Лекция 12 Проектирование конструкции механизации крыла Виды механизации

Существующее разнообразие видов механизации объясняется не только формами их конструктивного воплощения, но и технической реализацией заложенных в самой механизации принципов. Это прежде всего относится к устройствам, использу­ющим в основном активное управление пограничным слоем с по­мощью выдува воздуха на нижнюю или верхнюю поверхность. Поскольку этот тип механизации затрагивает главным образом проблемы аэродинамики, теплозащиты и энергообеспечения, то специфические особенности их разработок выходят за рамки конструирования обычных механических систем. Поэтому в даль­нейшем будут рассматриваться типовые средства механизации передней и задней кромок крыла, их кинематические схемы и конструктивные особенности, у которых изменение аэродинами­ческих характеристик достигается в основном за счет механиче­ских действий (отклонение, выдвижение и др.).

Как известно, механизация служит для изменения аэродина­мических характеристик крыла на взлетно-посадочных режимах полета самолета с целью уменьшения скорости посадки, длины пробега и разбега и при маневрировании самолета.

Компоновка крыла современного самолета представляет собой сложную систему средств механизации, режимы работы, пара­метры и взаимодействие которых определяются в процессе проек­тирования. Конструктор-разработчик обычно получает всю необходимую информацию уже в завершенном виде. После этого, опираясь на готовую конструктивно-силовую схему крыла, он может проектировать заданный тип механизации.

Общепринятая схема механизированного крыла предполагает обычно размещение средств вдоль передней или задней кромок крыла. Наиболее распространенными вариантами устройств яв­ляются предкрылки, закрылки и щитки (рис.1). Разновид­ностью щитков являются интерцепторы — гасители подъемной силы.

Рис. 1

Очевидно, что указанная схема расположения средств опре­деляет и принципы разработки силовой схемы их установки. Для обеспечения силовой увязки любого типа механизации могут быть использованы передние или задние продольные элементы конструкции крыла (стенки, лонжероны, специальные балки) и в дополнение к ним усиленные нервюры.

Приступая к разработке общей схемы установки данного вида механизации, конструктор, помимо общих требований, должен учитывать и ряд специфических. Прежде всего это имеет отношение к закрылкам. Для них требуется в посадочной конфи­гурации построить схему и определить действительные расстояния от задних кромок отклоненных поверхностей до поверхности земли. Минимальное расстояние не должно быть меньше 450 мм. Особенно это важно для трехщелевых закрылков, угол отклонения которых достигает 60°.

Одним из сложнейших вопросов для выдвижных закрылков является выбор вида перемещения. Если оно совершается по ци­линдрической поверхности при стреловидных задних кромках, то максимальный ход выдвижения закрылков определяется внеш­ними его хордами (для секционированных закрылков). Выдвиже­ние закрылков по конической поверхности, более выгодное с точки зрения аэродинамики, всегда конструктивно более сложно. Кроме того, большую роль играет выбор направления выдвижения за­крылка — перпендикулярно задней кромке (точнее, перпендику­лярно к мгновенной оси вращения) или по потоку.

В первом случае для стреловидных крыльев конструктор должен учитывать и подсчитать неизбежные потери эффектив­ности закрылка, эквивалентные потери площади около бортов фюзеляжа, гондол двигате­лей (если они расположены на крыле), в местах излома кромки, около зон стыков частей крыла и торцов эле­ронов.

Габаритными огра­ничениями в этом случае служат минимально допу­стимые эксплуатационные зазоры

80 ... 100 мм до смежных конструктивных элементов.

Выдвижение закрылков по потоку в конструктивном отношении более просто и позволяет использоватьвсюотведенную на крыле площадь для механизации.

Разработка схемы и конструкции должна вестись обязательно с учетом требований эксплуатации. Поэтому конструктор обязан предусмотреть легкий доступ ко всем узлам навески и управле­ния для выполнения регламентных работ с определенной пери­одичностью, например, через 2000 посадок для самолетов, лета­ющих на ближние и короткие расстояния.

Большое значение имеет удовлетворение требований обеспе­чения надежной фиксации средств механизации в убранном положении. С этой целью предусматриваются специальные замки, тормозящие устройства или самотормозящие приводные меха­низмы.

Кроме того, в системе управления и подвески должны быть предусмотрены компенсаторные звенья, позволяющие выбирать эксплуатационный люфт. Максимальная величина этого люфта не должна превышать по задней кромке устройства в убранном положении 6 ... 8 мм.

Роль фиксаторов, кроме того, усиливается еще и тем обсто­ятельством, что незакрепленная или плохо закрепленная поверх­ность всегда является источником вибраций, которые передаются в конструкцию крыла и могут стать причиной серьезных кон­структивных повреждений.

К перечисленным требованиям (далеко не исчерпывающим конструктивные и эксплуатационные проблемы) следует добавить еще одно — эксплуатационное. Это — необходимость постоянного контроля (и, если надо, регулирования) синхронной работы всех секций механизации и обеспечения плавного, без заеданий, их перемещения. Несоблюдение, хотя бы частичное, этого требования может привести к серьезным последствиям, связанным с возникновением несимметричного обтекания, особенно опасного на скользких, мокрых, покрытых снегом взлетно-посадочных по­лосах.