Задание для самостоятельной работы

1. Начертить эскиз самолёта в примерном глазомерном масштабе с сохранением пропорций (по указанию преподавателя из состава лабораторных экспонатов). Подписать на нём основные агрегаты и части самолёта.

2. Оклассифицировать самолёт.

3. Объяснить назначение основных агрегатов самолёта

Работа №3.

Конструкция крыла

 

Основные понятия

Крыло предназначено для создания подъемной силы при поступательном движении самолета, а также для обеспечения устойчивости и управляемости самолета. К конструкции крыла крепятся элероны, механизация, а также часто главные опоры шасси, двигатели; внутренние объемы крыла используются для размещения топлива, оборудования и других грузов.

Требования аэродинамики, строительной механики, технологии изготовления, эксплуатации и экономики обусловливают необходимость рационального выбора формы и конструкции крыла самолета.

Форма крыла в плане, форма и относительная толщина профиля, а также вид крыла спереди оказывают существенное влияние на характеристики самолета и конструкцию крыла.

Консоль свободнонесущего крыла самолета представляет собой консольную балку, заделанную у борта фюзеляжа (Рис. 10). На консоль крыла самолета, находящегося в полете, действуют следующие внешние нагрузки:

• распределенная аэродинамическая нагрузка q_аэр;

• распределенная нагрузка - вес конструкции крыла q_кр;

• сосредоточенные нагрузки – вес конструкции шасси G_ш, вес двигателей G_дв и других грузов.

Под действием внешних нагрузок (Рис.10) в конструкции крыла возникают внутренние силы и моменты: поперечная сила Q _пер, изгибающий момент М_изг, крутящий момент М_кр.

Рис. 10. Нагружение крыла и эпюры нагрузок.

 

Конструкция крыльев обычно состоит из продольного и поперечного наборов и обшивки (Рис. 11).

Продольный набор состоит из лонжеронов, продольных стенок, стрингеров, иногда гофра с волнами по размаху.

Поперечный набор состоит из нормальных и усиленных нервюр, диафрагм и иногда гофра с волнами по направлению хорд.

Встречаются конструкции крыльев, в которых отсутствуют стрингеры (бесстрингерная конструкция) или нервюры.

 

Рис.11. Конструкция крыла: 1- обшивка, 2 - лонжерон, 3- продольная стенка, 4 - нормальные нервюры, 5 - стрингеры, 6 - моментный узел, 7 - безмоментный (шарнирный) узел.

Лонжерон - мощный продольный элемент крыла, воспринимающий изгибающий момент (полностью или значительную его часть) и поперечную нагрузку. От действия М_изг. пояса лонжеронов нагружаются осевыми силами S_Л (Рис. 12), а стенки (балочная конструкция) или стойки и раскосы (ферменная конструкция), соединяющие пояса лонжерона, - поперечными силами q_Q.

Продольной стенкой называют элемент крыла, расположенный вдоль всего размаха крыла или его части. Этот элемент обеспечивает замыкание контура крыла, работающего на кручение, и воспринимает часть поперечной силы Q и усилия от М_кр крыла (Рис.13). Конструкция продольной стенки аналогична конструкции лонжерона, но имеет слабые пояса (эквивалентные стрингерам). Продольные стенки обычно устанавливают в носовой и хвостовой частях крыла.

Стрингер - продольный элемент крыла, воспринимающий осевые нагрузки от М_изг и поперечные местные аэродинамические нагрузки; одновременно стрингер подкрепляет обшивку (Рис.14), повышая ее критические напряжения. Конструктивно стрингеры представляют собой профили различного сечения или гофр.

Рис. 12. Нагружение лонжерона крыла: 1 – стенка; 2 – пояса.	Рис.13. Нагружение продольной стенки .

 

Рис.14. Нагружение стрингеров	Рис.15. Нагружение нервюры

Нервюрой называется элемент поперечного набора крыла, служащий для обеспечения заданной формы профиля крыла и восприятия аэродинамических сил (нормальная нервюра) и сосредоточенных нагрузок (усиленная нервюра), которые они передают на стенку или ферму лонжерона или продольной стенки (Рис. 15). Нервюры работают на изгиб и сдвиг в своей плоскости, опираясь на стенки лонжеронов. Нервюры повышают жесткость обшивки, повышая ее критические напряжения, и являются опорами для стрингеров. Конструктивно нервюры выполняют в виде балки или фермы.

Обшивка крыла совместно с подкрепляющими ее продольными и поперечными элементами обеспечивает обтекаемую форму крыла, воспринимает действующие на нее во время полета аэродинамические нагрузки и образует вместе со стенками лонжеронов или продольных стенок замкнутый контур, воспринимающий крутящий момент, а также участвует в работе крыла на изгиб. В зависимости от степени участия обшивки и лонжеронов в восприятии изгибающего момента, крылья имеют различные конструктивно-силовые схемы.