3.5.1Исходные данные.

Проектирование сечения крыла начинается с эскиза. С эскиза крыла «в плане» снимается длина хорды расчетного сечения b. Относительная толщина профиля указывается в задании в процентах от хорды. Вычисляем высоту профиля

. (3.44)

После чего строим профиль по координатам, приведенным в задании: x в процентах от b, y в процентах от H.

Р ис. 3.6.

Так же на эскиз наносятся координаты стрингеров и изображаются стенки лонжеронов.

В целях уменьшения и уравнивания трудоемкости для трехлонжеронных крыльев в расчете учитывается только межлонжеронная часть без носка (рис. 3.7.). А для двухлонжеронных крыльев не учитывается только хвостовая часть крыла (рис. 3.6.). В этом случае для обоих вариантов будет производится расчет двухконтурного сечения.

При проектировании сечения преполагается, что сдвиг и кручение воспринимаются внешней обшивкой и стенками лонжерона, а изгиб – продольным набором крыла (полками лонжеронов и стрингерами с присоединенной обшивкой).

Р ис. 3.7.

Исходными данными для проектировочного расчета являются также силовые факторы, действующие в рассчитвываемом сечении – перерезывающая сила Q_y, изгибающий момент M_x и крутящий момент M_z.

Значение изгибающего и крутящего моментов, а также и перезывающей силы снимаем для расчетного сечения с соответствующих эпюр (или вычисляем для заданной координаты z). Значения изгибающего момента и перерезывающей силы используем непосредственно, а вот для крутящего момента, как правило, необходимо внести поправки.

3.5.2Пересчет крутящего момента.

Если в предыдущем разделе эпюра крутящих моментов построена относительно произвольной оси, то необходимо пересчитать крутящий момент относительно центра жесткости сечения.

Для приближенного нахождения центра жесткости используем формулу, определяющую центр жесткости как центр жесткостей лонжеронов на изгиб

, (3.45)

где E_i – модуль Юнга (модуль упругости) полки лонжерона;

J_i – момент инерции полки лонжерона;

X_i – координата центра тяжести полки лонжерона. Координата берется от оси, относительно которой выстроилась эпюра крутящих моментов.

Если принять, что модули Юнга одинаковы для полок лонжеронов и их площади одинаковы (что заведомо неверно) можно еще более упростить формулу (3.45)

, (3.46)

где H_i – высота стенки лонжерона.

Таким образом после нахождения центра жесткости по формуле (3.45) либо по формуле (46) можно пересчитать момент кручения относительно центра жесткости

, (3.47)

где – значение крутящего момента, взятого с эпюры для расчетного сечения;

Q_y – значение перерезывающей силы, взятое с эпюры для расчетного сечения;

X_ж – координата центра жесткости, вычисленная по формуле (3.45) или (3.46).

3.5.3Определение толщин стенок лонжеронов и обшивки

Поток усилий от действия крутящего момента в обшивке

, (3.48)

где  – площадь, ограниченная расчетной частью сечения крыла.

Толщину обшивки  получаем, поделив поток усилий q на допустимое касательное напряжение обшивки

. (3.49)

Считая, что перерезывающая сила Q_y воспринимается только стенками лонжеронов и распределяется между ними пропорционально жесткостям на изгиб, находим долю перерезывающей силы, приходящуюся на каждый из лонжеронов

, (3.50)

где  – угол конусности крыла;

H – высота сечения.

Данная формула учитывает разгрузку стенок лонжеронов от конусности крыла.

Поток касательных усилий

. (3.51)

Для стенки заднего лонжерона (а в трехлонжеронном крыле и для стенки переднего) необходимо также добавить с учетом знака поток от крутящего момента q_кр, так как эта стенка (стенки) замыкает при кручении внешний контур. Таким образом

. (3.52)

Толщину стенки лонжерона определяем по формуле

. (3.53)

По Таблице 5.1 Приложения 2 подбираем листовой материал не меньшей толщины для обшивки и стенок лонжеронов.