2015-05-13
754
Рассмотрим работу передней вертикальной фермы при воздействии на крылья аэродинамической подъемной силы (рис. 3.19).
Рис. 3.19. Схема сил, действующих на вертикальную ферму
Согласно расчету самолета Ан-2 точка приложения равнодействующей аэродинамических сил лежит на 25% хорды крыла. Из рассмотрения аэродинамических сил видно, что будут работать не только верхний и нижний лонжероны, но также бипланная стойка (ВС) и несущие ленты расчалки. Предположим, что верхний и нижний лонжероны представляют собой балки, лежащие на двух опорах и нагруженные по всей своей длине погонной аэродинамической нагрузкой q. Под действием этой нагрузки балка прогнется и примет форму, указанную на рис. 3.20 (пунктирная линия). Наибольший изгибающий момент будет в середине между опорами в сечении I — I, а для консольной части — в сечении II — II.
Прогибаясь, лонжерон будет одновременно опираться на опоры, причем сумма сил в опорах должна быть равна общей нагрузке на лонжерон.
Обозначим силы, действующие на нижний лонжерон (см. рис. 3.19), цифрами 1 и 2, а на верхней —5 и 6.
|
|
|
Если бипланная стойка (ВС) была бы перпендикулярна к лонжерону, нижнего крыла, то сила 1 полностью бы передалась в точку В и не оказала на лонжерон никакого влияния. В этом случае лонжерон нижнего крыла работал бы только на изгиб под действием равномерно распределенной нагрузки по размаху.
Так как стойка ВС имеет наклон, то нужно силу 1 разложить по правилу параллелограмма на два направления — по лонжерону и стойке (ВС). Следовательно, лонжерон нижнего крыла будет работать не только на изгиб, но и на сжатие на участке СD силой 4; стойка же будет сжата силой 3, несколько большей, чем сила 1. Передаваясь по стойке ВС, сила 3 в точке В складывается с силой 6. Таким образом, в точке В будет действовать суммарная сила 9. Эта сила будет стремиться изогнуть лонжерон верхнего крыла, но изгибу препятствуют передние несущие ленты-расчалки (парные). Разложив силу 9 по лонжерону и передним несущим лентам-расчалкам, получим силы 7 и 8. Сила 7 растягивает передние ленты-расчалки, а сила 8 сжимает лонжерон верхнего крыла. Таким образом, лонжерон верхнего крыла на участке АВ будет не только изогнут, но и сжат, а консольная часть лонжерона будет изгибаться (рис. 3.20).
Характер работы задней фермы коробки крыльев аналогичен передней.
Рис. 3.20. Деформация лонжерона верхнего крыла при наличии подъемной силы:
А — опора в месте стыковки крыла с фюзеляжем; В — опора в месте крепления бипланной стойки; I—I — сечение лонжерона АВ с наибольшим изгибающим моментом; II—II — сечение в опоре В
