Разработка конструкции агрегата
9.1 Разработка требований к агрегату
9.1.1 Общие требования
Проектируемый киль представляет собой тонкостенную подкрепленную оболочку и состоит из каркаса и обшивки, каркас – из лонжеронов, стенок и стрингеров (продольный набор) и нервюр (поперечный набор). На киле расположены секции руля направления необходимые для управления самолетом.
К конструкции киля предъявляются следующие требования:
– обеспечение путевой устойчивости и управляемости самолета на всех режимах полета;
– наименьшее лобовое сопротивление;
– возможно большие значения прочности и жесткости наряду с наименьшей массой конструкции;
– отсутствие вибраций;
– простота монтажа и демонтажа;
– технологичность конструкции;
– простота установки рулей с учетом взаимозаменяемости.
9.1.2 Функциональные требования к конструкции киля
Уменьшение лобового сопротивления обеспечивается оптимальным подбором профиля киля, его относительной толщины, удлинения и формы.
Высокие требования предъявляются к качеству поверхности, точности обводов, минимальной высоте неровностей, сохранению в полете расчетных внешних форм (отсутствие прогибов и вспучивания обшивки), покрытию киля.
Для уменьшения сопротивления от перетекания воздуха во внутренние части киля через стыки и лючки необходимо применять тщательную подгонку частей и герметизацию.
Обеспечение достаточной прочности и жесткости конструкции киля:
– конструкция не должна разрушатся при действии нагрузок меньше расчетных;
– конструкция должна противостоять деформированию и не иметь остаточных деформаций;
– при действии циклически повторяемых нагрузок в элементах конструкции киля не должно быть усталостных разрушений.
Первые два требования удовлетворяются правильным выбором расчетных нагрузок, КСС, видов испытаний. Третье требование выполняется выбором материалов с малой скоростью распространения трещин, снижением уровня расчетных напряжений, применением форм деталей и технологических процессов, обеспечивающих уменьшение концентрации напряжений (клеесварные, клееклепанные, монолитные панели и др.).
Уменьшение массы конструкции киля определяется:
– уровнем расчетных напряжений, запасом прочности;
– силовой схемой конструкции;
– применяемыми материалами.
Уменьшение массы конструкции киля достигается обеспечением равнопрочности, сокращением количества разъемов, вырезов, несиловых (неработающих) элементов, применением новых конструкционных материалов
(ПKM и др.). Детали киля и его элементы должны иметь разрушающие напряжения возможно близкие к временному сопротивлению материала.
Технология изготовления элементов киля существенно влияет на уменьшение его массы: применение монолитных штампованных или прессованных конструкций, снижение напряжений в отверстиях путем снятия фасок и др.
9.1.3 Эксплуатационные требования к конструкции киля
Эксплуатационная технологичность требует, чтобы для осмотра киля, производства работ связанных с обслуживанием и ремонтом были предусмотрены легкосъемные люки и нетрудоемкие. Для удобства производства работ при сборке (разборке) и транспортировке киля должны быть предусмотрены узлы для подъема кранов и опорные поверхности для установки в места крепления (стапеля, ложементы). Для быстрой замены при повреждениях должны быть съемными и взаимозаменяемыми носок киля и хвостовой короб. Конструкция должна иметь надежную антикоррозионную защиту. Выполнение этих требований позволяет сократить стоимость эксплуатации самолета в целом.
Основными требованиями эксплуатационной надежности являются:
– обеспечение повышенной надежности элементов и узлов конструкции киля;
– соблюдение правил эксплуатации и профилактики;
– эффективность средств и методов контроля конструкции.
Выполнение этих требований позволяет увеличить срок службы киля и самолета в целом, а также обеспечить безопасность эксплуатации самолета.
При выполнении регламентных работ необходимо проверять состояние вытяжных заклепок, проводить осмотр обшивки на отсутствие растрескивания, вмятин и повреждения заклепочных соединений. В доступных местах осматривать узлы крепления и стыковочные болты.