Крыло самолета и действующие на него нагрузки
Крыло, обеспечивая создание практически всей подъемной силы, является высоконагруженной частью самолета. К основным нагрузкам крыла относятся аэродинамические и массовые силы. Аэродинамическая нагрузка возникает в результате взаимодействия крыла с воздушным потоком и является распределенной (рис. 3.5).
Вектор аэродинамической нагрузки является равнодействующей подъемной силы и лобового сопротивления. Величина расчетной
(разрушающей) аэродинамической нагрузки
определяется по формуле
Раэр = Yр = G × n × f,
где G – сила тяжести самолета;
n – коэффициент эксплуатационной перегрузки;
f – коэффициент безопасности.
Равнодействующие погонной аэродинамической нагрузки приложены
по линии центров давления крыла (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Нагрузки, действующие на крыло
Массовые нагрузки – это силы тяжести и инерции масс конструкции самого крыла, топлива, грузов и агрегатов, расположенных внутри или прикрепленных к нему снаружи. Инерционные силы возникают при появлении ускорений в криволинейных полетах, при полете в болтанку или при ударе о землю во время посадки.
Погонные массовые нагрузки конструкции крыла распределяются по размаху так же, как и его масса. Равнодействующие погонных массовых сил приложены по линии центров тяжести крыла, которую можно считать проходящей через точки, лежащие на 42-45 % хорд от носка крыла.
Конструкция крыла и работа его отдельных силовых элементов
|
|
|
Крылья самолетов отличаются также большим разнообразием особенностей конструкции. Во всех случаях крыло должно быть достаточно прочным и жестким
при минимальной массе.
Передавая подъемную силу на фюзеляж, крыло подвергается деформациям изгиба, кручения и сдвига (рис 3.7), которые должны восприниматься соответствующими силовыми элементами.
Рис. 3.7. Виды нагружения
Крылья различных типов обычно представляют собой наборы однотипных элементов, участвующих в восприятии внешних нагрузок и составляющих его конструктивно-силовую схему.
К продольному набору относятся лонжероны и стрингеры.
Лонжероны воспринимают изгибающий момент и поперечную силу. Лонжероны представляют собой продольные балки, состоящие из поясов и стенок. Изгибающий момент воспринимают пояса лонжеронов, в которых возникают большие осевые усилия. Стенки лонжеронов, воспринимая практически всю поперечную силу, работают на сдвиг. Кроме того, стенки совместно с обшивкой образуют замкнутые контуры, воспринимающие крутящий момент.
Стрингеры – продольные элементы, участвующие в восприятии изги- бающего момента. При этом в них действуют осевые силы сжатия или растяжения. Стрингеры подкрепляют обшивку, увеличивая ее устойчивость, воспринимают местную воздушную нагрузку и передают ее на нервюры.
|
|
|
Поперечный набор крыла обычно состоит из нервюр, которые по на- значению делятся на нормальные и силовые (или усиленные). Нервюры придают форму профилю, подкрепляют продольные элементы и обшивку, увеличивая их устойчивость.
Обшивка образует гладкую, удобообтекаемую поверхность, гермети- зирует крыло. Она не только воспринимает аэродинамическую нагрузку, но и работает на кручение, а часто и на изгиб. Степень участия обшивки в восприятии изгибающего момента зависит от ее толщины.
Под конструктивно-силовой схемой крыла подразумевается совокуп- ность и взаимное расположение элементов конструкции, воспринимаю- щих основные силовые факторы.
Силовые схемы всех крыльев принято подразделять в зависимости от способа восприятия изгибающего момента, основного силового фактора, на лонжеронные, стрингерные и моноблочные.
Лонжеронным называется крыло, у которого изгибающий момент вос- принимается мощными поясами лонжеронов, а относительно слабые стрингеры служат для подкрепления тонкой обшивки.
В стрингерном крыле основную долю изгибающей нагрузки крыла берут на себя стрингеры.
|
|
|
Моноблочным называется крыло, у которого во всех сечениях изгибающий момент воспринимается верхней и нижней панелями, состоящи- ми из толстой обшивки, подкрепленной набором мощных стрингеров. В полёте верхняя панель работает на сжатие, нижняя – на растяжение. Крутящий момент в моноблочном крыле воспринимается верхней и нижней панелями, а также стенками лонжеронов, в которых возникают касательные напряжения, направленные против часовой стрелки. Усилия от сдвига в вертикальной плоскости в моноблочном крыле воспринимаются стенками лонжеронов, в которых возникают касательные напряжения, направ- ленные в полете вниз.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 3587; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!