Учебник Житомирский (553622), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Вследствие этого кессонные треугольные крылья могут стать более выгодными только при больших массах с Я молета, Так напри мер, для треугольного крыла при ~.= 60 и с= 0,05 кессонная конструкция может стать более выгодной лишь при массе порядка 100 т н более. 2.9.2. Сравнение по жесткости ня изгиб и кручение в пользу кессонного крыла. Жесткость на изгиб определяется произведением ЕУ. С прогибом крыла у жесткость на изгиб связана уравнением упругой оси крыла: (2.24) ЕУ где р — радиус кривизны упругои осн. Тяк как У=кНр, то прогибы у у кессонного крыла будут меньше, чем у лонжеронного (прогибы на конце консоли крыла при эксплуатационной нагрузке могут достигать у современных самолетов 5...10% от размаха крыла).
Большая жесткость кессонного крыла на кручение, а также более высокая его местная жесткость объясняется более толстой обшивкой. Отсюда для такого крыла характерна более гладкая поверхность и менее вероятны такие явления как реверс элеронов, дивергенция и флаттер, о которых речь пойдет ниже (в Гл. 10). 2.9.3. Сравнение с точки зрения помпоновкн и эксплуатационной технологичности. В этом случае лонжеронные крылья имеют ряд преимуществ, так как в ннх можно делать большие вырезы в обшивке для монтажа н осмотра различных агрегатов (обшивка и стрингеры принимают сравнительно малое участие в Восприятии М). Для сохранения прочности на кручение вырезы закрываются работающими на сдвиг крышками, которые должны крепиться Винтами по их контуру (если постановка крышек не возможна, то вырез компенсируется постановкой усиленных нервюр по краям выреза и усилением лонжеронов на участке выреза и вблизи него (М, будет восприниматься дополнительным изгибом лонжеронов) ) .
В кессонном крыле большие вырезы должны обязательно закрываться силовымн крышками, способными работать не только на сдвиг, ио и на большие осевые усилия, что потребует мощного (через фитинги, гребенки) болтового крепления крышек по их поперечным стыкам, Все это затрудняет эксплуатацию и ведет к угяжелению конструкции. Стыковка отъемной части кессонного крыла гораздо сложнее — соединение по всему контуру кессона (и по силовым панелям, н по стенкам), в то время, как у лонжеронного крыла — только по узлам на лонжеронах.
2.9.4. Живучесть кессонных крыльев выше, чем у лонжеронных Более ВЫСОКЯЯ ЖИВУЧЕСТЬ (Н НЯЛЕЖНОСТь) у МНОГОЛОнЖЕрОИНЫХ И МНОГОстенОЧНЫХ конструкций крыльев объясняется тем, что они обладают нз-за многократ- НОЙ СтатиЧЕСКОй НЕОПрЕДЕЛЕн НОСТИ ПОВЫШЕНнЫм чисЛОм ПУтей передачи основных силовых факторов 9 и М на узлы крепления крыла, 2.9.5. Сравнение с точки зрения аэродинамики и динамики полета. Здесь главное — обеспечение хорошего качества поверхности, точности выдержнвания профиля крыла и меньшие деформации прогиба и закручивания крыла, т. е. наличие достаточной жесткости крыла. Все это определяется выбором КСС крыла„значениями его основных параметров А, ~, т1 и с, значениями основных характеристик самолета 60, бо/5, а',„, 1~,„,.,(д,„), особенностями его использования (нагружения), внешними условиями и т.
д. Тонкая обшивка, продольные швы подкрепленных стрингерами обшивок затрудняют получение хорошего качества поверхности крыла. Здесь лучше монолитные панели с меньшим количеством крепежа. При этом лучше и качество профиля (более точные обводы крыла), Более жесткие на изгиб и кручение кесонные нли многолонжеронные крылья способствуют получению более стабильных характеристик устойчрвостн и управляемости самолета и менее подвержены при прочих равных условиях возникновению самовозбуждающихся колебаний типа флаттера и явлений реверса и дивергенцни, $ 2.)О.
ПРИНЦИПЫ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИИ КРЫЛЬЕВ РАЗЛИЧНЫХ КСС Крылья по размаху, как правило„имеют разъемы. Соединение частей крыла между собой, с центропланом или фюзеляжем осуществляется при помощи стыковых соединений. Принципы соединения частей крыла, а также расположение и число узлов нх крепления зависят от КСС крыла и его размероВ, Соединения могут осуществляться: шарнирными узлами (передают только силы), момснтнымн узлами (передают момент и силы) и контурными узлами (передают и силы, и моменты).
2.10.1, Лонжеронное крыло соединяется со шпангоутами фюзеляжа или лонжеронами в фюзеляжной части моментнымн узлами на лонжеронах крыла (рис. 2.60, а, б, в, д) и шпангоутах фюзеляжа (рнс. 2.61, а, в). Они передают с ОЧК усилия 5; от изгибающего момента М, силы 9, от поперечной сиды 9 и пару сил й„, в которую трансформируется бортовой нервюрой крыла поток касательных усилий от крутящего момента М. (см.
рис. 2,60, а), Для передачи $„© и Я„с ОЧК на стыковые узлы фюзеляжа стыковой узел лонжерона состоит либо из верхней и нижней вилок, либо проушин (рис. 2.60, г), связанных заклепками или болтами с поясамн и стенками лонжеронов, Ня рнс, 2.60, в показан стыковой узел, где верхний пояс лонжерона заканчивается вилкой, а нижний — ушком. В таком стыковом узле силы 5, передаются и вилкой и ушком, а сила 9 — только нижним ушком. Для облегчения установки такого крыла в ушки лонжерона н стенки запрессовываются обоймы с шаровыми вкладышами.
Оси вкладышей совпадают, что обеспечивает поворот крыла при его установке и снятии. Стыковые узлы в тонких крыльях с малой строительной высотой делают иногда со сквозными вертикально расположенными стыковымн болтами (см, рис. 2.61, в). Средняя ненагруженная часть таких болтов имеет меньший диаметр, чем в рабочих верхней и нижней частях, ДЫЛ СоИаяилиьлые ЗФГМЮИЫ 8 Рис 260 Конструкция и иагружение узлов креаления лонжеронных крыльев Иногда для передачи силы (~ в стыковом узле лонжерона делается дополнительно третья проушина с горизонтальной осью между его верхними и нижними проушинами для их разгрузки от силы (~ (см. рис. 2.60, д).
Если в крыле есть продольные стенки, и они имеют в корневой части шарнирные узлы, то через них будут передаваться силы ф и Я„(см, рис. 2.60, б). Шарнирные узлы в виде ушка показаны иа рис. 2 60, б, в, е. При наличии внешнего подкоса крыла на лонжероне устанавливают два шарнирных узла А и Б (см. рис. 1,21): узел А — в корневой и узел Б — в средней частях лонжерона. Это позволяет существенно уменьшить действукицие в крыле изгибающие моменты и снизить его массу.
На рис 2.61, а, в показано крепление ОЧК к усиленным шпангоутам фюзеляжа. Через эти шпангоуты происходит уравновешивание изгибающих момен- тов от правой и левой консолей крыла. Масса конструкции получается в этом случае больше, чем в случае, показанном на рис. 261. б (масса кольцевого шпангоута, восп ринимающего изгибающий момент М, оказывается больше суммарной массы шпангоута, воспринимающего только силу 9, и лонжерона в фюзеляжной части, воспринимающего М), но внутренние объемы фюзеляжа при этом более свободны для компоновки различных грузов и оборудования.
На рис. 2.61, б и 2.63„б показана центральная часть крыла в виде балок (лонжеронов), проходящих через фюзеляж. На этих лонжеронах происходит самоуравновешнвание изгибающих моментов для передачи ~ и М„(в виде пары сил й„) с лонжеронов, проходящих через фюзеляж, на лонжеронах центро- плана, так же, как и на шпангоутах фюзеляжа, в этом случае должны быть шарнирные узлы. Выигрыш в массе получается из-за разгрузки шпангоутов от изгибающих моментов и за счет увеличения высоты стенок лонжеронов к оси фюзеляжа (см. рис. 2.61, б), позволяющих при той же величине М подучить меньшие сечения и массу поясов лонжеронов.
Однако при этом загромождаются внутренние объемы фюзеляжа. 2.10.2. Кессонное крыло соединяется с центропланом с помощью моментных узлов на лонжеронах и контурного узла, связывающего панели н стенки кессонов ОЧК и центроплана (рис. 2.62, 2.63, а и 2.64). Изгибающий момент М в ОЧК воспринимается панелями кессона и поясами лонжеронов и самоуравновешивается на центроплане. Поперечная сила ~ и крутящий момент М„ передаются с ОЧК на центроплан: 9 — срезом болтов, соединяющих стенки ОЧК и центроплана; М, — либо срезом болтов, соединяющих панели и стенки кессона (если болты в гнездах панелей, рис. 2.62, б, поставлены без зазора и работают на срез), либо силами трения между нервюрами разъема, стянутыми болтами при соединении панелей крыла. Стенки лонжеронов центроплана должны быть связаны со штаигоутами фюзеляжа для передачи на иих (~ и М. в виде пары сил Я„На рис.
2.63 показаны различные варианты стыка крыла с фюзеляжем*. 2.10.3. Моноблочное крыло. ОЧК такого крыла соединяется с центропланом контурным соединением, связывающим панели для передачи изгибающего мо- Рис 26! Варианты иагружеиия и уравновешивании усиленных щнангоутов от нагрузок крыла н варианты конструкций узлов ьреиления крыла 88 Рнс. 262 Конструкция стыкового соединения цеитроплана с ОЧК ~ Читателю нредлагаетсн самостоятельно проанализировать для каждого из вариантов передачу сил (~ и моментов М и М, от крыла на фюзеляж Рис 2 63 Варианты конструкпии соединений крыльев различных КСС с фюзеляжем Рис 265 Влияние типа узлов крепления крыла на характер нагружения (работы) его силовых злементов мента н продольные стенкн — для передачи поперечной силы 9 и крутящего момента М„Передача (~ н М.
с центроплана на фюзеляж происходит так же, как н у кессонного крыла Для кессонных (моноблочных) крыльев, чтобы центроплан не загромождал фюзеляж, лучше использовать крыло верхнего илн нижнего расположения 2.10.4. Влняние характера стыковых узлов на работу крыла. Для однолонжеронного крыла с одной продольной стенкой крепленне крыла трехточечное (рнс 265, а) На рнс 265, б, в показано нзмененне нормальных напряжений а в межлонжеронной части крыла и осевых усилий в поясах лонжеронов вдоль по размаху крыла Напряжения а в панели от конца крыла возрастают к корню крыла, а на участке длиной 8 (8 — расстояние между лонжеронамн) до разъема начинают падать н в разъеме о=О, как в свободном крае, где нет препятствнй для продольных перемещеннй панелей (обшивки н стрингеров) На этом участке возр~стают Осевые уснлня в поясах лонжеронов, н весь нзгибающнй момент в разъеме крыла М,+АМ воспринимается только нмн ДОполннтельные Осевые силы в поясах 1-го лОнжерона ЛЗ~ возникают за счет касательных усилий в панелях, являющихся следствнем нзменення а на корневом участке крыла длиной 8 На рис 265, а показано изменение изгибающего момента вдоль продольной стенки М У разъема крыла, где на стенке шарнирный ~зел, М =О (здесь только поперечная сида (~) На участке крыла у разъема длиной 8 осевые снлы от ЛМ продольной стенки сдвигом Обшнвкн передаются на лонжерОн, котОрый в разъеме крыла ВОспрннимает н передает через моментный узел на усиленный шпангоут фюзеляжа весь изгибающий момент крыла М,+ЛМ1171 Для кессонных (моноблочных) крыльев контурное крепление ОЧК к центроплану н центроплана к усиленным шпангоутам фюзеляжа не вызывает, как правило, серьезных изменений в характере работы силовых элементов крыла у разъема э 2 11 КОНСТРУКТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ВЫРЕЗОВ В КОНСТРУКЦИИ КРЫЛА Для монтажа н демонтажа топливных баков в крыле, размещения шасси, обеспечения подходов к различным агрегатам системы управления н агрегатам других систем в конструкция крыла приходится делать вырезы Прн этом нарушается целостность элементов КСС крыла, происходит их ослаб ление, может нарушаться сама КСС крыла Чтобы компенсировать вырезы, прнходится уснлиаать конструкцию в раноне выреза, затрачивать на это дополнительную массу, величина которой зависит от КСС крыла, места н размеров выреза, от характера действующих сил В л о н ж е р о н н ы х к р ы л ь я х с ТОНКОЙ обшнвкой, работающен„в Ос~овном, на сдвиг от М„, небольшие вырезы, например под заливные горловины баков, закрывают легкосъемнымн крышками, а сам вырез окантовывают накладками в аиде рамы илн штампованной рамой Вырезы побольше, к примеру для осмотра агрегатов топливной н других систем самолета, находящнхся в крыле, н для проведения регламентных работ„требуют силовой окантовки н силовых крышек на винтах, чтобы крышка могла работать на сдвиг так же, как работала бы обшивка в этом месте, если бы выреза здесь не было Наконец, при очень больших вырезах (для установки топливных баков нлн для ниши шасси) вырез окантовывается по торцам усиленнымн нервюрамн, задача которых трансформировать поток касательных усилий от М, в пару снл Р.= =М„/8 на одном конце выреза, дальнем от корня крыла, н обратно — пару снл Р„в поток касательных усилий д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
