Лекция № 3

Нагрузки, действующие на крыло.

Назначение и конструкция силовых элементов крыла.

Основное назначение крыла – создание необходимой для полёта подъёмной силы ( Y ),

кроме того, оно обеспечивает поперечную устойчивость самолёта и может быть использовано для размещения силовой установки, топливных баков, шасси, оборудования и т.п. От размеров, формы и расположения крыла относительно от других частей самолета

в большей степени зависят лётные характеристики крыла.

Действующие на крыло силы можно разделить на две категории: массовые, значения которых пропорциональны массе ( силы массы и инерции ), и поверхностные, значения которых пропорциональны площади поверхности,к которой они приложены. К данной категории относятся аэродинамические силы, силы реакции земли при посадке, силы взаимодействия отдельных частей самолёта При расположении двигателей на крыле на него действуют еще и силы тяги двигателей.

При анализе сил, действующих на самолёт, используют принцип Даламбера,

при которому движущееся тело можно рассмотреть как находящееся в равновесии ,если в число действующих сил включить силы инерции.

Аэродинамические силы – подъёмная сила и лобовое сопротивление возникает в полете в

каждом сечении крыла и приложены непосредственно к его поверхности(обшивке). В связи с этим тем, что подъёмная сила ( Y ) во много раз превышает силу лобового сопротивления ( Ха ), то с некоторым допущением под аэродинамической нагрузкой можно понимать только нагрузку от действия подъёмной силы. Следовательно, и аэродинамическая нагрузка вдоль размаха крыла будет распределятся, как и подъёмная сила.

рис 3.1 Двухлонжеронная схема крыла

1- верхний лонжерон 2- нижний лонжерон 3- стенка лонжерона 4- стойка лонжерона

В расчетах аэродинамической нагрузки, действующей на крыло, введём следующие обозначения: q- аэродинамическая нагрузка, приходящая на 1 м² площади крыла;

q_в – аэродинамическая нагрузка, приходящаяся на единицу длины размаха крыла.

Если выделить на крыле участок площади ΔS длиной по размаху, равной единице,

то аэродинамическая сила q_в= с_у ΔS(ρV²/2 ). Учитывая, что ΔS=b·1 , то q_в= с_у (ρV²/2 )b,

где : b- хорда крыла , с_у- коэффициент подъёмной силы рассматриваемого участка

крыла.

При расчетах крыла на прочность погонную аэродинамическую нагрузку увеличивают

в n_ру раз : q_в= n_ру с_у (ρV²/2 )b

где: n_ру- коэффициент разрушающей перегрузки, определяемый по нормам прочности.

рис 3.2 Силовое крепление крыла и силовые элементы крыла

1 ,4- лонжероны крыла; 2,3 нервюры крыла

Болты, крепящие узел к полочке таврика, могут быть односрезными или двухсрезными (рис.6.3 , а и б). В некоторых конструкциях узел выполняется за одно целое с поясом(рис6.3б)

рис 3.3 Крепление лонжерона к элементам конструкции.

а показаны нагрузки, действующие на уз­лы стыковки двухлонжеронного крыла и на верхний узел переднего лонжерона и заднего лонжерона.

рис 3.4 Распределение нагрузок внутри крыла.