5.2 Аэродинамическая компенсация элеронов

При отклонении элерона действующая на него аэродинамическая сила создает относительно оси вращения момент, который называется шарнирным.

При больших размерах элерона или значительных скоростях полета действующая на элерон сила может быть очень большой, а следовательно, и большим будет шарнирный момент.

Для уменьшения величины шарнирного момента, а значит, и для облегчения усилия при отклонении элерона применяются различные типы аэродинамической компенсации. Основным требованием к аэродинамической компенсации является обеспечение ее эффективности при возможно меньшем ухудшении аэродинамики крыла. Применяются следующие виды аэродинамической компенсации: роговая, осевая, внутренняя и сервоком-компенсация. В данном проекте для элерона применяем осевую аэродинамическую компенсацию.

Осевая аэродинамическая компенсацияосуществляется смещением оси вращения элерона назад, что приводит к уменьшению величины шарнирного момента из-за уменьшения плеча силы. Таким образом, осевой компенсатор представляет собой площадь элерона, расположенную впереди его оси вращения. Размеры осевых компенсаторов колеблются в широких пределах и доходят до 25 % площади элерона. Дальнейшее увеличение площади осевого компенсатора может повести к перекомпенсации. В данном проекте осевая компенсация принята 20%. К недостаткам осевой компенсации следует отнести возникновение дополнительного сопротивления при выходе за габаритные размеры крыла носка элерона при больших углах отклонения, Этот недостаток особенно сильно проявляется при больших относительных размерах осевой компенсации.

Из всех видов аэродинамической компенсации осевая компенсация получила наибольшее распространение.

5.3 Нагрузки, действующие на элерон

На элерон в полете действуют аэродинамические силы.

Величина и распределение нагрузки определяются по результатам продувок в аэродинамической трубе при неотклоненном и отклоненном положении элерона. Силами тяжести конструкции элерона ввиду их малости пренебрегают.

При отсутствии результатов продувки используют распределение нагрузки по размаху и по хорде элерона показанное на рис 5.1

Распределение нагрузки по хорде берется по трапеции, причем высота ординаты нагрузки у передней кромки равна , а у задней кромки равна[7].

Распределение нагрузки по размаху - пропорционально хордам, но на концевом участке элерона, равном 0,1 полуразмаха крыла, ординаты нагрузки удваиваются. Если концевая кромка элерона отстоит от конца крыла более чем на 0,1 полуразмаха крыла, то увеличение удельной нагрузки на конце элерона не делается.

Рис.5.1 Распределение нагрузки

Определим величину скоростного напора для элерона:

, (5.1)

где - плотность воздуха,кг/м³;

- максимальная скорость самолета,м/с;

а величину по формуле:

(5.2)Па;Па.

Определим распределение нагрузки на элерон по размаху:

Н/м (5.3)

где - хорда элерона.

Величина нагрузки по размаху будет иметь постоянное значение Н/м.

Опоры элерона, строго говоря, упругие, но в расчетах их обычно считают жесткими ввиду относительно большой изгибной жесткости крыла.

Опоры расположим так, чтобы максимальный изгибающий момент был наименьшим. Методом перебора (меняя расположение опор) определили, что наименьший изгибающий момент возникает при таком расположении опор, как показано на рис.5.2 Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов приведены на рис.5.2.

Рис.5.2 Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов