Форма профиля

• Поперечное сечение крыла вертикальной плоскостью называется профилем.

• Геометрия профиля в значительной степени определяет аэродинамические характеристики крыла. Профиль крыла определяется следующими параметрами:

• Хорда профиля b (рис.4.1,д) – линия, соединяющая наиболее удаленные точки профиля.

• Линия, проведенная через середины ординат, называется средней линией профиля.

• Кривизна средней линии относительно хорды определяет кривизну профиля.

• Относительной кривизной f называют наибольшее расстояние между хордой и средней линией, отнесенной к хорде b:

• f = (f _max \b)*100%

• Относительной толщиной профиля называют отношение максимальной толщины c _max к хорде b:

• C= (c _max \ b)*100%

• Положение максимальной толщины и максимальной кривизны профиля определяются от носика хорды, и выражается в процентах хорды:

• X_c= (x_c\b)*100%

• X_f= (x_f\b)*100%

Для современных крыльев применяются тонкие профили с< 6%, средние с=6%-12% и толстые с>12%.

Из большого многообразия профилей наиболее часто применяются следующие виды профилей (рис. 3.1).

.

Рис. 3.1. Форма крыльев

Двояковыпуклый несимметричный профиль (f=0) (рис.3.1 д) применяется на крыльях дозвуковых самолетов, обладает малым профильным сопротивлением и сравнительно высоким значением С_у.

Двояковыпуклый симметричный профиль (рис 3.1 е) (f=0) применяется для крыльев околозвуковых самолетов , а также для горизонтального и вертикального оперений. Обладает минимальным лобовым сопротивлением и высоким значением С_у.

Линзообразный, ромбовидный, клиновидный профили (рис. 4.1. ж, з, и) применяются для крыльев сверхзвуковых самолетов. Имеют малое волновое сопротивление благодаря острой передней кромке и малой толщине.

Плосковыпуклый профиль (рис 3.1 к) обладает средними аэродинамическими характеристиками и прост в конструктивно- технологическом отношении.

S- образный профиль (рис 3.1 л) сохраняет положение центра давления на различных углах атаки.

Форма крыла (вид спереди).

Форма крыла при виде спереди характеризуется поперечным V крыла и определяется углом Ψ (3.1 м), т.е. углом между плоскостью хорд и горизонтальной плоскостью, перпендикулярной плоскости самолета.

Угол Ψ может быть как положительным, так и отрицательным, и изменяться в пределах -7<= Ψ<=+7.

Поперечное V крыла выбирается из необходимого соотношения между степенью поперечной и степенью путевой устойчивости.

Положительные углы Ψ увеличивают поперечную устойчивость, отрицательные уменьшают.

Конструктивно- силовые схемы крыльев

Крылья современных самолетов представляют собой тонкостенную балку, состоящую из обшивки и каркаса.

В свою очередь, каркас образуется из продольных элементов- лонжеронов, стенок, стрингеров и поперечного набора - нервюр.

Местная воздушная нагрузка крыла в виде сил давления и разряжения действуют на обшивку, отрывая или прижимая ее к каркасу.

Эта нагрузка передается с обшивки на стрингеры и нервюры и далее на лонжероны и узлы крепления крыла к фюзеляжу. При этом крыло нагружается изгибающимися моментами в вертикальной М_в и горизонтальной М_г плоскостях, поперечными силами Р_в и Р_г и крутящим моментом М_кр (4.2. а) .

Исходя из восприятия и передачи нагрузок можно определить назначение элементов крыла.

Лонжерон (4.2. а) является основной силовой частью конструкции, воспринимающий изгибающий момент крыла. Представляет собой двухпоясную балку, состоящую из поясов и стенки пояса лонжеронов (4.2.в)

воспринимают продольные силы от изгибающего момента М_в , а стенки лонжерона- поперечную силу Р_в.

Стрингеры- продольные элементы, воспринимающие изгибающий момент вместе с поясами и обшивкой. Кроме того, они подкрепляют обшивку и передают с нее воздушную нагрузку на нервюры. Стрингеры представляют собой прессованные или гнутые профили различных сечений (рис 4.2.б) Нервюры являются элементами поперечного набора крыла. Они предают крылу заданный профиль, подкрепляют обшивку и передают местные нагрузки на лонжероны. Обычно они разрезаются в месте установки лонжеронов и состоят из нескольких частей: носика, средней части и хвостика (рис 4.3.).

Нервюра состоит из стенки и поясов, соединенных между собой заклепками. Стенки и пояса штампуются из листов. Для облегчения конструкции стенки имеют отбортованные отверстия. В местах приложения сосредоточенных сил устанавливаются силовые нервюры Обшивка придает крылу гладкую обтекаемую форму и воспринимает воздушную нагрузку. Изготавливается из металлических листов. Обшивка может быть выполнена за одно целое со стрингерами. Такая обшивка называется монолитными панелями. В последнее время в конструкции самолетов получила широкое применение трехслойная обшивка, состоящая из тонких листов, соединенных между собой сотовым заполнителем.