтажа крьша часто делают нецелесообразным контурное крепление.Поэтому силовые схемы стреловидных крьшьев отличаются друг от друга главным образом конструкцией корневой части.

В зависимости от крепления крьша к самолету стреловидные крьшья можно разделить на крьшья с моментной заделкой по одному лонжерону, крьшья с внутренним подкосом, крьшья с моментной заделкой по двум лонжеронам и крьшья с заделкой по всему контуру,.

Особенностью стреловидного крьша является наличие косой заделки, которая и определяет характер иагружения силовых элементов конструк-щш в корневой части.

За исключением корневых сечеш(й проектировочный расчет остальной части стреловидного крьша производится так же, как и расчет прямого моноблочного крьша.

Ниже будут рассмотрены силовые схемы и проектировочный расчет корневых частей стреловидных крьшьев при различных способах их крепления.

КРЫЛЬЯ С МОМЕНТНбЙ ЗАДЕЛКОЙ П0 ОДНОМУ ЛОНЖЕРОНУ

В отличие от прямого крьша у стреловидного крьша изгибающий , момент М лонжерона в сечении бортовой нервюры 1-2 дает составляющую Msinx, что вызьшает нагружение бортовой нервюры большим изгибающим

моментом (рис. 4,10),

В прямом крьше крутящий момент передается с обшивки на борт фюзеляжа через бортовую нервюру, В стреловидном крьше крутящий момент передается на боргфюзеляжа с обшивки, кроме бортовой нервюры 1-2, нервюрами l-ll- и2-2. Нервюра 1-Г-1 представляет собой двухпор-ную балку с консолью, загруженнуюраспределенными силами с обшивки крьша, вызьюающими ее изгиб. Нервюра 2-2 загружается также распределенными силами со стороны обшивки и представляет собой консольную балку, работающую на изгиб. Следовательно, здесь, в отличие от прямого крьша, -большилв! изгибающими моментами загружаются бортовая нервюра 1-2инервюры22и 1-1-1 .

с Проектировочный расчет такого крыла в сечениях,лаходящихся, от сечения 1,-1 ,1 на расстоянии большем, чем а (расстояние между лонж<;ронами в сечении 1-1 -1 ), . производится так же, как и расчет прямого моноблочного крыла.

При расчете корневой части делается допущение, что весь изгибающий момент воспринимается донжероном. За ось жесткости здесь принимается ось лонжерона, относительно которой и подсчитывается крутящий момент. Часть крутящего момента на борт фюзеляжа передается изгибом нервюры 1 -1-1 , другая часть изгибом нервюры 2-2.

Крутящий момент между иеврюрами l-l-l и 2-2 можно распределить пропорционально площадям, ограниченным их контурами:

Мн1 - М

(28)

(29)

где Мкр - крутящий момент Kgbina ; W - площади, ограниченные соотвстсгвен-TTelZl-V-lc погонная касатсльйая

(30)


м нербюра,-, нер6юра2-2 Воршойа, йерёюра

cosx И sinx


I I I I I I П-ч ц

и

а) ,

Рис 4.10. Схема стреловид.юп> крьша с моментной заделкой по одному лонжерону



От кpyтящeгovoмeнтa в узлах 1 и 1 возникнут реакции

а (31)

будт. * * и изшбающий, момент в сечении нервюры (см. рис. 4.lQ,a) на участке носка

qhi - Чв1 н;

(32) (33)

где Н - высота нервюры в рассматриваемом сечении; \V, ,c - площадь, ограниченная контуром отсеченной части нервюры; щ ь, ш р<шиченная

на участке между лонжеронами

(34)

0 1 = qniH - R,;

Мн1 = qhi WioTC- Rix,

(35)

где X - расстояние от лонжерона до рассматриваемого сечения нервюры.

На нервюру 2-2 со стороны обшивки будет действовать погонная касательная сила

п - Н2

(36)

Перерезывающая сиа и изгибающий момент в сечении нервюры 6vnvt (см рис. 4:10, б): f f jhj

qh2 -ЧнгН; Мн2 = 2q 2W2oTC

(37) (38)

Кроме нагрузок от крутящего момента на эти нервюры, как и на каждую нерВюру крьша, действуют воздушные нагрузки с примыкающей к ним обшивки. Но в проектировочном расчете этими нагрузками из-за их относительно небольшей величины можно пренебречь.

Бортовая нервюра 1 -2 нагружается изгибающим моментом

Мб -msinx+ Мкр COSX

(39)

Отсюда видно, что с увеличеним угла стреловидности растет и величлна изгибающе. -го момента бортовой нервюры и при углах XS она станевится больше величины изгибающего момента подфюзеляжного лонжерона. Для включения в работу на изгиб бортовая нервюра должна быть соединена по поясам с лонжероном и нервюрой 2-2 .

От Мб в узлах 1 и 2 возникнут реакции:

R, = R2 =

(40)

Эпюры перерезывающей силы и изгибающего момента приведены на рис. 4.10, в.

По величинам изгибающих моментов и перерезывающих сил определяются площади поперечного сечения поясов и.толщины стенок лонжеронов, нервюр 1 -1-Т, 2-2 и бортовой нервюры 1 -2. .

У крьшьев, максимальная толщина профиля которых сильно смещена назад, часто встречается схема с задним расположением лонжерона (рис. 4.11). Преимуществом этой схемы является возможность использовать лонжерон для крепления механизации и элеронов. Кроме того здесь изгибающим моментом от кручения нагружается только одна нервюра 1 -1-1 ,.Ч1о также несколько упрощает конструкцию. Бортовая нервюра 1-2 нагружается изгибающим моментом

M6 = MsinX-- Мкр COSX .

(41)

Нвр8юра 1-1-1


ЕортоВая нервюра

ТТ[ТТТггт>>

Рис. 4.11. Схема стреловидного крьша с задним расположением основного лонжерона

КРЫЛЬЯ С ВНУТРЕННИМ ПОДКОСОМ

в рассмотренных выше схемах из-за необходимости постановки усиленных нервюр - бортовой нервюры 1-2 и нервюры l-l-l - затрудняется осуществление выреза, для размещения шасси, особенно если колесо при уборке частично укладывается в фюзеляж. Этот недостаток устранен в стреловидном крьше с внутренним подкосом (рис. 4.12) . Внутренний подкос 1-3, по конструкции аналогичный лонжерону, разгружает от изгиба панели корневой части крьша и бортовую нервюру. Концевая часть крьша представляет собой моноблочную конструкцию. Крьшо опирается на внутренний подкос в точках 1 яЗ и шарнирно в узле 2 на фюзеляж.

При проектировочном расчете крыйо рассматривают как двухопорную балку с консолью. Опорами являются узел 2 иа борту фюзеляжа и узел 3 на внутреннем подкосе. Расчет крьша на участке от сечения, отстоящего от, нервюры 3-4 на расстоянии % 4, до конца крыла может быть произведен так же, как и расчет прямого моноблочного крьша. При расчете корневой части крыло считается однолрнжеронным. Корневая часть крьша (i ic. 4.13) со стороны консоли нагружается перерезьшающей силой Q и изгибающим моментом М по лонжерону. Вся местная-нагрузка корневой части крьша отноаггся к переднему лонжерону. Крутящий момент крьиа Мкр, подсчитанный относительно оси переднего лонжерона, передается на силовые элементы корневой части изгибом нервюры 3-4. Перере-зывшощая сила Q передается в узле, 3 на внутренний подкос Крутящий момент Мкр изгибом нервюры 3-4 передается в виде



Рис. 4.12. Схема стреловидного крьша с внутренним подкосом,

Рис. 4.13. Схема нагруження силовых элементов корневой части стреловидногокрьша с внутренним подкосом




1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40



© 2010 www.sigma-test.ru Санкт-Петербург: +7 (812) 265-34-48, +7 (812) 567-94-10
Разработка и поддержка сайта: +7(495)795-01-39 после гудка 148651, sigma-test.ru(my_love_dog)r01-service.ru
Копирование текстовой и графической информации разрешено при наличии ссылки.