Конструкция двухщелевого выдвижного закрылка

Двухщелевой закрылок представляет собой однощелевой закрылок, впереди которого установлен неподвижный профилированный дефлектор (рис. 33).

Дефлектор 7, как и собственно закрылок, дюралюминиевой конструкции и состоит из штампованных нервюр, обшитых тонким листом. По размаху дефлектор делится на несколько частей, между которыми размещаются узлы и механизмы подвески «в» и управления закрылка. Отдельные части дефлектора соединены с закрылком с помощью прессованных диафрагм 8.

Закрылок состоит из лонжерона 6, продольной стенки 9, хвостового профиля и штампованных нервюр 1. Снаружи закрылок имеет гладкую обшивку переменной толщины, в которой сделаны вырезы для крепления кареток 14 и размещения направляющих рельсов 15 для их подвески, а также для крепления шкворней 5 и гаек 4, винтовых механизмов 3 управления закрылка. Узлы крепления кареток и шкворней обычно штампуют из легкого и прочного сплава АК-6, а нервюры 1 вблизи их размещения усиливают.

Каретки представляют собой коробки, стенки которых штампуют из сплава АК-6. Основание коробки с помощью ушков неподвижно соединено четырьмя болтами с носком закрылка. На свободной консольной части коробки прикреплены направляющие ролики 11 — 13, которые опираются на нижний пояс направляющего рельса (монорельса) 15.

Направляющие рельсов изготавливают из легированной стали по винтовой линии (кроме самолетов Ил-62, Ил-76, Ил-86). В сечении они представляют собой двутавр. Каждый рельс крепится к заднему лонжерону крыла в трех точках, что обеспечивает полное защемление и позволяет воспринимать все нагрузки, приходящиеся на него со стороны роликов кареток (на рис. 33 видна только одна точка крепления).

Закрылок перемещается по винтовой линии, благодаря чему между закрылком и крылом образуется щель постоянной относительной ширины по размаху при любом угле отклонения.

 

 

Рис. 33. Конструкция двухщелевого выдвижного закрылка.

 

 

Силы, действующие на закрылок

 

В отклоненном положении на закрылок действуют распределенные и сосредоточенные силы (рис. 34):

– аэродинамические поверхностные силы давления р _закр воздушного потока, распределенные по внешней поверхности закрылка, которые сводятся к погонной нагрузке q _закр;

– силы реакции R _A и R _B, приложенные в местах опирания роликов кареток на направляющие рельсы;

– силы Т, приложенные к закрылку в узлах шарнирного соединения винтовых механизмов управления.

Примечание. Силами тяжести конструкции закрылка пренебрегаем.

 

Рис. 34. Силы, действующие на закрылок.

 

Для изучения работы конструкции закрылка под действием этих нагрузок воспользуемся известным методом силового расчета.

 

Силовой расчет закрылка

 

Последовательность силового расчета конструкции закрылка та же, что и для крыла.

Схематизация закрылка очевидна из рис. 35. Силовая схема закрылка представляет собой многоопорную балку (на рисунке для упрощения показаны только две опоры А и В).

Наибольшие расчетные нагрузки действуют перпендикулярно нижней панели. Прочность и жесткость конструкции закрылка в этом направлении наименьшие.

Рассмотрим наиболее тяжелые условия работы закрылка под действием нормальных нагрузок, когда он отклонен на посадочный угол.

Расчетная воздушная нагрузка Р ^р_закр определяется скоростным напором на посадке и параметрами закрылка:

P ^p_закр= C_nq ^э_min S _закр f,

 

где C _n = 1,0 - коэффициент нормальной силы при d_закр= 60°,

q ^э_min= 0,0223 V ²_{min закр}, МПа – скоростной напор на посадке (здесь V _minзакр в м/с);

S _закр – площадь закрылков;

f = 2 – коэффициент безопасности.

 

 

Рис. 35. Расчетно-силовые схемы и эпюры нагрузок закрылка

 

Расчетная погонная воздушная нагрузка q ^р_закр распределяется по размаху закрылка l _закр пропорционально хордам b _закр сечений:

.

Эпюра q ^р_закр, как и закрылок, имеет трапециевидную форму.

Расчетно-силовая схема закрылка (рис. 35, а) представляет собой многоопорную балку, к которой приложены нормальные расчетные нагрузки:

– погонная расчетная воздушная нагрузка q ^р_закр,

– расчетные силы R ^p_А и R ^р_В реакции опор, сумма которых принимается равной результирующей R ^р= R ^p_А+ R ^p_В;

– расчетная сила Т ^p винтового механизма, которая в направлении, нормальном нижней поверхности закрылка, дает составляющую, равную Т ^рsinb, где b – угол между осью винтового механизма и нижней поверхностью закрылка.

Расчет поперечных сил, изгибающих и крутящих моментов аналогичен соответствующему расчету крыла. Полученные результаты представляем в графическом виде (см. рис. 35, б, в, д).

Эпюра поперечной силы Q ^p (рис. 35, б) имеет параболический характер. На консольных частях закрылка Q ^p растет по мере приближения к опорам А и В. На опорах она скачком уменьшается с изменением даже знака нагрузки, что является следствием воспринятия нагрузки опорой не только с консольной, но и с половины средней части закрылка. Между опорой и винтовым механизмом поперечная сила вновь монотонно возрастает, а в середине закрылка увеличивается скачкообразно на величину Т ^рsinb.

Наибольшее значение поперечной силы наблюдается вблизи опор. С закрылка Q ^p передается на моноблочную часть крыла, где векторно суммируется с поперечной силой крыла. Кроме того, вследствие несовпадения Q ^p закрылка с осью жесткости крыла, она вносит изменение в эпюру крутящего момента крыла.

Эпюра изгибающего момента M ^p_изг (рис. 35, в) характеризуется кубической параболой (на рис. 35 изгибающий момент обозначен М ^р). На консольных частях закрылка М ^p_изг растет по мере приближения к опорам А и В. На опорах она меняет направление (здесь эпюра Q ^р проходит через нулевое значение). Между опорой и винтовым механизмом М^p монотонно уменьшается с изменением знака.В середине закрылка М ^р_изг= Т ^рsinb 0,5 l _{A - B}, где l _A-B расстояние между опорами.

Наибольших значений изгибающий момент достигает, так же как и поперечная сила, вблизи опор. Изгибающий момент уравновешивается на закрылке и на крыло не передается.

Эпюра крутящего момента M ^p_кр, (рис. 35, д) аналогично эпюре М ^p характеризуется кубической параболой со скачками в опорах и в месте крепления винтового механизма.

Крутящий момент возникает вследствие несовпадения линии ЦД приложения погонной воздушной нагрузки q ^p_закр с осью жесткости (лонжероном) закрылка (рис. 34) и уравновешивается реакцией опор и винтового механизма (рис. 35, г). Крутящий момент с закрылка передается на крыло в основном аналогично поперечной силе Q ^p.