Усилия в конструкции крыла ЛА, деформации.

Виды усилий в сечении крыла

Нагружение агрегатов самолёта и их деформация под нагрузкой

Статическое и динамическое нагружение частей летательных аппаратов

Рис.

Вниманию студентов предлагается:

1. Самостоятельно изучить 2-ю главу учебника Конструкция и прочность самолётов и вертолётов, авторы: Воскобойник М.С., Лагосюк Г.С., Миртов К.Д. и др. 1972 г. стр. 30…51.

2. Самостоятельно подобрать из технической литературы, специальных журналов, Интернета, сведения о заданных моделях самолётов, определённых преподавателем для выполнения расчётно-графической работы по крылу.

3. Проанализировать подробнейшим образом конструкцию крыла самолёта-аналога и выполнить проверочный расчёт конструкции крыла с целью – убедится в правильности принятых решений конструкторами-разработчиками. Предложить возможность усовершенствования конструкции с позиций современных требований и возможностей науки и техники.

Внешние формы крыльев

§ 1. Назначение крыла и важнейшие технические требования к нему

На долю крыла приходится значительная часть веса и полного лобового сопротивления самолёта. Для дозвуковых самолётов вес крыла

G_к = (0,07 ÷ 0.16)G₀; G_к = (0,35 ÷ 0,45)G_кн,

где G₀ – взлётный вес самолёта; G_кн – вес конструкции самолёта.

На режимах полёта, близких к V_max, отношение коэффициента лобового сопротивления крыла c_хкр. к коэффициенту лобового сопротивления самолёта с_хсам составляет:

.

Снижение веса крыла и его лобового сопротивления приводит к понижению G₀ и с_хсам , вызывает уменьшение потребной тяги и расхода топлива, повышению экономической эффективности самолёта.

Аэродинамические требования.

Основные аэродинамические требования:

1) малое значение сопротивления крыла, характеризуемого произведением (с_хS)_к на основных режимах полёта, - достигается подбором профилей с малым с_х, выбором рациональной формы крыла в плане, с ограничением площади крыла S и улучшением состояния внешней поверхности крыла (уменьшением шероховатости обшивки, недопущения стыков в нахлёстку, выступание заклёпочных головок и других неровностей, повышающих с_х);

2) высокое значение М_крит – критического числа М для околозвуковых самолётов, возможно меньшее значение с_х и с_у по М при переходе к сверхзвуковым скоростям полёта – обеспечивается применением специальных скоростных профилей малой относительной толщины , стреловидных крыльев в плане и крыльев малых удлинений;

3) достаточно большое значение произведения с_ymaxS, характеризующего способность крыла создавать необходимую подъёмную силу для полёта на малых скоростях, и возможность увеличения его за счёт механизации крыла достигается постановкой профилей, имеющих высокое значение с_ymax, выбором площади крыла, достаточной для обеспечения нужных взлётно-посадочных характеристик; выбором формы в плане, обеспечивающей хорошее размещение, достаточную площадь и высокую эффективность применяемой механизации (увеличение хорд центроплана,и небольшая стреловидность (0÷20˚); иногда применением бипланной схемы крыла;

4) высокое значение максимального качества самолёта , необходимое для увеличения дальности и потолка самолёта, что достигается использованием профилей, имеющих большие значения К_max, и крыльев больших удлинений; обеспечением хорошего состояния внешней поверхности крыла; применением специальной компоновки внешних форм самолёта (крыла и фюзеляжа);

5) обеспечение устойчивости и управляемости на всех допустимых для самолёта лётных режимах.

Это требование отражается на всей аэродинамической компоновке самолёта, являясь основным для определения форм, размеров и расположения хвостового оперения и элеронов; оно влияет и на внешние формы и расположение крыла.

Компоновочные требования связаны с возможностью размещения в крыле грузов и агрегатов (баков, шасси, двигательной установки и т. д.) при условии незначительного увеличения сопротивления крыла надстройками или ухудшением состояния его поверхности из-за наличия створок. На скоростных самолётах иногда это условие вынуждает отказываться от установки двигателей в крыле и от крепления к крылу опор шасси.

Кроме того, при сопряжении крыла с другими частями самолёта не должна нарушаться структура их силовых схем.

Требования к прочности и жёсткости крыла. Крыло должно обладать при возможно меньшем весе конструкции достаточной прочностью, долговечностью и жёсткостью для обеспечения безопасности самолёта на всех допустимых режимах эксплуатации.

Необходимо обеспечить жёсткость конструкции крыла, достаточную для того, чтобы критические скорости, при которых возникают явления чрезмерного закручивания крыла (перекручивание, дивергенция), потери эффективности элеронов (реверс), самовозбуждающихся колебаний крыла (флаттер), превышали предусмотренные в эксплуатации скорости полёта.

Технологические и эксплуатационные требования. При создании крыла необходимо обеспечивать эксплуатационную технологичность его конструкции. Простоту и доступность ко всем ответственным деталям крыла и агрегатам, простоту установки, съёма, контроля регулировки, замены и ремонта.