1. Основные этапы создания проекта самолета

В процессе создания самолета проектно-конструкторские работы условно можно разбить на три этапа.

Первый этап — разработка аванпроекта — по заданным так­тико-техническим требованиям (ТТТ) проводятся теоретические расчеты и некоторые экспериментальные исследования, необхо­димые для выявления облика самолета, его конфигурации — аэродинамической компоновки, обеспечивающей требуемые летно-технические характеристики (ЛТХ). На этом этапе проектиров­щик определяет необходимый состав оборудования и полезной нагрузки, проводит их предварительную компоновку (взаимное размещение), разрабатывает предварительные силовые схемы основных агрегатов, предварительные схемы технологического членения самолета и выбирает материал конструкции. На основа­нии аванпроекта принимают решение о целесообразности даль­нейшей разработки проекта.

Второй этап — разработка эскизного проекта — заключается в более глубоком обосновании ЛТХ самолета путем широкого применения экспериментальных работ (продувки моделей, созда­ния специальных моделирующих стендов, испытания на прочность отдельных новых типов конструкций и т. д.), а также расчетов на ЭВМ. Чем подробнее и глубже проведены на начальных этапах экспериментальные работы, тем короче будет процесс доводки самолета, тем раньше самолет выйдет в полет и не успеет в про­цессе создания морально устареть.

На этом этапе проводится более глубокая разработка кон­струкции агрегатов, технологических и конструктивных разъемов, компоновки самолета в целом. По нагрузкам, заданным отделами прочности и аэродинамики, конструктор в процессе конструиро­вания проводит подробные проектировочные расчеты и с точ­ностью до 5 % подсчитывает массу будущей конструкции (при этом проводится обоснование выбранных типов конструкции, строится макет самолета, позволяющий произвести взаимную пространственную увязку агрегатов и систем самолета). На осно­вании эскизного проекта макетная комиссия дает комплексную оценку проекта, необходимую для принятия решения о разра­ботке рабочего проекта и его реализации.

2. Конструктивно-прочностные особенности лонжеронных крыльев

Лонжеронные крылья

В крыльях лонжеронной схемы основная часть изгибающего момента воспринимается лонжероном, и лишь незначительная часть – обшивкой и стрингерами. Но все равно в конце концов изгибающий момент панели переходит на лонжерон в корневой части крыла.

Лонжеронные конструктивно-силовые схемы выгодны в массовом отношении при небольших интенсивностях нагрузок (большой строительной высоте профиля). Основной недостаток такой схемы - низкая живучесть, так как при разрушении лонжерона агрегат может потерять свою несущую способность, в особенности при наличии небольшого количества лонжеронов в агрегате.

По количеству лонжеронов крылья есть однолонжеронные, двухлонжеронные и многолонжеронные.

Однолонжеронные крылья

В однолонжеронной схеме (рис. 8.66,а) лонжерон по возможности располагают в месте максимальной толщины профиля (на расстоянии 0,3...0,4 длины хорды) При этом, как знаем, масса лонжерона будет минимальной (qm. формулу (8.1».

При однолонжеронной схеме обязательно размещение задней продольной стенки для крепления элерона и средств механизации. Если же на крыле есть средства механизации на передней кромке, то необходимо наличие и передней продольной стенки. Передняя продольная стенка нужна и в том случае, если крыло имеет большую хорду. Конечно, крыло имеет и стрингеры, и обшивку, и нервюры.

Еще раз напомним, что лонжерон крепят к силовым элементам фюзеляжа в двух точках, а продольную стенку - в одной.

Двухлонжеронные крылья

В двухлонжеронной схеме (рис. 8.66,6) передний лонжерон размещают на расстоянии примерно 0,12...0,15 длины хорды от носика профиля, задний -

0.5...0,7.

Рис. 8.66. Схема однолонжеронного (а) и двухлонжеронного (б) крыла: 1 -лонжерон; 2 - продольная стенка; 3 - стрингеры; 4 – обшивка. Внешние усилия в двухлонжеронном крыле воспринимаются так же, как и в однолонжеронном. Отличие состоит в том, что изгибающий момент М_и3г воспринимается двумя лонжеронами. Средства механизации задней и передней кромок крыла крепят к этим двум лонжеронам.

Многолонжеронные крылья

Три и больше лонжеронов применяют на крыльях с большой длиной хорды. Кроме того, большое количество лонжеронов может использоваться для повышения живучести крыла. В особенности это относится к боевой технике.

Лонжерон консоли отъемной части крыла крепят к центроплану или шпангоуту фюзеляжа (корпуса), еще раз подчеркнем, не менее чем в двух точках, по поясам.

Обшивка и стрингеры могут в местах стыковки обрываться, так как изгибающий момент в этом месте они не воспринимают и не передают дальше. Конечно, в месте стыковки обшивки агрегатов соединяют, например, с помощью зализов в цепях уменьшении аэродинамического сопротивления. Такое крепление также воспринимает нагрузки, но его в расчетной схеме не учитывают.

Поперечная сила в агрегате лонжеронной схемы воспринимается в основном стенками лонжеронов, а крутящий момент – замкнутым контуром, образованными стенками лонжеронов и обшивкой.