Нагрузки, действующие на оперение

На оперение самолета в полете действуют распределенные аэродинамические силы и распределенные силы тяжести конструкции.

Силы тяжести конструкции сравнительно невелики и при расчётах ими обычно пренебрегают.

Аэродинамические нагрузки определяются по данным продувок в соответствии с требованиями норм.

Конструктивно-силовые схемы оперения

Правильный выбор конструктивно-силовой схемы оперения позволяет получить конструкцию наименьшей массы при требуемой прочности и жесткости.

На современных скоростных самолетах устанавливается свободнонесущее оперение с жесткой работающей обшивкой. Свободнонесущая схема наиболее полно удовлетворяет требованиям аэродинамики, предъявляемым

к скоростному самолету, а применение жесткой работающей обшивки обеспечивает требуемое аэродинамическое качество поверхности и позволяет получить выгодную в весовом отношении конструкцию.

В связи с особенностями нагружения и закрепления отдельных частей оперения имеются и различия

в их конструктивно-силовых схемах.

Стабилизаторы и кили

Стабилизатор может быть разъемным и неразъемным. Разъемный стабилизатор состоит из двух половин – левой

и правой, прикрепленных к фюзеляжу или килю.

Киль и разъемный стабилизатор представляют собой консольные балки, а неразъемный стабилизатор – двухопорную балку с двумя консолями.

Конструктивно-силовые схемы стабилизатора и киля мало чем отличаются от конструктивно-силовых схем крыла.

У самолетов небольших размеров с центральным расположением вертикального оперения киль иногда изготовляется как одно целое с фюзеляжем (рис.7).

 

Рис.7 Рис.8

Конструкция силовых элементов – лонжеронов, стрингеров, нервюр и обшивки ничем не отличается от конструкции этих элементов в крыле.

Рули

Конструкция рулей точно такая же как и конструкция элеронов. Рули, как и элероны, имеют аэродинамическую компенсацию. Следует лишь заметить, что для рулей не применяется внутренняя аэродинамическая компенсация

по причине больших углов отклонения рулей и невозможности поэтому разместить в тонком стабилизаторе или киле внутренний компенсатор. Рули так же, как и элероны, должны иметь весовую балансировку. Руль высоты может состоять из двух половин (консолей), а может быть и сплошным. Последний вариант встречается редко.

Но и руль высоты, состоящий из двух половин, управляется, как правило, с помощью одного рычага. С этой целью две половинки руля соединяются между собой и на оси симметрии устанавливается рычаг управления. В случае стреловидного оперения оси вращения двух половин руля пересекаются под углом. Но и здесь желательно осуществлять управление при помощи одного рычага, установленного в плоскости симметрии самолета. Обеспечивается это постановкой на оси вращения руля двух карданных узлов (рис.8).

На некоторых современных скоростных самолетах, особенно тяжелых, где в системах управления используются усилители, с целью повышения надежности применяется секционирование рулей. При этом каждая секция руля имеет независимый привод управления.

К узлам навески рулей предъявляются те же требования, что и к узлам навески элерона, поэтому и конструктивно они выполняются одинаково.