КОНСТРУКЦИИ КРЫЛЬЕВ СОВРЕМЕННЫХ САМОЛЕТОВ
До недавнего времени характерным примером конструкции крыльев для средних и тяжелых пассажирских самолетов являлось стреловидное крыло, состоящее из центроплана, двух средних и двух отъемных частей — консолей(рис. 14.7). Основную силовую часть крыла — кессон образуют два лонжерона, межлонжеронные панели, состоящие из обшивки, подкрепленной стрингерами, и средние части нервюр.
Сосредоточенные нагрузки передаются на кессон через усиленные нервюры. Внутренние объемы кессона герметизированы и используются как баки-отсеки для размещения топлива.
Лонжероны — балочного типа. Обшивка и стрингеры верхних панелей, рассчитываемые на сжатие, изготовлены из высокопрочного алюминиевого сплава В95. Нижние панели, работающие на растяжение, рассчитываемые на обеспечение усталостной прочности, выполнены из дюралюминия Д16.
Наиболее толстая обшивка установлена в корневой части крыла у заднего лонжерона в наиболее нагруженной зоне стреловидного крыла.
Рис. 14.7. Схема стреловидного крыла самолета Ту-134 (обшивка и стрингеры
условно сняты, нервюры показаны только усиленные)
I — центроплан, II — средняя часть крыла, III — отъемная часть крыла/
1 — бортовые нервюры, 2 — узлы навески закрылков, 3 — узлы
навески элерона, 4 — узлы крепления шасси
В стыке стреловидной части крыла с центропланом продольный набор имеет излом. Здесь изгибающий момент от стреловидной части передается на центроплан в виде изгибающего и крутящего моментов. Для передачи последнего на обшивку предназначена бортовая усиленная нервюра. Усиленные нервюры установлены также в местах крепления шасси, закрылков и элеронов.
Все нервюры (и усиленные, и типовые) балочного типа установлены перпендикулярно заднему лонжерону крыла.
В рассмотренной конструкции широко применяется- химическое фрезерование обшивки крыла и стенок лонжеронов глубиной 1,5...2,2 мм. Это дает уменьшение массы при сохранении требуемой прочности обшивки вблизи заклепочных швов, где ее толщина не уменьшается.
Носовая и хвостовая части средних и отъемных частей крыла не входят в основную силовую схему балки крыла. Они воспринимают только местные аэродинамические нагрузки.
Крепление частей крыла между собой осуществляется болтами, установленными по замкнутому контуру кессона.
В настоящее время с целью уменьшения веса конструкции крыла начали широко использоваться неразъемныекрылья. Типичным представителем подобного крыла является крыло самолета Як-42 (рис. 14.8).
Крыло самолета Як-42 - неразъемное, несъемное, стреловидное, большого удлинения. Оно состоит из центроплана и двух консолей.
Консоли выполнены с переменной относительной толщиной. Крепится крыло к 37 и 44 шпангоутам фюзеляжа по первому и второму лонжеронам с помощью фитингов из материала АК-6, титановых накладок (ВТ 2З) и титановых болтов.
Размах крыла - 34,88 м, площадь - 150 м2 , угол установки - 3°, поперечное V = 0°, стреловидность по линии 1/4 хорд - 25°.
Основой конструкции крыла являются двухлонжеронные кессоны. Центроплан и два кессона между первым и вторым лонжеронами от нервюры 1 до нервюры 12 являются герметичными топливными баками.
Рис. 9.8. Схема крыла:
1 - предкрылки; 2 -вторая секция элерона; 3 - триммер; 4 - сервокомпенсатор; 5 - первая секция элерона; 6 - интерцептор; 7 - дефлектор концевой секции закрылка; 8- гаситель подъемной силы (спойлер); 9 - концевая секция закрылка; 10- дефлектор корневой секции закрылка; 11 - корневая секция закрылка
Вспомогательная конструкция включает съемный носок, хвостовую часть и законцовки.
Для изменения аэродинамических характеристик крыла на каждой консоли установлены следующие подвижные поверхности управления:
- однощелевой двухсекционный закрылок с дефлектором;
- двухсекционный элерон с сервокомпенсатором на первой секции и триммером на второй секции;
- спойлер и интерцептор;
- шестисекционный предкрылок.
В съемных носках крыла установлены трубопроводы
противообледенительнойсистемы.
На нервюрах 1 и 5 имеются узлы крепления главной ноги шасси.
На нижней панели для обслуживания и ремонта топливных баков (отсеков) выполнены съемные овальные люки-лазы.
Наряду с наиболее широко распространенным в современной авиации монопланным свободнонесущим крылом применяются также крылья с внешними (находящимися в потоке) силовыми элементами, участвующими в работе их на изгиб и кручение. Такие схемы в настоящее время бывают двух типов: биплан и подкосный моноплан. Применение их для легких нескоростных самолетов с небольшой удельной нагрузкой на крыло, имеющих неубирающееся шасси, обеспечивает уменьшение массы крыла и снижение стоимости самолета.
Бипланная коробка крыльев представляет собой пространственную ферму, нагруженную аэродинамическими и массовыми нагрузками.
Основная идея конструкции заключается в использовании большой строительной высоты бипланной коробки, характеризуемой отношением h/l. Если крылья свободнонесущих монопланов имеют h/l = с/l = 0,015...0,025, то для бипланов h/l = 0,14...0,2.
Еще одним преимуществом биплана по сравнению с монопланом является меньший размах крыльев, обеспечивающий меньшие габаритные размеры и меньший момент инерции относительно продольной оси самолета, т. е. лучшие маневренные свойства самолета.
Недостатком является большое лобовое сопротивление бипланной коробки, обусловленное взаимным влиянием верхнего и нижнего крыльев и наличием в потоке элементов фермы (стоек, расчалок) Кроме того, в эксплуатации бипланная схема требует частых проверок и регулирования положения крыльев.
Рис. 14.9. Бипланная коробка крыльев полутораплана Ан-2 (показаны только
усиленные нервюры)
I — верхнее крыло, II—нижнее крыло,
1 — поддерживающая расчалка; 2 — несущие расчалки; 3 — стойка.
Бипланная коробка самолета полутораплана Ан-2 состоит из верхнего и нижнего крыла, несущих и поддерживающих лент-расчалок и стоек, которые соединяют крылья (рис. 14.9).
Каждое крыло представляет собой плоскую горизонтальную ферму, образованную двумя лонжеронами, усиленными нервюрами и внутренними расчалками. Крепление крыльев к фюзеляжу осуществляется при помощи шарнирных стыковых узлов, не передающих моменты в вертикальной плоскости. Все расчалки имеют предварительное натяжение, исключающее провисание их при перемене направления действующей в эксплуатации нагрузки. В полете с положительными перегрузками в лонжеронах крыла, представляющих собой балку на двух опорах, действуют сравнительно небольшие изгибающие моменты. Но в узлах крепления расчалок на лонжероны передаются значительные продольные сжимающие нагрузки.
Стойки полутораплана работают на сжатие, передавая нагрузки от одного крыла на другое. При этом несущие расчалки растянуты Поддерживающие расчалки нагружаются при отрицательных перегрузках и при стоянке самолета на земле
Дата добавления: 2015-12-22; просмотров: 9549;