А) Два лонжерона

Конструктивно схема (Рисунок 3) представляет двухлонжеронную конструкцию. Нервюры киля расположены перпендикулярно стенке переднего или зад­него лонжеронов, и имеют открытую малку поясов. В зоне под­вески руля направления установлены усиленные нервюры. Панели обшивки могут быть выполнены как стрингер­ной, так и монолитной конструкции. Концевой обтекатель киля состоит из мембран, закрепленных на отформованной обшивке и бортовой нервюре, присоединенной с помощью анкерных гаек к законцовке киля. Для удобства сборки и ремонта желательно предусматривать в его конструкции съемные панели, позволяющие просматривать и при необходи­мости ремонтировать элементы внутреннего набора.

Рисунок 3 – ККС два лонжерона + передняя стенка

При расчете бортовой нервюры следует учитывать дополнительную нагрузку, вызываемую моментом М2, возникающим из-за стреловидности киля в зоне крепления его лонжеронов к шпангоутам, которые способны воспринимать только момент М1, действующий в их плоскости. Момент М2 совместно с крутящим моментом, действующим на киль, должна воспринять ботовая нервюра и передать в виде поперечных сил на узлы стыка лонжеронов, работая при этом на срез и изгиб.

Б) Четыре лонжерона + передняя стенка;

Включает достоинства и недостатки двухлонжеронного киля, но этот вариант хуже из условия живучести. ККС приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – ККС четыре лонжерона + передняя стенка;

В) Кессон

Уменьшения относительных толщин, следовательно, и строительных высот приводят к возрастанию площади сечения, потребной для восприятия изгибающего момента. С целью наи­более эффективного использования материала желательно более равномерное его распределение по периметру сечения. Уменьшение работающих на кручение контуров, рост действующих на поверхность обшивки скоростных напоров, а также необходимость обеспечения достаточной местной устойчивости при сжатии, тре­буют увеличения толщин обшивок и более частого стрингерного подкрепления. Все это приводит в случае стыка по контуру и организации центроплана внутри фюзеляжа к применению моноблочной или кессонной схем крыла. По сравнению с чисто лонжеронной эти схемы имеют преимущества как в отношении живучести, так и в отношении жесткости. Массы моноблочного и кессонного крыльев меньше, чем масса чисто лонжеронного, так как у них в восприятии изгиба участвуют и лонжероны, и па­нели обшивки.

Проектирование на высокий ресурс (что особенно важно для пассажирского самолета) неизбежно вызывает увеличение массы конструкции, так как требует некоторого снижения расчетного напряжения в зоне силового набора крыла. Для создания кон­струкции с приемлемой массой необходимо мобилизовать все резервы для ее снижения. Одним из таких резервов является устранение лишних разъемов и стыков. Даже при расчете только на одну статическую прочность разъемы и стыки вызывают зна­чительное увеличение массы, при расчете же на ресурс это увели­чение становится еще большим, поскольку любой стык является критическим местом и сделать его равновыносливым регулярному полотну без значительного увеличения массы невозможно. Про­веденные расчеты показали, что для самолета массой 150 ... 200 т отказ от эксплуатационных разъемов и уменьшение количества технологических стыков поперечного набора (до одного у борта фюзеляжа) дают экономию массы крыла в несколько сотен кило­граммов. Конструктор не должен пренебрегать таким резервом облегчения конструкции. Габариты полуфабрикатов не должны требовать членения силового набора, все должно быть рассчитано на применение целых полуфабрикатов длиной до 30 м и более.

Рисунок 5 - Схема кессона

Вывод: На основании опыта накопленного при создании подобных конструкций мы можем сделать вывод, что при минимальных затратах наиболее соответствует требованиям: геометрии, ресурса, веса, технологичности, безопасности - кессонная конструкция.