Тема 6. Крыло

Литература:

Гребеньков О.А. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 1984.

Житомирський Г.И. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 1992.

Общие сведения о крыле.

Крыло - несущая поверхность самолета, предназначенная для создания аэродинамической подъемной силы, необходимой для обеспечения полета и маневров самолета на всех режимах, предусмотренных ТТД.

Крыло обеспечивает поперечную устойчивость и управляемость самолета и может быть использовано для крепления шасси, двигателей, размещения топлива, вооружения и т.п. Крыло представляет собой тонкостенную подкрепленную оболочку и состоит из каркаса и обшивки; каркас - из лонжеронов, стенок и стрингеров (продольный набор) и нервюр (поперечный набор). На крыле расположены средства механизации (предкрылки и закрылки) для улучшения взлетно-посадочных характеристик самолета, элероны и интерцепторы - для управления самолетом относительно продольной оси, пилоны - для крепления двигателей.

Внешние формы крыльев.

Внешний вид крыла характеризуется видом крыла в плане, профилем поперечного сечения и углом поперечного V на виде спереди. Форма крыла в плане определяется удлинением l= l2/S (l - размах крыла, S - площадь крыла), сужением h=b0/bк (b0 - центральная или корневая хорда, bк - концевая хорда крыла), углом стреловидности c. Угол стреловидности - угол между линией, проходящей через четверти хорд крыла и перпендикуляром к плоскости симметрии самолета. Для треугольных крыльев этот угол измеряется по передней кромке крыла.

Наиболее распространенные формы крыльев в плане:

- прямое (прямоугольное, трапецевидное, овальное и их комбинации);

- стреловидное, стреловидность прямая - концевая часть крыла сдвинута назад по полету;

- обратное - конец крыла сдвинут вперед, разновидность - серповидное крыло двойной стреловидности;

- треугольное, разновидности: двойная дельта, оживальное крыло,

- крыло с изменяемой в полете стреловидностью.

Поперечное сечение крыла характеризуется типом аэродинамического профиля и его относительной толщиной:

сmax - максимальная толщина профиля, b - хорда крыла.

Нагрузки крыла.

В полете, при взлете и посадке на крыло действуют следующие нагрузки:

аэродинамические силы разряжения или избыточного давления, распределенные по поверхности крыла (qв),

массовые инерционные нагрузки от массы конструкции крыла, в том числе и его сила тяжести, распределенные по объему конструкции крыла (qкр),

сосредоточенные нагрузки от инерционных сил и сил тяжести агрегатов и грузов, приложенных в узлах их крепления к крылу (Pагр.).

Все нагрузки, приложенные к крылу, уравновешиваются реакциями в узлах его крепления к фюзеляжу (Rф).

Основные элементы крыла.

Основными элементами крыла являются:

-обшивка,

-лонжероны,

-продольные стенки,

-стрингеры,

-нервюры.

Обшивка.

Внешняя поверхность крыла образуется обшивкой. У самолетов с небольшими скоростями полета может использоваться полотняная обшивка из хлопчатобумажных или синтетических тканей. На большинстве современных самолетов используется металлическая обшивка из алюминиевых сплавов. На сверхзвуковых скоростях полета находят применение обшивки из стали или титановых сплавов. В последнее время все шире начинают использоваться обшивки из композиционных материалов (КМ) - стекло-, угле-, боропластики.

Конструктивно обшивка может изготавливаться из металлических листов постоянной или переменной толщины. В качестве обшивки могут использоваться монолитные оребреные панели, получаемые фрезерованием, штамповкой или прессованием, клееные или сварные панели с сотовым заполнителем, клееные панели из КМ. Поверхность обшивки должна быть очень гладкой, допустимая шероховатость не более 5 мкм. С этой целью на обшивку наносится лакокрасочное покрытие с последующей полировкой.

Обшивка должна обеспечивать герметичность конструкции. Перетекание воздуха через щели в стыках обшивки увеличивает сопротивление крыла и ухудшает его аэродинамические качества.

Одна обшивка, как правило, не может обеспечить необходимой прочности и жесткости крыла, поэтому ее изнутри приходится подкреплять каркасом, состоящим из продольного и поперечного набора. К продольному набору относятся лонжероны, продольные стенки и стрингеры. Поперечный набор состоит из нервюр.