7.2.2Особенности проектирования нервюр моноблочных и кессонных крыльев

В связи с частым подкрепленным стрингерами кессонных крыльев нецелесообразно доводить нормальные нервюры до обшивки, посколько их пояса почти полностью прорезаются стрингерами. Лучше их выполнять меньшей строительной высоты и крепить к обшивке через стрингеры или с помощью специального компенсатора (рис. 7.24). В конструкции, изображенной на рис. 7.24 (а), важно размещать компенсатор так, чтобы заклепки при основных расчетных случаях крыла не работали на отрыв при передачи потока касательных усилий (т. е. надо учитывать основное направление крутящего момента, в наиболее нагруженных расчетных случаях для крыла). На рис. 7.24 (б) показана конструкция, наиболее целесообразная с точки жрения работы стрингера, но при этом имеющая большую массу. На рис. 7.24 (в, г) приведен фитинг, соединяющий нервюру со стрингером и обшивкой. Стрингер в данном случае работает в лучших условиях, поскольку касательные усилия с нервюры передаются фитингом непосредственно на обшивку.

Усиленные нервюры додятся, как правило, до обшивки. Пояса этих нервюр выполняются цельными. Стрингеры разрезаются и перестыковываются возле нервюры при помощь специальных фитингов или накладок. В монолитных панелях в местах креплений усиленных нервюр стрингеры подрезаются и перестыковываются фитингом через нервюру.

Усиленные нервюры, ограничивающие бак-отсек, воспринимают большие нагрузки от давления топлива в баке и от гидравлических ударов топлива при эволюциях самолета. Поэтому их стенки должны выполняться утолщенными, с частым подкреплением усиливающими элементами (стойками).

Рис. 7.24. Примеры соедининия нервюр с обшивкой в кессонном крыле:

1 – монолитная панель обшивки; 2 – компенсатор; 3 – пояс нервюры; 4 – стрингер; 5 – обшивка.

7.2.3Стыковка моноблочных и кессонных крыльев с фюзеляжем

Для лонжеронных крыльев характерно, что соответствующие узлы фюзеляжа обычно устанавливаются на его силовых шпангоутах, т. е. они совершают, кроме передачи осевых усилий от изгибающего момента, передачу на фюзеляж поперечных усилий. Большинство самолетов, имеющих моноблочную или кессонную конструкцию крыла, выполняются либо по схеме низкоплан, либо высокоплан. Это объясняется тем, что из компоновочных соображений кессон сложно пропустить через фюзеляж. Поэтому центроплан (а иногда все крыло) самолета выполняется отдельно от фюзеляжа и соединяется с ним только при сборке. В связи с изложенным очевидно, что для передачи на фюзеляж поперечных сил, возникающих от перерезывающих сил и крутящего момента, действующих на крыло, нужно обеспечить жесткую связь центроплана с фюзеляжем. Кроме того, для стреловидного в плане крыла на фюзеляж должны быть переданы поперечные силы, возникающие в результате излома в зоне стыка поперечного набора в борте фюзеляжа. Для этого на фюзеляж центроплана крыла в борту должна быть установлена мощная бортовая нервюра (независимо от того, есть ли там стыковое соединение панелей и лонжеронов). Ее назначение – собрать с паналей крыла распределенные касательные усилия от крутящего момента, а также воспринять составляющую от изгиба (при изломе набора) и трансформировать ее в пару поперечных сил (для многолонжеронных крыльев), приложенных в зоне стыка со стенками лонжеронов. Поэтому нервюра должна быть способна и сработать на прогиб и срез от всех указанных нагрузок. Стык пояса и стенки нервюр с лонжеронами должен быть рассчитан на все виды нагрузок, передаваемых нервюрой. На рис. 7.25–7.26 приведены типовые узлы, связывающие кессон крыла с фюзеляжем. Узлы установлены на лонжеронах крыла и жестко соединяются при сборке со шпангоутами фюзеляжа болтами. В представленной конструкции после крепления узлов к шпангоутам фюзеляжа верхняя обшивка последнего прикрепляется к центроплану предусмотренным на нем поперечным элементом.

а)	б)
Рис. 7.25. Соединение кессонного крыла с фюзеляжем для схемы низкоплан: а – стык крыла со шпангоутами при снятой обшивке фюзеляжа; б – внешний стык крыла со шпангоутом при зашитом обшивкой фюзеляже.

Обшивка фюзеляжа в в его нижней части крепится к профилям, связанным с передней и задней стенками кессона. Такой стык достаточно сложен и практически исключает быструю замену крыла при его повреждении. На рис. 7.24, б показан стык, допускающий более простую установку крыла, и дана силовая завязка стыкового узла с лонжероном. В этом соединении стыковой узел крепится к шпангоуту фюзеляжа поверх его конструкции и тольку вверху закрывается «обтекателем».

Рис. 7.26. Схема навески крыла на фюзеляж для схемы высокоплан:

1 – стягивемая силовая балка; 2 – стенка лонжерона центроплана; 3 – силовые шпангоуты фюзеляжа; 4 – узлы стыковки.

Силовая увязка узла с лонжероном выполнена таким образом: узел устанавливается на тавровый лонжерон на болтах. Эти же болты соединены с П-образным фитингом, расположенным между поясами лонжеронов. Фитинги соединены с ножками поясов специальными ушками и по всей высоте прикреплены к стенке лонжерона.

Под фитинг подведены дополнительные накладки, усиливающие стенку лонжерона в зоне передачи нагрузок на фитинг и стенки, уравнивающие высоту с высотой ножки пояса в месте подхода фитинга. В меру восприятия нагрузок со стенки ребра фитинга увеличиваются по сечению, имея максимальное значение возле болтов кронштейна. У нижнего пояса лонжерона сечение ребер сводится к нулю. Бортовая нервюра центро плана устанавливается впритык с фитингом, передавая на стенку лонежрона все поперечные нагрузки, которые должен воспринять фюзеляж.