Геометрические параметры крыла. Назначение и конструкция силовых элементов крыла

Параметры крыла, характеризующие крыло при виде в плане:

площадь крыла S, размах /, центральная хорда Ад, бортовая хорда ftg, концевая хорда />_к, угол стреловидности — угол между перпендикуляром к плоскости симметрии самолета и линией передней кромки крыла х ^или линией одной чет­верти хорд Xi/4> удлинение крыла А. = = г/S, сужение крыла = b₆/b_K. В соот­ветствии с положением и названием хорд й₀, />₆ и Ь_у называются сечения крыла (центральное, бортовое и концевое) и нервюры крыла в этих сечениях. Часть

Величина т_жр — относительная (по отношению к массе веет самолета) масса крыла. В дальнейшем везде т₁ — относительная (по отношению к массе всего самолета) масса i-го агрегата.

2.7.1. Обшивка, опираясь на стрингеры и нервюры, как на линейные опоры, непосредственно воспринимает воздушную нагрузку в виде сил давления или разрежения (рис. 2.24, а). Элемент обшивки при этом работает на растяжение (рис. 2.24, б) (если обшивка толстая — она работает и на поперечный изгиб). Эта нагрузка [17] в форме поперечных распределенных сил через заклепки, работаю­щие на отрыв, передается на стрингеры и нервюры. Обшивка образует поверхность крыла, придаст ему обтекаемую в соответствии с выбранным профилем форму, непосредственно воспринимает I аэродинамическую нагрузку и передает се на элементы продольного и поперечного наборов крыла, работает на сдвиг от кручения крыла, принимает участие в воспри­ятии изгибающего момента М, работая при этом вместе со стрингерами на растяже­ние или сжатие.

Стрингеры, опирающиеся на нервюры, как многоопорные балочки (рис. 2.25) воспринимают распределенную нагрузку от обшивки и передают се в виде небольших сосредоточенных сил /?_н на нервюры. Стрингеры — продольные элементы, подкрепляющие обшивку. Они нагружаются осевыми усилиями от изгибающего момента крыла и поперечными силами от местной воздушной нагрузки. При этом определяющими прочность стрингера являются продольные усилия, действующие в нем при восприятии изгибающего момента крыла. Величина этих усилий зависит от КСС крыла и определяет форму и потребную площадь поперечного сечения стрингера.

Нервюры нагружаются силами, которые передаются на них с обшивки ц_т и со стрингеров Р_СТ[) (рис. 2.27). Эту нагрузку в виде результирующих сил Д£), нервюры передают на стенки лонжеронов пропорционально изгибной жесткости последних FJ, а момент нагрузки AQ_i относительно центра жесткости (ЦЖ) сечения AQ * с — на замкнутый контур сечения; то и другое передается потоками сил — распределенными силами вдоль швов. Сами нервюры от воздушной нагрузки работают на изгиб в своей плоскости и на сдвиг. Заклепки, связывающие нервюры со стенками лонжеронов и с обшивкой, работают при этом на срез.

Лонжероны. Силовые потоки, переданные нервюрами на стенки лонжеро­нов, создают скачкообразно накапливающуюся от нервюры к нервюре поперечную силу в стенках лонжеронов. На рис. 2.28, а показаны нагружение и работа стенки переднего (первого) лонжерона крыла. Аналогичная картина имеет место и для стенки заднего (второго) лонжерона. Лонжероны — продольные балки, состоящие из стенок 1 и поясов 2 (рис. 2.39, а, б). Пояса воспринимают изгибающий момент М крыла, работая на растяже­ние и сжатие, стенки, подкрепленные стойками J, воспринимают поперечную силу Q и могут участвовать в восприятии крутящего момента М_у, замыкая контур крыла и работая в обоих этих случаях на сдвиг.

Стенки лонжеронов нагружены силами, стекающими с нервюр в виде потоков крыла у разъема (где бы он ни был), обращенная к оси фюзеляжа, называется корневой частью, а на противоположном конце крыла — концевой частью.

Перечисленные параметры вместе с относительной толщиной профиля кры­ла с = с_тах/b (с_шах — максимальная толщина профиля, Ь — хорда) определяют аэродинамические характеристики крыла и существенно влияют на его весовые и жесткостные характеристики.