Воспроизведение поверхностных нагрузок.

Аэродинамические нагрузки передаются на конструкцию летательного аппарата в виде давления действующего на его поверхность. Разность давлений на нижней и верхней поверхностях создает подъемную силу. Общие нагрузки, действующие на самолет в полете: перерезывающая сила, изгибающий и крутящий момент в каждом сечении определяются этой разностью и инерционными силами. Местные нагрузки зависят от разности давлений на поверхности конструкции и внутри нее.

Существующие способы воспроизведения поверхностных сил основаны на замене распределенных сил системой элементарных сосредоточенных сил, которые передаются на обшивку посредством парусиновых лямок. При большом количестве таких сил хорошо воспроизводятся не только общие, но и местные нагрузки на конструкцию.

При испытаниях конструкций подвергаемых нагреву число сосредоточенных сил, заменяющих распределенную аэродинамическую нагрузку ограничивается, поскольку любые устройства для приложения нагрузок существенно искажают температурные поля. Уменьшения числа сосредоточенных нагрузок приводит к возрастанию их величин. Приложение больших сил к обшивке и стрингерам с малой изгибной жесткостью может привести к местному разрушению конструкции. Поэтому сосредоточенные силы разносятся по наиболее мощным элементам каркаса – лонжеронам, нервюрам и шпангоутам. Местная прочность конструкции в таких испытаниях не проверяется. Эпюры изгибающих и крутящих моментов и перерезывающих сил при этом воспроизводятся достаточно точно, поскольку для этого не требуется большого количества сил. Например, эпюра изгибающих моментов крыла с точностью до 1% воспроизводится при помощи всего лишь 5 – 6 сосредоточенных сил.

Внутреннее давление должно имитироваться только в тех случаях, когда оно существенно влияет на местную прочность панелей. Поскольку конструкция крыла негерметична, то внутреннее давление воспроизводится путем суммирования с учетом знака с сосредоточенными силами воспроизводящими внешнюю нагрузку.

К поверхностным распределенным нагрузкам также относится внутреннее давление в герметических отсеках конструкции: кабинах, топливных баках и так далее. Это давление может достигать достаточно больших величин, поэтому его следует воспроизводить при статических испытаниях. Помимо того, что создаваемые внутренним давлением напряжения в конструкции соизмеримы с напряжением от других нагрузок, внутреннее давление оказывает существенное влияние на несущую способность оболочек работающих на осевое сжатие. Внутреннее давление растягивает оболочку, а кроме того, повышает критические напряжения.

Кроме аэродинамических нагрузок и внутреннего избыточного давления на конструкцию летательного аппарата могут действовать сосредоточенные силы, такие как нагрузки на шасси, тяга двигателя, усилия от тормозного парашюта и так далее. При статических испытаниях указанные силы прикладывают к макетам, заменяющим соответствующие агрегаты или к узлам крепления этих агрегатов.