1.Расчёт нагрузок, действующих на лонжерон

1.1Преобразование стреловидного крыла в прямое

Для обоснованного выбора конструктивной-силовой схемы крыла необходимо рассчитать толщину условного лонжерона δ_у эквивалентного прямого крыла. Для этого необходимо выполнить поворот стреловидного крыла так, чтобы линия центров жесткости была перпендикулярна оси симметрии самолета (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Исходная и эквивалентная консоль крыла

Угол между линией центров жесткости и линией, перпендикулярной оси симметрии самолёта определяют по формуле:

.

(1)

Эквивалентный размах находим по формуле:

.

(2)

Эквивалентную концевую хорду надоим из условия равенства площадей исходного и эквивалентного крыла:

.

(3)

Толщину условного лонжерона определяют по зависимости:

,

(4)

где	– максимальная эксплуатационная перегрузка [1, Раздел С 25.337];
	= 1,5 – коэффициент безопасности [1, Раздел С 25.303];
	– относительная максимальная высота в процентах от хорды;
	– предел прочности материала;
	– коэффициент, определяемый формой профиля крыла;
	– коэффициент, определяемый расстоянием между лонжеронами.

Зная значение толщины условного лонжерона по приближенной графической зависимости (Рисунок 4) можно определить коэффициент , который характеризует распределение изгибающего момента между панелями и лонжеронами крыла.

Рисунок 4 – Зависимость

1.2Выбор конструкционных материалов для деталей лонжерона крыла

Для определения предела прочности материала необходимо обоснованно выбрать конструкционный материал. Критерием выбора материала является интенсивность нагрузки, которая определяется по формуле:

.

(5)

Определив интенсивность нагрузки , согласно рекомендациям [2] выбираем конструкционный материал для верхнего и нижнего поясов, а также стенки конструируемого лонжерона.

1.3Выбор конструктивного исполнения лонжерона крыла

Критериями выбора конструктивно исполнения лонжерона крыла являются: интенсивность нагрузки, строительная высота лонжерона, наличие баков-кессонов в крыле, процент изгибающего момента и поперечной силы, воспринимаемый лонжероном и так далее. Согласно рекомендациям [2] принимаем балочный двутавровый лонжерон с подкреплённой й стенкой.

1.4Определение изгибающего момента и поперечной силы, действующих на лонжерон в расчётных сечениях

Для проектирования лонжерона выбираем пять расчётных сечений по длине лонжерона (Рисунок 5).

Рисунок 5 – Параметры расчетных сечений

Изгибающий момент и поперечная сила в расчетном сечении определяются по формулам [2]:

;	(6)
,	(7)

где	– площадь отсечённой части крыла;
	– расстояние от расчетного сечения до точки приложения равнодействующей аэродинамических и массовых нагрузок;
	– длина отсеченной части консоли;
	– хорда в расчетном сечении.

Поперечная сила, воспринимаемая стенками лонжеронов, распределяется между ними пропорционально изгибной жесткости лонжеронов. В двухлонжеронном крыле поперечные силы, воспринимаемые передним и задним лонжероном по формулам [2]:

;	(8)
,	(9)

где	– строительная высота переднего лонжерона;
	– строительная высота заднего лонжерона.

Доля изгибающего момента, которую воспринимают лонжероны М, зависит от конструктивно-силовой схемы крыла. В лонжеронных крыльях с «неработающей» и «частично работающей» обшивкой изгибающий момент полностью воспринимается лонжеронами и М = М_∑. В лонжеронных крыльях с «работающей» обшивкой и в кессонных крыльях изгибающий момент воспринимают лонжероны совместно с панелями и момент, воспринимаемый панелями, составляет М_пан = χ∙М_∑.

Изгибающий момент распределяется между лонжеронами пропорционально их изгибной жесткости и в двухлонжеронном крыле определен по формулам [2]:

;	(10)
.	(11)