2.8 Проектирование стыкового соединения оперения с фюзеляжем

Для киля характерно, что ответные узлы фюзеляжа обычно устанавливаются на его силовых шпан­гоутах, следовательно, они осуществляют, помимо передачи осе­вых сил от изгибающего момента, передачу на фюзеляж попереч­ных сил. Для передачи на фюзеляж поперечных сил, возникающих от перерезывающей силы и крутя­щего момента нужно обеспечить жесткую связь киля с фюзеляжем. Кроме этого для стреловидного в плане киля на фюзеляж должны быть переданы поперечные силы, возникающие в результате излома в зоне стыка поперечного набора у борта фюзеляжа. Для этого на фюзеляж у борта должна быть установлена мощная бортовая нервюра (вне зависимости от того, имеется ли там стыковое соединение панелей и лонжеронов). Ее назначение — собрать с панелей распреде­ленные касательные усилия от крутящего момента, а также воспринять со­ставляющую от изгиба (при изломе набора) и трансформировать их в па­ру поперечных сил, приложенных в зоне сты­ка к стенкам лонжеронов. Поэтому нервюра должна быть способна воспринять и работать на изгиб и срез от всех указанных нагрузок. Стык пояса и стенки нервюры с лонжеронами должен быть рассчитан на все виды передаваемых нервюрой нагрузок. Узлы установлены на лонжеронах киля и жестко соединяются при сборке со шпанго­утами фюзеляжа болтами.

Стыковой узел может быть выполнен как с вертикально (рисунок 14), так и с горизон­тально расположенными про­ушинами. Узел выполнен в виде двух стыковых башмаков, ус­тановленных на поясах лон­жеронов. При малой строи­тельной высоте киля воз­можно объединение двух башмаков в один общий узел. В на­стоящее время технологически возможно выполнять стыковые проушины за одно целое с поясом лонжерона. Но как бы ни были выполнены верхняя и нижняя проушины, между ними обяза­тельно должна существовать жесткая связь; в рассматриваемой схеме эта жесткая связь осуществляется в виде вертикального профиля, распределяющего между ними поровну перерезывающую силу Q.

Стыковые узлы обычно изготавливают из стали ЗОХГСА штамповкой, а затем механической обработкой доводят до требу­емых размеров. Обработке подлежат поверхности сопряжения узла с поясами лонжеронов, боковые поверхности проушин.

Рисунок 14 - Виды стыковых башмаков

Сверлятся отверстия под стыковочный болт и под элементы креп­ления башмака к лонжерону. С целью уменьшения массы кон­струкции башмака и элементов его крепления к лонжерону соеди­нение целесообразно выполнять двухсрезным. Такое соединение можно осуществить, выфрезеровывая в башмаке паз (в виде вилки), который позволяет завести башмак с охватом двух сторон пояса лонжерона. Такое соединение обеспечивает сим­метрию передачи осевой нагрузки с пояса лонжерона на стыковую проушину, а также двухсрезность болтов крепления башмака к ножке пояса. Крепление полки пояса при этом в варианте, показанном на рисунке 14, а, остается односрезным, на рисунке 14, б — двухсрезным. Верхний и нижний башмаки соединяются между собой стойками, приклепанными в промежутке между башмаками к стенке лонжерона. Стойки обеспечивают совместность воспри­ятия верхним и нижним узлом перерезывающей силы, действу­ющей по стенке лонжерона.

Вывод: Стыковые узлы выполнять двухсрезными по схеме рисунок 14, б) из стали ЗОХГСА.