Геометрические параметры крыла. Назначение и конструкция силовых элементов крыла

Параметры крыла, характеризующие крыло при виде в плане:

площадь крыла S, размах /, центральная хорда Ад, бортовая хорда ftg, концевая хорда />_к, угол стреловидности — угол между перпендикуляром к плоскости симметрии самолета и линией передней кромки крыла х ^или линией одной чет­верти хорд Xi/4> удлинение крыла А. = = г/S, сужение крыла = b₆/b_K. В соот­ветствии с положением и названием хорд й₀, />₆ и Ь_у называются сечения крыла (центральное, бортовое и концевое) и нервюры крыла в этих сечениях. Часть

Величина т_жр — относительная (по отношению к массе веет самолета) масса крыла. В дальнейшем везде т₁ — относительная (по отношению к массе всего самолета) масса i-го агрегата.

2.7.1. Обшивка, опираясь на стрингеры и нервюры, как на линейные опоры, непосредственно воспринимает воздушную нагрузку в виде сил давления или разрежения (рис. 2.24, а). Элемент обшивки при этом работает на растяжение (рис. 2.24, б) (если обшивка толстая — она работает и на поперечный изгиб). Эта нагрузка [17] в форме поперечных распределенных сил через заклепки, работаю­щие на отрыв, передается на стрингеры и нервюры. Обшивка образует поверхность крыла, придаст ему обтекаемую в соответствии с выбранным профилем форму, непосредственно воспринимает I аэродинамическую нагрузку и передает се на элементы продольного и поперечного наборов крыла, работает на сдвиг от кручения крыла, принимает участие в воспри­ятии изгибающего момента М, работая при этом вместе со стрингерами на растяже­ние или сжатие.

 

Стрингеры, опирающиеся на нервюры, как многоопорные балочки (рис. 2.25) воспринимают распределенную нагрузку от обшивки и передают се в виде небольших сосредоточенных сил /?_н на нервюры. Стрингеры — продольные элементы, подкрепляющие обшивку. Они нагружаются осевыми усилиями от изгибающего момента крыла и поперечными силами от местной воздушной нагрузки. При этом определяющими прочность стрингера являются продольные усилия, действующие в нем при восприятии изгибающего момента крыла. Величина этих усилий зависит от КСС крыла и определяет форму и потребную площадь поперечного сечения стрингера.

Нервюры нагружаются силами, которые передаются на них с обшивки ц_т и со стрингеров Р_СТ[) (рис. 2.27). Эту нагрузку в виде результирующих сил Д£), нервюры передают на стенки лонжеронов пропорционально изгибной жесткости последних FJ, а момент нагрузки AQ_i относительно центра жесткости (ЦЖ) сечения AQ * с — на замкнутый контур сечения; то и другое передается потоками сил — распределенными силами вдоль швов. Сами нервюры от воздушной нагрузки работают на изгиб в своей плоскости и на сдвиг. Заклепки, связывающие нервюры со стенками лонжеронов и с обшивкой, работают при этом на срез.

Лонжероны. Силовые потоки, переданные нервюрами на стенки лонжеро­нов, создают скачкообразно накапливающуюся от нервюры к нервюре поперечную силу в стенках лонжеронов. На рис. 2.28, а показаны нагружение и работа стенки переднего (первого) лонжерона крыла. Аналогичная картина имеет место и для стенки заднего (второго) лонжерона. Лонжероны — продольные балки, состоящие из стенок 1 и поясов 2 (рис. 2.39, а, б). Пояса воспринимают изгибающий момент М крыла, работая на растяже­ние и сжатие, стенки, подкрепленные стойками J, воспринимают поперечную силу Q и могут участвовать в восприятии крутящего момента М_у, замыкая контур крыла и работая в обоих этих случаях на сдвиг.

Стенки лонжеронов нагружены силами, стекающими с нервюр в виде потоков крыла у разъема (где бы он ни был), обращенная к оси фюзеляжа, называется корневой частью, а на противоположном конце крыла — концевой частью.

Перечисленные параметры вместе с относительной толщиной профиля кры­ла с = с_тах/b (с_шах — максимальная толщина профиля, Ь — хорда) определяют аэродинамические характеристики крыла и существенно влияют на его весовые и жесткостные характеристики.

 

СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ КРЫЛА

Назначение механизации. Механизация крыла пред­ставляет собой систему устройств (закрылков, щитков, предкрылков и др.), предна­значенных для управления подъемной силой и сопротивлением самолета главным образом для улучшения его ВПХ. Эти же устройства могут применяться для повышения маневренных возможностей легких скоростных самолетов, а часть из них, например предкрылки, — для улучшения поперечной устойчивости и управля­емости самолета при полете на больших углах атаки, особенно на самолетах со стреловидным крылом.

Требования к механизации крыла. К механизации крыла, помимо общих требований, предъявляемых ко всему самолету в целом, предъявляются следующие специальные требования:

· максимальное увеличение с_уа при отклонении средств механизации в посадочное положение при посадочных углах атаки самолета;

· минимальное увеличение с_ха в убранном положении средств механизации;

· максимальное значение аэродинамического качества при разбеге самолета с небольшой тяговооруженностью и возможно большее увеличение с_уа при отклоне­нии механизации во взлетное положение для самолетов с большой тяговооружен­ностью;

· возможно меньшие изменения значений m_z (смещение ЦД крыла) при отклоне­нии средств механизации в рабочее положение;

· синхронность действий механизации на обеих консолях крыла, простота кон­струкции и высокая надежность работы.

 

Щитки Щитком называется подвижная часть нижней поверхности крыла у его задней кромки, отклоняемая вниз для увеличения подъем­ной силы крыла и его сопротивления. Различают щитки с фиксированной осью вращения (см. рис. 4.4, а) и выдвижные (см. рис. 4.3, б). Прирост подъемной силы получается за счет увеличения эффективной кривизны профиля при выпуске щитков и отсоса пограничного слоя с верхней поверхности крыла в зону разрежения за щитком.

Закрылком называется профилированная подвижная часть крыла, расположенная в его хвосто­вой части и отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы крыла. При этом увеличивается и сопротивление самолета.

Предкрылки — профилированная подвижная часть крыла, расположенная в носовой его части (рис. При выпуске предкрылков 1 в полете между ними и носовой частью крыла 6 образуется профилированная щель, обеспе­чивающая более устойчивое обтекание крыла на больших углах атаки Предкрылки на каждом полукрыле состоят из нескольких секций, соединяющихся с каркасом крыла либо посредством рельсов и винтовых механизмов, соединенных с трансмиссией либо с помощью кронштейна 12 на предкрылке и кулисного механизма 11 в носовой чаш крыла

 

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕРОНОВ

Элероны — подвижные части крыла, расположенные у задней кромки крыла на его концах и отклоняемые одновременно в противоположные стороны (один элерон — вверх, другой элерон — вниз) для создания крена. Они предназначены для управления самолетом относительно его продольной оси X.

Требования к элеронам, кроме общих для всех агрегатов самолета требований, включают обеспечение эффективного управления по крену на всех режимах полета самолета, предусмотренных ТТТ.

Конструкция элеронов Элероны, как и другие органы управле­ния самолетом (рули высоты и рули направления), по внешним формам и кон­струкции (по силовым элементам, образующим силовую схему, их назначению, конструкции и работе при передаче нагрузок) аналогичны крылу. Как и конструк­ция крыла, конструкция элерона состоит из каркаса и обшивки. Каркас состоит из лонжерона, стрингеров, нервюр, диафрагм, усиливающих вырезы в носке элерона (см. рис. 4.12, а) под узлы крепления и приводы управления, устанавливаемые на лонжероне. Для уменьшения деформаций элерона увеличивают число его опор (как минимум до трех). Однако при изгибе крыла и элерона из-за разных их жесткостей на изгиб и нагрузок возникают силы, направленные вдоль узлов навески элерона. Чтобы не было заклинивания элеронов, среди узлов навески должны быть один-два узла, допускающих перемещение элерона вдоль размаха относительно узлов на крыле. Это узлы с двумя степенями свободы: либо кардан либо торцевые узлы типа консольного болта ось которых совпадает с осью вращения элерона) и вдоль оси которых элерон может свободно перемещаться.. В то же время хотя бы одна из опор элерона должна фиксировать его положение по размаху крыла и представлять собой обычную шарнирную опору с одной степенью свободы В самих узлах навески элерона должны устанавливаться подшипники, обеспечивающие свободное отклонение элеронов.