
- •Механика крыла самолета
- •Открытие «колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа или жидкости»
- •Заключение по заявке на открытие профессора в.А. Павлова под названием «Колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа или жидкости»
- •Формула открытия
- •Описание открытия вводная часть
- •Сведения о приоритете автора
- •Сущность открытия
- •Доказательства достоверности открытия Часть I.Линейные задачи.
- •§ 1.1. Развитие силовой схемы оперения
- •Совершенствование метода расчета. Лобовые реакции.
- •Горизонтальное оперение самолета Як-40.
- •§ 1.2. Об устойчивости управляющих поверхностей
- •§1.3. О колебаниях катастрофического изменения формы оперения.
- •Описание колебаний
- •Постановка задачи
- •Уравнения движения
- •Часть II.Геометрически нелинейные решения Развитие теории расчета стержней
- •§2.1. Геометрически нелинейная теория равновесия стержней. Постановка задачи
- •Большие перемещения стержней
- •§ 2.2 Катастрофы составных стержней
- •Постановка задачи
- •Уравнения равновесия
- •Условия совместности
- •Разрешающие уравнения
- •О методике решения основных уравнений
- •О достоверности решения. Особые точки на кривых равновесия.
- •§2.3.Колебания катастрофического изменения формы Вводные замечания
- •Теория движения составных стержней
- •Экспериментальные исследования катастрофических колебаний.
- •Область научного и практического значения
- •Формула открытия
- •Библиография
- •Утверждаю: Заключение по заявке на открытие под названием: «Колебания катастрофического изменения формы составных тел в потоке газа или жидкости»
- •Соровские лекции профессора Павлова. Лекция № 1. Катастрофы авиаконструкций и теория катастроф.
- •Детство
- •Институт
- •В институт за разгадкой тайны
- •О методе решения
- •О теории катастроф
- •Катастрофы оперения (крыла). Mетод решения. Эксперимент
- •Лекция № 2. Колебания катастрофического изменения формы крыла
- •Предисловие
- •§1. Коротко о колебаниях
- •§2. Об аэроупругости
- •§3. Физика флаттера крыла
- •§ 4. Изгибно-рулевой (элеронный) флаттер. Балансировка рулей
- •§ 5. Физика колебаний катастрофического изменения формы крыла (оперения)
- •§6. Экспериментальные Исследования колебаний катастрофического изменения формы крыла (оперения)
- •§ 7. Обратный эффект балансировки рулей
- •Заключение
- •Лекция № 3. Парадокс неустойчивости кронштейнов навески руля самолета
- •Введение
- •Конструктивные схемы навески рулей и загружение их элементов
- •Потеря устойчивости кронштейнов и их податливость
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция № 4. О проблемах вертикального взлета и посадки летательных аппаратов
- •Введение
- •Ограничения в развитии вертолетов
- •Посадка космических аппаратов на несущих винтах
- •Сворачиваемые несущие винты (снв)
- •Взлет и посадка на реактивных струях. Система d–клиппер.
- •Заключение
- •Литература
- •Отзывы к лекциям. Отзыв
Конструктивные схемы навески рулей и загружение их элементов
Проектирование кронштейнов навески многошарнирных рулей современных самолетов выполняется в соответствии с существующей на настоящий день расчетной схемой оперения. Эта расчетная схема предусматривает определение реакций в узлах навески без учета отклонения рулей. Учитываются только - вертикальные составляющие полных реакций в шарнирах.
Расчет
кронштейна только от силы
приводит к тому, что жесткость его в
этом направлении
оказывается в десятки раз больше
минимальной изгибной жесткости
,
вычисленной относительно оси
поперечного
сечения кронштейна (фиг.1). Действительно,
зачем же развивать минимальную жесткость,
если составляющих
нет,
или они так малы, что их даже не вычисляют.
Лишь бы не наступила потеря устойчивости
плоской формы изгиба от
(правда, такая проверка тоже не делается).
Существует
и такая схема навески, в которой, желая
облегчить процесс установки руля, лишь
один кронштейн делают неподвижным в
направлении оси
,
остальные же связывают со стабилизатором
шарнирно при помощи одного вертикального
болта. Эту поворотную часть кронштейна
называют серьгой. В литературе часто
можно встретить такое замечание, что в
схеме навески руля, кронштейны которого,
кроме одного неподвижного, имеют серьгу,
все осевые усилия, направленные вдоль
оси руля, воспринимаются только
неподвижным кронштейном. Против этого
трудно возразить, однако это не всегда
так.
Кронштейны навески рулей тяжелых самолетов по условию аэродинамической компенсации представляют собой длинные стержни. Серьга в этом случае имеет, как правило, небольшую
длину. Встречаются кронштейны с очень короткой серьгой, длина которой составляет 0,15-0,2 от длины кронштейна в целом.
Таким образом, схемы навески рулей можно классифицировать так: схема с упругими кронштейнами - фиг.2а; схема с длинной серьгой - фиг.2б и, наконец, схема с короткой серьгой - фиг.2в. Пунктиром на указанных рисунках изображено положение кронштейнов загруженного оперения, соответствующее традиционной расчетной схеме оперения и кронштейнов, с той лишь оговоркой, что метода определения реакций , изгибающих упругий кронштейн 2а, до сих пор не было [2].
Фиг. 2. Кинематика кронштейнов навески рулей.
С позиций традиционной расчетной схемы кронштейны с серьгой (фиг.2б и фиг.2в) имеют = 0 . Если же существует реакция , которая для кронштейна может быть и сжимающей, то деформации всех видов кронштейнов существенно отличаются от изображенных на фиг.2 (фиг.З). Сжимающие силы могут быть так велики, что появляется необходимость проверять кронштейны на устойчивость от сжатия в плоскости наименьшей жесткости. Для упругих кронштейнов и кронштейнов с длинной серьгой (фиг.3а,б) это не так актуально, как для схемы кронштейнов с короткой серьгой, изображенной на фиг.Зв.
Фиг. 3. Схемы деформирования кронштейнов.
Феодосьевым
В.И. было показано [3], что если стержень
нагружать сжимающей силой через некоторое
промежуточное, шарнирно присоединенное
звено, то критическая нагрузка такого
стержня будет тем меньше, чем меньше
длина этого промежуточного звена. Этот
факт и был использован при расчете
кронштейна с короткой серьгой [4]. На
фиг.Зв изображен кронштейн с серьгой в
двух положениях: в незагруженном и в
деформированном. Если такой кронштейн
загружать сжимающей силой
без предварительного смещения
,
то в какой-то момент может произойти
потеря устойчивости его в плоскости
наименьшей жесткости.
Если
же точка приложения нагрузки
получит предварительное смещение о,
связанное с неточностью установки
кронштейна, или с совместным деформированием
стабилизатора и отклоненного руля, то
предельная нагрузка на кронштейн будет
еще меньше. Поворот серьги на некоторый
угол
(фиг.Зв) вызывает осевую составляющую
(вдоль оси шарниров) реакции -
,
действующую на кронштейн в направлении
наименьшей жесткости и вызывающую его
прогиб, который, в свою очередь, увеличивает
угол поворота серьги
.
Этот неожиданный результат - кронштейн с серьгой загружен осевой составляющей реакции - явился следствием все большего укорочения серьги в кронштейнах навески рулей современных самолетов.