Стреловидных и треугольных крыльев.

Особенности конструкции стреловидных и треугольных крыльев.

Из рассмотренных конструкций силовых схем крыльев нельзя выбрать какую-либо одну, подходящую ко всем самолётам. В каждом случае выбирают наиболее целесообразную конструкцию крыла.

Большинство современных скоростных самолётов имеют крылья стреловидной или треугольной формы в плане.

Крылья этих форм также делятся на лонжеронные, кессонные и моноблочные. Однако в конструкции и работе крыльев стреловидной и треугольной формы есть некоторые особенности.

Стреловидное крыло, его особенности.

В корневой части имеется изменение напряжения (перелом) осей конструкции элементов продольного набора (лонжерона).В результате возникает дополнительный крутящий момент при передаче внешних нагрузок (у) с крыла на фюзеляж.

М_кр=Р_расч*l , Р_расч -суммарная сила, нагружающая крыло

М_изгиб= Р_расч*d

А в свою очередь этот М_кр дополнительно нагружает лонжерон изгибом, тогда стреловидное крыло по сравнению с прямым должно иметь в корневой части дополнительные силовые элементы. В качестве таких элементов устанавливаются: бортовые силовые нервюры, корневые силовые нервюры, подкостные (поперечные) балки.

Стреловидное крыло с подкостной балкой выгодно отличается от других схем силовой бортовой нервюры, которая затрудняет уборку шасси в фюзеляж. Подкостная балка нагружена точечной нагрузкой в месте крепления к лонжерону. Конструкция стреловидных крыльев была разработана советским конструктором А.И. Микоян для самолётов типа МиГ.

Треугольное крыло, его особенности, разновидность стреловидного. Работает аналогично, но могут быть некоторые отличия. При большой длине корневой хорды, контур работающей обшивки получается достаточно большим и следовательно касательные напряжения, возникающие в обшивке от действия М_кр, получаются незначительными. Это позволяет применить в треугольных крыльях более тонкую обшивку.

Обычно в треугольных крыльях продольный набор ставится перпендикулярно к оси фюзеляжа, а поперечный по потоку (параллейно фюзеляжу).

Есть крылья:

-с одним лонжероном +подкостная (поперечная) балка

-с несколькими лонжеронами, сходящимися в концевой части крыла.

-с несколькими лонжеронами с веерообразным расположением, без стрингеров.

Крыло изменяемой в полёте стреловидности, обеспечивает самолёту высокие лётные данные в широком диапазоне скоростей и высоту полёта, хорошие взлётные характеристики. Конструкция состоит из поворотных консолей и механизма поворота. Конструктивно силовые схемы поворотных консолей, такие же, как у стреловидных крыльев.

Сравнительная оценка крыльев

1. По весу. Наименьший вес имеет конструкция крыла, в котором наилучшим образом используются материалы, элементы конструкции при восприятии М_изгиб, М_кр. Наименьший вес у кессонного крыла, т.к. работает весь силовой набор. Толщина силовых элементов меньше, общий G меньше.

2. По аэродинамическим требованиям. На лонжеронных крыльях возможно выпучивание обшивки под действием аэродинамических нагрузок. Кессонное крыло более жёсткое с рабочей обшивкой. Наилучшее с точки зрения аэродинамики моноблочное крыло с литыми панелями, с минимальным числом заклёпок.

3. По эксплуатационным требованиям. Лонжерон с неработающей обшивкой, можно делать большие вырезы, люки, доступность к элементам крыла, управление. Большая живучесть у кессонного крыла.

4. Технологические требования. В производстве легче изготовить кессонное крыло их легко можно расчленить на части, панели.

Конструкция стреловидного крыла выполняется также, как иу прямого, по лонжеронной или моноблочной схеме. Но особенностью стреловидно­го крыла является то, что лонжерон имеет перелом в корневой части, а нервюры могут быть

расположены по потоку или перпендикулярно передней кромке, что применяется чаще для увеличения жесткости крыла в поперечной отношении и уменьшения их длины. У прямого крыла усилия растяжения и сжатия вдоль поясов лонжерона воспринимаются его подфюзеляжной частью. У стреловидного крыла эти усилия раскладывается на составляющие вдоль подфюзеляжной части лонжерона и вдоль бортовой нервюры, поэтому она нагружается в полете сильней, чем у прямого крыла. Кроме того на узлы В и С передается крутящий момент от корневых нервюр, который дополнительно нагружает бортовую, нервюру. Необходимость усиления бортовой нервюры зат­рудняет уборку шасси по размаху крыла внутрь фюзеляжа.

Одним из способов разгрузки бортовой нервюры является примене­ние поперечной балки. Крепление лонжерона к бортовой нервюре в узле В шарнирное, а к поперечной балке в узле С жесткое, в результате чего усилия растяжения и сжатия воспринимаются не бортовой нервюрой, а попереч­ной балкой. Кроме того, крутящий момент от корневых нервюр передается на узел А, дополнительно нагружая поперечную балку, а не бортовую нер­вюру. Опорой узла Д является дополнительный лонжерон, который опирается на поперечную балку в узле А. Такая силовая схема стреловидного крыла позволяет ослабить бортовую нервюру и исключить подфюзеляжную часть лонжерона под нишу для колес главных ног шасси. Применение двухлонжеронного крыла без поперечной балки не улучшает положение бортовой нервюры.

Рис. 2.21. Нагружение стреловидного крыла

ЗАНЯТИЕ №5