Учебник Житомирский (553622), страница 33
Текст из файла (страница 33)
На самолетах без ГО органы управления на крыле, используемые для обеспечения поперечной и продольной управляемости, работаюг как в элеронНОм режиме, так и В режи мю рулей ВысОты, и нэз ы Ваю Гся зЯВВОними. В этом случае их площадь и углы отклонения больше„чем у самолетов обычной схемы, так как меньше плечо от ЦМ самолета до элевонов. 4,4.2, Конструкция элероиов (рис. 4.12». Элероны, как и другие органы управления самолетом (рули высоты н рули направления», по внешним формам и кОнструкции (ПО силОвым элементам„Образующим силоВую схему, их назначению, конструкции н работе при передаче нагрузок) аналогичны крылу~. Как и конструкция крыла, конструкция элюрона состоит из каркаса н обшивки.
Каркас состоит нз лонжерона, стрингеров, нервюр, диафрагм, усили- * В силу указанной общкости и учебннке отдельно конструкцня рулей не рассматрмваются. 145 Рис. 4.12. Конструкция элеронов и узлов их навески вающих вырезы в носке элерона (рнс, 4.12, а» под узлы крепления и приводы управления, устанавливаемые на лонжероне. Для уменьшения деформаций эле ойа увелйчивают чйсло еГо опор (как минимум до трех».
Однако при изГйбе Р м крыла и элерона из-за разных йх жесткостей на йзГйб й наГрузок возйикают силы, направленные вдоль узлов навески элерона. Чтобы не было заклинивания элеронов, среди узлов навескн должны быть один-два узла, допускающих перемещение элерона вдоль размаха относительно узлов на крыле.
Это узлы с двумя степенями свободы; либо кардан 17 (рис. 4.12„г», либо торцевые узлы 1 — 1' типа консольный болт 11 (рис 4.12, б), ось которых совпадает с осью вращения элерона 4 (см. Рис. 4.12, а» и вдоль оси которых элерон может свободно перемещаться. В то же время хотя бы одна из опор элерона должна быть неподвижной вдоль оси вращения элерона и фиксировать его положение относительно крыла (рис. 4.12, в». В самих узлах иавески элерона должны устанавливаться подшипники, обеспечивающие свободное отклонение элеронов.
На рис. 4.12 показана конструкция элеронов У, состоящих из двух однотипных секций, соединенных серьгами. Оии навешиваются на кронштейны 1, 3, установленные на стыках хвостовых частей усиленных нервюр 5 крыла, заднего лонжерона крыла 6 и балки 2 хвостовой части крыла. Здесь восемь опор 1, 3 на крыле н столько же узлов навески (3' и 1'» на элеронах В качестве торцевых опор для обеих секций элеронов применены опоры 1 и 1' типа консольный болт (см, рис. 4.12, б», Одна из опор такого типа (средняя» является общей для обеих секций. На рис. 4.12, б справа — элерон У, на торцевой нервюре которого установлен кронштейн с гнездом и сферическим подшипником узла 1' под консольный болт 11.
Слева на этом же рисунке показан 146 из-за меньшего (чем в рассмотренном ВЫШЕ СЛуЧаЕ» ПЛЕЧа ОТ ОСИ ВращЕННЯ дО груза. Но при этом обеспечивается не только статическая балансировка, а и динамическая — отсутствует закручивание элерона ог инерционных сил балансира и дополнительное сопротивление при его отклонении. Весовой балансировки элерона можно достичь частично за счет облегчения хвостовой части элерона применением сотового за1юлнителя (рис.
4.12, е». В этом случае кроме ~~~~~~~и~ ~~~~~~~~~ элерона можно еще получить и экономию в массе элерона при еГО весовой балансировке ЗаЬий лимура юаимюи ааюи мрем 4.4.3. Аэродинамическая компенсация применяется для уменьшения шарнирных моментов в системе управления элеронами (рулями» М,„= ТЙ = У„а (рис.
4.13». На современных самолетах получили распространение осевая компенсация (рис. 4.13, а», внутренняя компенсация с мягкой диафрагмой (рис. 4.13, б» и сервокомпенсация (рис. 4.14, в» Рис. 4 13 Аэродинамическая компенсации * На рис. 4.13, 6 полости А н Б показаны для случая, когда элерон отклонен вниз Прн отклоне нин элерона вверх полость повышенного давлении А будет сверху, а полость пониженного давлении Б — снизу. кронштейн 10 на усиленной нервюре 5 крыла, в гнезде которого (узел 1» закреплен консольный болт 11.
Три близко расположенных кронштейна 3 на крыле и три средних узла навески 3' на элероне имеют только одну степень свободы и фиксируют положение элерона относительно крыла. Эти узлы на элероне (рнс. 4.12, 6» выполнены в виде кронштейнов И с двумя проушинами, закрепленных на лонжероне элерона 1$. Верхними проушинами 13 элерон с помощью промежуточных серег 12 навешивается на кронштейны 3 крыла, а к нижним проушинам крепятся приводы 16 управления элеронами. На двух усиленных нервюрах, повышающих жесткость иа кручение элерона, впереди его носка установлен сосредоточенный балансировочный груз 7 (см. Рис.
4.12, а», обеспечивающий 100-процентную весовую балансировку элерона (совпадение его ЦМ с осью вращения). Это необходимо для предотвращения изгибно-элеронного флаттера (см. подразд. 10.7.3». Высокая жесткость на кручение небольшого по размаху элерона с большим числом (восемь» опор (см.
рис. 4.12» уменьшает его деформации, в том числе и закручивание. Последнее уменьшает опасность возникновения флаттера, Задача весовой балансировки элерона (как и других рулей на самолете» часто решается расположением в его носке распределенного по размаху груза (металлического прутка 18, рис, 4.12, д». 4-4 Т Это в весовом отношении хуже П ри осе во й ком пенса ци н уменьшают плечо а силы У, относя ось вращения элерона назад к ЦД.
Считается нормальным, если впереди осн вращения будет 25...30 % площади элерона (5 „/5 =0,25...0,3, рис. 4.13, а». Осевая компенсация элеронов, показанных на рис. 4.12, составляет 31% (смещена назад по хорде ось вращения 4 элерона (см. рнс. 4,12, а» и кронштейны 74 уэлов навески элеронов (см. рис. 4.12, в»». В н у т р е н н я я к о м п е н с а ц и я с м я г к о й д и а ф р а г м о й разделяет полость между носком элерона и крылом на полости с повышенным давлением— А и пониженным — Б, что создает дополнительный момент — ЛМ (см.
рис. 4.13, б*», уменьшающий значение М, Зто позволяет при том же значении 1' а уменьшить усилие Т в системе управления и на командных рычагах управления. Сер воком пенса ци я осуществляется за счет различных видов сервокомпенсаторов. Сервокомпенсаюр — часть поверхности элерона (руля» у задней кромки, кинематически связанная с крылом (стабилизатором, килем) тягой 13 (рнс, 4,14, в» таким образом, что при отклонении элерона (руля» 5 она отклоняется в противоположную сторону„уменьшая шарнирный момент М . Сравните рис.
4,13, а и 4.14, в. Величина М зависит как от угла отклонения элерона о, так и от скоростного напора д. При малых значениях 6 и особенно д сервокомпенсация не нужна„ так как значение М и усилия на командных рычагах и без того малые. С увеличением же значений М сервокомпенсация становится нужной и тем в большей степени, чем больше значения д и о. Включение упругого элемента (пружины», имеющего предварительную затяжку, в систему управления элерон — сервокомпеисатор (рис.
4.14, г» позволяет повысить «чувствительностьв системы управления к д и 6. При малых усилиях на рычагах управления (малы значения в и о» система элерон — сервокомпенсатор работает как единое целое (уснлия на пружину Ю (см. рис. 4,14„г» меньше, чем усилия ее предварительной затяжки) С ростом значений д и о возрастают усилия в системе управления (в том числе, и в тяге 11». Когда усилия на пружуну станут больше, чем усилия ее предварительной затяжки, двухплечный рычаг 12 провернется и через тягу И отклонит сервокомпенсатор У в сторону, противоположную отклонению элерона 5, уменьшая значения М„,.
Такой компенсатор называется пружинным сервокомпенсатором. Применяется он обычно вместе с другими видами компенсации (например„с осевой компенсацией». Недостатком такой компенсации является уменьшение эффективности элерона, так как направление усилий г'„н у„противоположно (см.
рис. 4.14, в», Кро~е того, сервокомпенсатор може~ п~~лужить причиной возникновения опасных вибраций (особенно при недостаточной затяжке пружин 10 и плохой регулировке длины тяги И». Конструкция сервокомпенсатора подобна конструкции триммера, назначение и конструкция которого будут рассмотрены ниже. 4.4.4. Триммер 1 (см. рис. 4.13, в и рнс. 4.14, ໠— вспомогательная рулевая поверхность, расположенная в хвостовой части элерона (руля» 5 и предназначенная для уменьшения (снятия» усилий на рычагах управления самолетом при изменении режима полета.
Сила на триммере У„подобно тому, как и сила У создает момент М,= У,Ь относительно оси вращения руля, уменьшающий шарнирный момент М = ТЙ. Зто приводит к уменьшению потребных усилий Т в системе управления и, в конечном счете, к уменьшению усилии на командных рычагах управления. Зти усилия могут быть снижены вплоть до нуля прн М,= У а (см. рнс.
4.14, а». К о н с т р у к ц и я т р и м м е р а показана на рис. 4.14, б, Она типична для рулевой поверхности, в том числе н для сервокомпенсатора, и состоит из 148 Рис 4!4. Триммер Коиструкиня триммера н узлов его навески и управления Конструкция сервокомпеисаторов каркаса и обшивки, Каркас — нз лонжеронов 3, нервюр 2, диафрагм 4, узлов навескн 6, кронштейна с проушиной 8 для тяги управления 7. Для легких маневренных самолетов конструкция триммера может быть выполнена из магниевого литья в виде двух склепанных половин„разрезанных по хорде. Внутри для облегчения удален ненужный (по условиям обеспечения прочности) материал. Управление обычно электромеханическое нз кабины пилота, сам электромеханнзм управления (ЗМУ» можно располагать в носке руля, уменьшая тем самым затраты массы на весовую балансировку руля.
ф 4.$. АДАПТКВИОе КРЫЛО Рис 4.15. Нагрузки иа элерон и эпюры (~, М н М„ 4.4.5. НЭГружаЕТСВ ЭЛЕРОН (руЛЬ), КаК н друГИЕ ПадвижНЫЕ ЧаСти КрЫЛа (оперения), аэродинамическими силами и реакциями опор. Расчетная нагрузка элерона (руля) У," пропорциональна его площади 5, и скоростному напору д.
ПО размаху элерона (руля)' эта нагрузка распределяется пропорционально хордам, по хорде — по закону трапеции. Для элерона 17= У,'„=,Ц5 д, а распределенная нагрузка д, = о =УР Ь /5 . Здесь К вЂ” коэффициент, задаваемый нормами прочности; ~— коэффициент безопасности. На рис. 4.15, а показаны реакции В опорах: ߄— от воздушной нагрузки и Ȅ— от сил в тягах привода управления. Определить эти реакции для многоопорной балки — элерона можно, используя метод сил или уравнение трех моментов На рис. 4.!5, а показана схема сил, а на рис. 4.15, б — эпюры Я, М и М. для секций элерона, конструкция которого рассматривалясь выше (см.
рис. 4.12). Из сказанного следует, что элерон как многопролетная балка от воздуш- НОЙ НЭГрузки и р~акциЙ на Опорах Ад„работает на ИЗГиб В плОскОсти, перпендикулярной плоскости хорд элерона, а в плоскости хорд — от реакций й„-. На кручение элерон работает как балка, защемленная в плоскости тяг приводов управления. Скачки в эпюре М., равные И;х„вызваны несовпадением оси жесткости (ОЖ) с осью Вращения. Такой характер нагружения и работы элероня типичен для многоопорных конструкций элеранов. Имея эпюры Я, М н М,, можно подобрать сечения силовых элементов элерона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
