16.2. Нагружение и особенности конструкции средств механизации

16.2.1. Нагружение.

В неотклоненном положении щитки, закрылки и предкрылки нагружаются как часть крыла. В выпущенном поло­жении величина воздушной нагрузки на них устанавливается по нормам прочности в зависимости от угла отклонения и размеров хорды агрегата.

Сила, приходящаяся на закрылок (щиток), определяется по формуле

, (16.1)

где с_п — коэффициент нормальной силы, определяемый из проду­вок или по нормам прочности;

S_закр — площадь закрылка;

q — скоростной напор, определяемый по максимальной ско­рости полета, при которой разрешается выпуск закрылков, или по скорости V = (1,2…1,3) v_min у земли.

Если нет продувок, то нагрузку Р^э_закр по размаху распределяют пропорционально хордам. При этом погонная нагрузка

q_закр = c_nb_закрq. (16.2)

По хорде воздушная нагрузка распределяется по закону трапеции, координата центра тяжести, площади которой совпадает с координа­той центра давления закрылка

х_д = х_д/b_закр = 0,4…45.

В прикидочных расчетах можно принимать:

с_п = 4 - для простых закрылков;

с_п = 4,5…6 - для многощелевых закрылков

с_п = 5…7 - для закрылков со сдувом погра­ничного слоя.

Для систем с внешним обдувом максимальные нагруз­ки действуют в сечениях закрылка, расположенных вблизи оси дви­гателя. Здесь для закрылка, расположенного непосредственно у крыла, коэффициент с_п может достигать 10…12, а для среднего и на­ружного — 30 и более в зависимости от параметров закрылка и ха­рактеристик двигателя. В последнем случае при расчете прочности нужно учитывать и нагрев закрылка от струи двигателя, темпера­тура в которой может достигать нескольких сот градусов.

Погонная нагрузка на предкрылок

q_пp = c_yкрb_прq, (16.3)

где с_укр — коэффициент подъемной силы крыла на расчетном режиме;

b_пр — хорда предкрылка в текущем сечении.

Погонную нагрузку на дефлекторы многощелевых закрылков на­ходят на основании продувок моделей.

Реакции в узлах навески элементов механизации определяют обычными методами, как и для элерона.

Рассмотрим осо­бенности в определении реакций выдвижного закрылка. В выпу­щенном положении (рис. 16.3) закрылок нагружается силой Р₃ от воздушной нагрузки, усилием Т от цилиндра-подъемника и реакци­ями, приложенными в мгновенном центре вращения закрылка. Записав условия равновесия сил, действующих на закрылок, или построив треугольник сил (рис. 16.3), можно найти суммарную реакцию R_z всех узлов закрылка.

Рис. 16.3. определение реакций выдвижного закрылка

Имея r_σ, можно определить реакции R_i каждого из узлов, а по ним простым разложением — реакции на опорных роликах каретки R₁ и R₂.

Для закрылка на двух опорах R_i приближенно находят, распределяя r_σ между опорами по правилу рычага.

Если силы Т и Р₃ лежат в разных плоскостях, то к найденным реакциям R_i нужно добавить с учетом знака реакцию

ΔR = Т_Т l_т /l_оп,

где l_т — расстояние от линии действия силы Т до плоскости, проходящей через силу Р₃, нормальную к оси закрылка;

l_оп - расстояние между опорами.

Реакции r₁ и r₂ при этом опреде­ляют разложением равнодействующей сил R_i и ΔR_i.

16.2.2. Конструкция элементов механизации.

Конструктивно щиток выполняют в виде панели — обшивки, подкрепленной лонжероном-балкой обычно закрытого П - образного сечения и системой балочек-нервюр тоже П - образного или Z- образного сечения. Иногда ставят и внутреннюю обшивку. К крылу щиток крепится обычно с помощью шомпола, который является осью вращения для щитка.

Закрылок по конструкции подобен элерону. Продольный набор его состоит из одного, реже двух лонжеронов и нескольких стрин­геров, поперечный — из нервюр. Если конструкция сотовая, нормаль­ных нервюр может не быть.

Выдвижной закрылок имеет каретки, на каждой из которых смонтировано по два или три ролика (см. рис. 16.3). При движении закрылка ролики катятся по направля­ющим, которые неподвижно закреплены на хвостиках нервюр крыла. Иногда, наоборот, ролики закрепляются неподвижно, а направляю­щие движутся совместно с закрылком.

Направляющие выполняют в виде швеллеров (фиксирующих закрылок), изогнутых по дуге окружности. От кривизны направляющих зависит положение вы­пущенного закрылка. Несмотря на то, что выдвижные закрылки сложнее обычных и имеют больший вес, из-за высокой эффективности их широко применяют на самолетах различного назначения.

Предкрылок (рис. 16.4) состоит из обшивки, продольных ребер жесткости и нервюр.

Рис. 16.4. предкрылок (а) и отклоняющийся носок (б) крыла

Лонжеронов и стрингеров обычно нет. Часто предкрылок выполняют в виде монолитной конструкции, жесткость на изгиб и кручение которой обеспечивается соответствующей фор­мой сечения и необходимой толщиной обшивки.

Отклоняющийся носок по конструкции подобен предкрылку. Од­нако в отличие от последнего, который выдвигается по направляю­щим, носок отклоняется относительно шарниров, неподвижно за­крепленных на нижнем поясе переднего лонжерона или стенки (см. рис. 16.4, б).

Отсутствие щели при отклонении носка обеспечивает­ся за счет упруго-скользящего соединения законцовки верхней кромки носка и козырька — продольного элемента жесткости на крыле.

В последние годы находят применение конструкции агрегатов механизации из композиционных материалов. Внедрение таких материалов по­зволяет снизить вес конструкции.

Работа закрылка под нагрузкой и расчет его прочности по­добны работе и расчету элерона.