Крыло самолета а-20с «бостон»

Самолёт А-20С "БОСТОН" - бомбардировщик, торпедоносец с двумя поршневыми двигателями мощностью по 1765 кВт, год выпуска - 1939г., (Рис. 3.43 а) – д)).
Основные данные самолёта:

Взлетная масса 12330 кг

Максимальная скорость 558 км/ч
Дальность полета 1035 км

 

а) б)

 

в)

г)

 

д)

 

Рис. 3.43 Самолёт-бомбардировщик А-20С "БОСТОН"

 

3.12.1.1. Внешние формы крыла самолета А-20С "БОСТОН"

Крыло самолёта - свободнонесущее трапециевидное, снабжено элеронами и закрылками (Рис. 3.44.). Состоит из двух отъемных частей крыла (ОЧК), двух средних частей и встроенного в фюзеляж центроплана.

Рис. 3.44 Проекции самолёта А-20С "БОСТОН"

Геометрические параметры крыла:
Удлинение крыла 8
Сужение крыла 2,9
Относительная толщина c 15 % (0,15)

3.12.1.2. Силовая схема крыла самолета А-20С "БОСТОН"

Крыло - цельнометаллическое лонжеронной силовой схемы (Рис. 3.45.) Каркас ОЧК включает один лонжерон, продольную стенку, набор из 18 стрингеров и 15 нервюр. Лонжерон расположен на 37% хорды - в месте наибольшей строительной высоты профиля. Хвостовая часть ОЧК занята элеронами с полотняной обшивкой. В конструкции крыла широко использованы прессованные профили и штампованные из листа детали. Изгибающий момент крыла воспринимается поясами лонжерона. Вдали от разъема небольшая часть изгибающего момента воспринимается обшивкой и стрингерами. Крутящий момент крыла передается замкнутым двухсвязным контуром, образованным обшивкой, стенкой лонжерона и задней стенкой крыла. Перерезывающая сила ОЧК в основном воспринимается стенкой лонжерона и задней стенкой крыла.

Рис. 3.45. Конструкция крыла А-20C "БОСТОН"

. Крыло интересно тем, что представляет собой «классическую» конструкцию прямого цельнометаллического крыла однолонжеронной силовой схемы.

3.12.1.3. Конструкция элементов крыла

Обшивка. Обшивка крыла состоит из дюралюминиевых плакированных листов в носке крыла и за лонжероном толщиной 1 мм. Обшивка приклепана к каркасу потайными заклепками.

Лонжерон. Лонжерон состоит из двух цельных фрезерованных по длине поясов переменного по размаху сечения, соединенных между собой стенкой толщиной 0,8 мм. Сечение поясов - тавровое с утолщенными в средней части полками и тонкими лапками для приклепывания обшивки и стенки. На стенке лонжерона вертикально крепятся гнутые уголки, к которым приклепываются нервюры (Рис. 3.46.). Между нервюрами стенка подкреплена стойками из прессованных бульбообразных уголков.

А) Б)

Рис.3.46. Стык нервюры с лонжероном

В корневой части ОЧК к поясам лонжерона болтами крепятся хвостовики стыковых фитингов. В месте стыка пояса лонжерона и хвостовики фитингов фрезеруются "на ус". Стенка лонжерона заклепками крепится к вертикальным ребрам хвостовиков фитингов.

Стенка. Задняя стенка замыкает вырез в обшивке под элерон. Стенка выполнена из дюралюминия толщиной 0,8 мм сверху и снизу соединена заклепочными швами с гнутыми уголками, к которым приклепывается обшивка (Рис. 3.47.). Стенка работает на сдвиг. Поток касательных усилий в ней складывается из касательных усилий от перерезывающей силы и крутящего момента. Между нервюрами стенка подкреплена вертикальными стойками из прессованных уголков.

 

Рис. 3. 47. Задняя продольная стенка крыла

Стрингеры. Стрингеры представляют собой бульбообразные прессованные профили постоянного по размаху сечения, количество которых к концу крыла постепенно уменьшается (Рис. 3.48). Стрингеры расположены по образующим крыла, что обеспечивает их прямолинейность и отсутствие закручивания их по размаху.

 

Рис. 3.48. Бульбообразные в сечении стрингера крыла

Нервюры. Нервюры балочного типа изготовлены штамповкой из листового дюралюминия толщиной 1 мм и состоят из носка и средней части. Обе части по наружному контуру имеют отбортовки для приклепывания обшивки. В отбортовках сделаны прорези под стрингеры. Соединение нервюры со стрингерами выполнено заклепками через уголковые накладки (Рис. 3.49.).

 

Рис. 3.49. Соединение нервюры со стрингерами через уголковые накладки (кницы)

Для облегчения в стенках нервюр вырезаны отверстия, края которых отбортованы с целью повышения жесткости стенки. С этой же целью между отверстиями облегчения выштампованы "зиговки" - профилированные канавки. Носки нервюр усилены прессованными бульбообразными уголками, приклепанными сверху и снизу к стенке нервюры над стрингерами.

Рис. 3.50. Общий вид нервюры крыла в соединении с каркасом.

Крепление нервюр к стенке лонжерона и задней продольной стенке выполнено с помощью вертикальных гнутых уголков (стоек), закрепленных на этих стенках (Рис. 3.50., Рис. 3.51.). Бортовая нервюра имеет большую толщину и усилена поясами по верхнему и нижнему контуру обшивки. В местах крепления кронштейнов навески элерона нервюры крыла усилены поясами из прессованных уголков, к которым с помощью фитингов крепятся кронштейны.

Рис. 3.51. Стык нервюры со стенкой лонжерона

3.12.1.4. Стыковые узлы крыла

Крыло имеет пять стыковых точек для соединения ОЧК со средними частями крыла (Рис. 3.52.). Два основных стыковых узла, передающих весь изгибающий момент, расположены по поясам лонжерона.

Рис. 3.52. Фитинговый стыковой узел по поясу лонжерона

Они представляют собой стыковые фитинги, отштампованные из алюминиевого сплава, хвостовики которых соединяются болтами с поясами лонжерона и заклепками со стенкой лонжерона. Хвостовики фитингов и пояса лонжеронов в месте их стыка сфрезерованы на «ус».
Стыковые фитинги соединяемых частей крыла стягиваются болтами из высокопрочной стали (верхний болт диаметром 40 мм, нижний - 36 мм), оси которых совпадают с осями поясов лонжерона. Эти болты закладываются в специальные гнезда в стыковых фитингах. Каждый болт снабжен двумя гайками с шестигранными углублениями под торцевые ключи. После затягивания стыковых гаек гнезда в фитингах закрываются крышками, которые крепятся винтами на анкерных гайках.

При передаче изгибающего момента стыковые болты работают на осевые нагрузки. В основных случаях нагружения крыла, когда аэродинамическая нагрузка направлена вверх, нижний болт растягивается, а верхний болт не работает, т.к. сжимающая сила верхнего пояса лонжерона передается давлением стыкового фитинга ОЧК на ответный фитинг средней части крыла. Верхний болт передает и перерезывающую силу крыла, приходящую со стенки лонжерона. Чтобы разгрузить нижний стыковой болт, работающий на растяжение при максимальных нагрузках крыла, он в отверстии фитинга установлен с зазором, что обеспечивает передачу всей перерезывающей силы лонжерона только через верхний болт.

Задняя стенка стыкуется двумя болтами диаметром 12 мм, оси которых параллельны осям стыковых болтов лонжерона (Рис. 3.53.). Стыковые болты стенки стягивают два стыковых фитинга, закрепленных на этой стенке. Срезом стыковых болтов передается перерезывающая сила задней стенки. Эта сила суммируется с усилием от крутящего момента крыла в задней стенке.

 

Рис. 3.53. Фитинговый стыковой узел по задней стенке

Крутящий момент крыла в стыке передается с помощью корневой усиленной нервюры, выполненной в виде сплошной стенки толщиной 1,2 мм. Эта нервюра собирает весь поток касательных усилий с замкнутого контура обшивки ОЧК и передает его на среднюю часть крыла срезом стыковых болтов в разъёме (Рис. 3.54., рис. 3.55.). Для уменьшения усилий в стыковых болтах в носке корневой силовой нервюры добавлен пятый стыковой узел. Он состоит из стыкового фитинга, закрепленного на стенке этой нервюры, в который вставляется стыковой болт диаметром 16 мм с осью также параллельной осям стыковых болтов лонжерона. За счет увеличения плеча пары сил, возникающей при передаче крутящего момента, сила среза по задней стенке и по переднему стыковому узлу уменьшается примерно вдвое.
Стыковые болты лонжерона в передаче крутящего момента практически не участвуют, т.к. они находятся вблизи оси жесткости крыла, относительно которой крыло закручивается.

 

Рис. 3.54. Вид изнутри ОЧК Рис. 3.55. Вид ОЧК снаружи

3.12.1.5. Технологические особенности крыла

Принятая схема стыковки крыла данного самолета обладает хорошими технологическими качествами. Перпендикулярность осей всех стыковых болтов к плоскости разъема позволяет очень просто обеспечить взаимозаменяемость стыкуемых частей крыла. Разделка стыковых отверстий ОЧК и средних частей крыла после окончательной их сборки выполняется с помощью кондукторной плиты, что легко обеспечивает полную идентичность стыковых отверстий соединяемых частей крыла.
Крыло собирается по старой классической схеме - "от каркаса". Вначале в стапеле собирается силовой каркас, состоящий из лонжерона, стенки, нервюр и стрингеров, а затем к нему приклепывается потайными заклепками обшивка. Точность обводов наружного контура крыла при такой сборке определяется точностью изготовления и сборки каркаса.

Для приклепывания последней панели обшивки, расположенной снизу между лонжероном и стенкой, в ней предусмотрены технологические лючки (Рис. 3.56.), через которые внутрь вставляются поддержки, обеспечивающие клепку панели к каркасу. Лючки после окончательной сборки крыла закрываются крышками, которые крепятся к обшивке винтами на анкерных гайках. В носовой части крыла предусмотрены аналогичные лючки для приклепывания обшивки носка.

 

Рис.3.56. Лючок технологический

Элерон

Вся хвостовая часть ОЧК занята элеронами, шарнирно закрепленными на трёх опорах (Рис. 3.57.).

Рис. 3.57. Размещение элерона на ОЧК крыла

Элерон имеет осевую аэродинамическую компенсацию для уменьшения усилий управления. Обшивка элерона - полотняная. Силовой каркас элерона состоит из жесткого носка, образованного лонжероном из гнутого профиля, к которому приклепан дюралюминиевый носок обшивки толщиной 0,8 мм (Рис. 3.58.).

А) Б)

Рис. 3.58. Конструкция элерона

К носку крепятся цельнометаллические хвостики нервюр, связанные между собой концевым замыкающим профилем. Кронштейны подвески элерона установлены на задней стенке крыла и болтами крепятся к фитингам на усиленных нервюрах (Рис.3.59 а), б)).

.

а) б)

Рис. 3.59. Крепление кронштейна навески элерона

Вырезы в носке элерона в местах установки кронштейнов подвески компенсируются металлическими кницами и косыми нервюрами, установленными в хвостовой части за лонжероном элерона. В хвостовой части элерона шарнирно подвешен триммер. В носке элерона закреплен противофлаттерный груз. Полотняная обшивка пришивается к хвостикам нервюр и приклеивается к носку элерона.

3.12.1.7. Вопросы для самоконтроля и тренинга по конструкции крыла самолёта А-20 "БОСТОН"

1. Каково назначение самолета А20С «Бостон», его примерные взлетная масса и скорость полета?

 

А-20С самолет - бомбардировщик; взлетная масса – 12 330 кг; максимальная скорость -560 км/ч.

 

2. Тип силовой схемы крыла.

Силовая схема крыла - лонжеронная с одним лонжероном и задней продольной стенкой.

 

3. Из каких материалов изготавливается обшивка, основные элементы каркаса?

Основной конструкционный материал - алюминиевые сплавы. Обшивка элерона - полотняная.

 

4. Основные элементы каркаса крыла.

Каркас состоит из продольного набора - лонжерон, задняя стенка, стрингеры и поперечного набора нервюр.

 

5. Укажите тип и сечение лонжерона, сечение продольной стенки, нервюры, стрингера.

Лонжерон cборный двутаврового сечения с фрезерованными поясами и стенкой из листового дюраля.

Продольная стенка сверху и снизу связана с гнутыми из листа поясами, к которым крепится обшивка.

Нервюры штампуются из листа и имеют отбортовки для приклепывания обшивки. В нервюрах вырезаны отверстия облегчения, между которыми выштампованы канавки - зиговки, повышающие жесткость нервюры.

Стрингеры из прессованых бульбообразных уголков.

 

6. Вспомните принцип стыковки лонжерона ОЧК со средней частью крыла.

Лонжерон стыкуется с помощью фитингов стяжными болтами, оси которых параллельны осям поясов.

 

7. Каковы особенности работы стыковых болтов лонжерона при передачи изгибающего момента и перерезывающей силы крыла?

Стыковые болты при передаче изгибающего момента работают на растяжение. При передаче перерезывающей силы верхний болт работает и на срез.