17. Нагрузки, действующие на крыло
Крыло - несущая поверхность, которая создает аэродинамическую подъемную силу, обеспечивающую полет самолета.
в полете на крыло действуют распределенные аэродинамические силы, приложенные непосредственно к обшивке, в виде сил разрежения и давления, массовые силы конструкции крыла, распределенные по всему объему крыла, и сосредоточенные массовые силы от агрегатов и грузов, приложенные в узлах их крепления к крылу. эти силы уравновешиваются реакциям Rф в узлах крепления крыла к фюзеляжу. Реакции фюз. возникают вследствие того, что аэродинамические силы крыла уравновешивают не только массовые силы кр, но и массовые силы всего самолета.
Расчетную
аэродинамическую распределенную
нагрузку на единичную полоску площади
крыла qB
можно выразить как
(1),
где
берутся по поляре крыла для угла атаки,
соответствующего расчетному случаю
нагружения. Можно принять cosβ=1
и qB=
qy
=cусеч b
1 qf.
Заменяя S на bcp l, получим
N=nэ f –расчетная перегрузка для рассматриваемого расчетного случая;
cусеч
и cукр –коэф.подъемной
силы в сечении крыла и для всего крыла;
b –хорда в сечении крыла,
l-размах крыла, nG/l-ср
распределенная по размаху крыла
нагрузка,
-коэф.,
учитыв. неравномерность распределения
воздушной нагрузки по размаху плоского
крыла (2)
из формулы получим
Для
треугольного крыла при M<1
коэф Гпл при cусечb=cукрbcp
равен единице, что приводит к
При M>1
Массовые
силы от констр кр составляют 8-15% от
аэродин сил, их распред по тому же
закону, что и аэродинамич:
Распределенные
аэродинамические и массовые нагрузки
кр могут быть заменены одной эквивалентной
нагрузкой
(1)
(2)
18 Ксс крыла
Совокупность элементов, служащих для восприятия сил моментов, действующих в сечениях крыла, составляют основную силовую схему крыла. Др элементы крыла, служащие для передачи местной нагрузки на элементы основной силовой схемы, дополняют ее и образуют вместе с ней полную силовую схему крыла, или просто силовую схему крыла.
Изгибающий момент М является основным силовым фактором в поперечных сечениях крыла (на его восприятие затрачивается наиб масса-до 50% общей массы крыла). В зависимости от степени участия обшивки, стрингеров и поясов лонжеронов в восприятии изгибающего момента крыла подразделяются на лонжеронные и кессонные (моноблочные)
На схеме цифрами обозначено: 1 - лонжерон, 2 - стенка, 3 - стрингер, 4 - обшивка.
Крыло, в котором изгиб.момент воспринимается в основном поясами лонжеронов, наз-ся лонжеронным.
Крыло, в котором изгиб.момент воспринимается в основном обшивкой совместно с подкрепляющими ее стрингерами , наз-ся кессонным(моноблочным).
19 Лонжеронные крылья
Крыло, в котором изгиб.момент воспринимается в основном поясами лонжеронов, наз-ся лонжеронным.
В таких кр стараются расположить лонжероны так, чтобы лучше использовать строительную высоту профиля кр и получить достаточную базу для крепления крыла к фюз., учитывая при этом удобства крепления и размещения на крыле и внутри него шасси, двигателей, топливных баков и т.д., а также подвижных частей крыла (элеронов, закрылков, предкрылков и интерцепторов).
Подкрепленная стрингерами обшивка вместе со стенками лонжеронов образует замкнутый контур, работающий на сдвиг и кручение.
Однолонжеронное крыло(1)
а-вид сверху;б-снизу;лонжерон размещен в месте наиб строит высоты профиля, что обеспечивает получение минимальной массы крыла.мощный моментный узел 1 на лонжероне 3 у корня крыла служит для передачи изгиб.момента М и поперечной силы Q на моментный узел усиленного шпангоута фюзеляжа.между лонжероном и задней стенкой в данной конструкции расположена стойка основной опоры самолета.2-шарнирные узлы.
Двухлонжеронное крыло(2)
Передний Л.располагают на 20-30% хорды,задний-60-70%хорды.на Л. в корневой части крыла находятся моментные узлы1. Большая площадь сечения и высота переднего Л. 2 и соответственно больший момент инерции по сравнению с задним Л приводят к тому, что на него приходится большая часть поперечной силы Q и изгибающего момента М.поэтому толщина стенки, площадь поясов и размеры моментного узла на переднем лонжероне, передающего Q и М, значительно больше, чем на заднем Л 4.
Многолонжеронное (многостеночное)крыло(3)
Передачу крутящего момента Мк можно рассматривать приближенно по аналогии с двухлонж крылом, когда Мк трансформируется в пару сил на опорах крыла и передается через них на усиленные шпангоуты фюзеляжа.в качестве опор –узлы крепления на крайнх лонжеронах, что увеличивет базуВ(расстояние между крайними Л) для воспрятия Мк и уменьшает действующие силы Rк(Мк=RкВ)
(1)конструкция однолонжеронного прямого крыла с передней и задней стенками
(2)двухлон.прямое крыло
(3)многолонжер
