17. Нормы прочности и жесткости.

Исходными данными для расчета разрушающих нагрузок на самолет и его системы служат нормы прочности, которые определяют классификацию самолетов. Нагрузку определяют с учетом назначения самолета, его полетной массы и максимальной скорости полета. По нормам прочности самолеты разделяют на три класса:

А — маневренные самолеты, на которых выполняют все фигуры высшего пилотажа без ограничении. Максимальное значение эксплуатационной перегрузки для этих самолетов устанавливают исходя из физиологических возможностей пилотов;

Б — ограниченно маневренные самолеты. На них выполняют фигуры высшего пилотажа, но с ограничениями по перегрузкам. Максимальные значения эксплуатационных перегрузок потах для самолетов этого класса в 1,5—2 раза меньше, чем для самолетов класса А;

В — неманевренные самолеты. К ним относят все тяжелые самолеты, на которых не разрешается выполнять фигуры высшего пилотажа. Для самолетов этого класса максимальные значения эксплуатационных перегрузок в 3—4 раза меньше, чем для самолетов класса А.

Из всех возможных нагрузок, действующих на самолет, для расчета конструкции на прочность следует выбирать наибольшие, которые могут возникнуть при эксплуатации. Предельные перегрузки (в направлении подъемной силы), максимальная и минимальная эксплуатационная перегрузка устанавливаются тактико-техническими требованиями. Величины max и min ЭП зависят от класса самолета. Для самолетов класса В нормами летной годности гражданских самолетов СССР установлены ЭП max ≥ 2,5, ЭП min ≤ — 1.

Конструкция самолета должна быть не только достаточно прочной, т. е. способной воспринимать, не разрушаясь, внешние нагрузки, но и достаточно жесткой, способной противостоять деформациям от нагрузок. Деформации частей самолета, изменяя его внешние формы, могут привести к значительному уменьшению эффективности рулей, изменению характеристик устойчивости, появлению автоколебаний, разрушающих конструкцию. Поэтому самолет в целом и его отдельные части рассчитывают не только на прочность, но и на жесткость.

Нормы жесткости регламентируют нагрузку, в пределах которой не должно быть потери устойчивости обшивки и заметных остаточных деформаций конструкции. Нормируют эффективность рулевых поверхностей и допустимые значения прогибов и углов закручивания несущих поверхностей. Нормируют также критические скорости автоколебаний несущих поверхностей.

По максимальным, хотя и редко повторяющимся нагрузкам, обычно рассчитывают прочность конструкции. Однако и небольшие, но часто повторяющиеся нагрузки могут существенно повлиять на срок службы конструкции. В местах резкого изменения формы детали, там где имеются надрезы, царапины, риски, нарушается сплошность материала возле отверстий, т. е. в местах концентрации напряжений может возникнуть микротрещина. Под действием переменной нагрузки она постепенно проникает внутрь детали и по мере своего развития все больше ослабляет рабочее сечение. Наконец, наступает момент, когда сопротивление нагрузке оказывается недостаточным, и происходит разрушение. Чем меньше действующие переменные нагрузки, тем больше циклов нагрузок необходимо, чтобы произошло разрушение.

18. Крыло состоит из каркаса и обшивки , продольный набор каркаса — нз лонжеронов и стрингеров, поперечный набор из нервюр.

Лонжерон — это продольная балка, воспринимающая изгибающий момент (полностью или частично) и поперечную силу. В самолетных конструкциях применяют балочные и реже ферменные лонжероны.

Балочный лонжерон состоит из двух поясов (верхнего1 и нижнего 2), связанных между собой стенкой 3 с подкрепляющими стоиками 4. Пояса лонжеронов изготовляют из стали, титановых или алюминиевых сплавов, стенки — из листовых материалов.

Стрингеры—продольные элементы крыла, связанные с обшивкой и нервюрами, предназначены для восприятия осевых усилий растяжения и сжатия при изгибе крыла. Они воспринимают также и местные аэродинамические нагрузки. В конструкциях современных самолетов применяют стрингеры из прессованных и гнутых профилей. Из гнутых профилей изготавливают несиловые стрингеры, а из прессованных — усиленные. Несиловые стрингеры по размаху крыла могут выполняться не сплошными, а из отдельных, не соединенных между собой, элементов. Расстояние между стрингерами в крыле обычно составляет 150—400 мм. Наиболее употребительные сечения прессованных стрингеров показаны на рис.

Нервюры — поперечные элемены каркаса крыла, предназначенные для восприятия аэродинамической нагрузки с обшивки и стрингеров, передачи ее на лонжероны и придания заданной формы профиля сечению крыла. Нервюры связывают в одно целое элементы продольного набора и обшивку.