Нагрузки, действующие на элерон
На элерон в полете действуют аэродинамические силы. Величина и рас определение нагрузки определяются по результатам продувок в аэродинами ческой трубе при не отклоненном и отклоненном положении элерона. Силами тяжести конструкции элерона ввиду их малости пренебрегают.

С точки зрения строительной механики элерон представляет собой многоопорную балку переменной жесткости, нагруженную распределенной аэродинамической силой, действующей в плоскости, перпендикулярной хордам, и силой от управления Т, действующей по оси тяги. Опоры элерона, строго говоря, упругие, но в расчетах их обычно считают жесткими ввиду относительно большой изгибной жесткости крыла.

В практических расчетах при построении эпюр перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов используют теорему о грех моментах, принимая изгибную жесткость элерона в каждом пролете постоянной. Составив на основе теоремы о трех моментах уравнения и решив их, определяют опорные моменты Mf и реакции Rj; а затем переходят к по строению эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов.

Эти эпюры строятся в двух плоскостях — в плоскости, перпендикулярной хордам, и в плоскости хорд элерона. Эпюра крутящих моментов строится относительно оси жесткости, при этом элерон рассматривается как балка, защемленная в сечении тяги управления. В сечении узлов навески от реакций элерона возникают дополнительные крутящие моменты.

Конструкция элеронов
Конструктивно элерон изготовляется, как правило, по одно лонжеронной Схеме. При разработке конструкции элерона над устремиться уменьшить массу балансиров, добиваясь, чтобы центр масс элерона был возможно ближе к оси вращения.

Это достигается более передним расположением лонжерона, применением более тонкой обшивки на хвостовой части элерона, расположением механизма управления триммером в носовой части элерона и т.п. К продольному набору элерона относятся и стрингеры, которые служат для подкрепления обшивки. Поперечный набор элерона состоит из нервюр.

Читайте также  Обшивка

Сверху каркас закрывается металлической обшивкой. Изгибающий момент элерона воспринимается поясами лонжеронов, в которых возникают нормальные напряжения. Перерезывающая сила воспринимается в основном стенкой лонжерона и частично обшивкой. Крутящий момент воспринимается замкнутыми контурами, образованными обшивкой и стенкой лонжерона.

Лонжерон обычно представляет собой балку швеллерного или двутаврового сечения. Изготавливается лонжерон чаще всего штамповкой из листового материала, к которому для создания более мощных поясов в необходимых случаях приклепываются еще и уголки. Лонжерон в больших элеронах тяжелых самолетов по конструкции аналогичен лонжеронам крыла, т.е. состоит из верхнего и нижнего поясов, выполненных из тавровых или уголковых профилей, и соединяющей их стенки.

Для уменьшения массы балансира лонжерон иногда размещают впереди оси вращения элерона. К лонжерону крепятся узлы навески элерона и рычаг управления им. Стрингеры имеют небольшую площадь поперечного сечения и выполняются обычно из уголковых профилей. Задний стрингер точно такой же конструкции, как и задний стрингер крыла.

Нервюры состоят из двух частей: носка и хвостика. Они изготовляются штамповкой из листового материала. Стенки нервюр, отгибаются для крепления к стенке лонжерона. Для обеспечения более высокой точности при сборке крепление стенок нервюр к лонжерону может производиться при помощи уголков, предварительно закрепленных на стенке лонжерона. Эти утолки одновременно подкрепляют стенку лонжерона.

Обшивка крепится к каркасу заклепками с потайной головкой. Соединение листов обшивки чаще всего производится встык в продольном направлении по поясу лонжерона, в поперечном направлении — по поясам нервюр. Для крепления кронштейнов узлов навески в носке элерона делаются. вырезы. Разрез нарушает контур носка, воспринимающий кручение, и поэтому часто для сохранения требуемой прочности на кручение в этом месте приходится усиливать хвостовой контур.

Усиление это может производиться устройством позади лонжерона еще одного замкнутого контура с более толстой обшивкой (под обшивку хвостика подкладывается дополнительный лист материала, что обеспечивает получение в этом месте более толстой обшивки), или постановкой косых нервюр, которые своим изгибом передают крутящий момент носка на участке выреза.

Читайте также  Стреловидные крылья

В последнее время в конструкции элеронов Широкое применение находят панели с заполнителями. Хвостовая часть небольших по размеру элеронов легких самолетов может быть выполнена из двух листов обшивки, в пространстве между которыми находится легкий заполнитель.

Обшивка больших элеронов тяжелых самолетов может быть слоистой. Наружный и внутренний слои обшивки выполняются из очень тонкого листового материала, между ними находится слой заполнителя. Заполнитель может быть ‘ сотовым или из пенопласта. В такой конструкции отсутствуют стрингеры и необходимо меньшее количество нервюр.

Крепление элеронов к крылу производится при помощи узлов навески. В узел навески входит кронштейн, закрепленный на крыле, кронштейн на элероне и шарнирный болт. Конструктивное оформление узлов навески весьма многообразно. Кронштейны изготовляются литьем, штамповкой, сваркой с необходимой последующей механической обработкой; встречаются конструкции фрезерованных и клепанных кронштейнов.

Часто на элеронах, чтобы не делать больших вырезов в носке для постановки шарнирного болта, устанавливаются кронштейны с промежуточной серьгой. В этом случае серьга шарнирным болтом крепится к кронштейну элерона при его сборке, а монтаж и демонтаж элерона осуществляется при помощи вспомогательных болтов имеющих хороший доступ снаружи. В ориентирующихся по размаху узлах серьга крепится к кронштейну крыла при помощи одного вспомогательного болта, в жестких узлах — при помощи двух болтов.

Кронштейн на элероне чаще всего выполняется в виде проушины. Если он изготовлен из алюминиевого или магниевого сплавов, то в ушках его под шарнирный болт устанавливаются стальные втулки, что предотвращает быстрый износ кронштейна и появление люфтов. Кронштейн элерона устанавливается на его лонжероне и связывается с нервюрой. Соединение кронштейна с нервюрой разгружает стенку лонжерон на и исключает ее прогиб.

При большой осевой компенсации ось вращения часто целесообразно разместить позади лонжерона. Расположение лонжерона за осью вращения в этом случае не позволяет рационально использовать строительную высоту элерона и приводит поэтому к увеличению массы лонжерона и к смещению назад центра масс, что, в свою очередь, требует дополнительного увеличения массы балансиров.

Читайте также  Весовая балансировка элеронов

В случае расположения оси вращения позади лонжерона в его стенке делается вырез для прохода кронштейна крыла. Вырез подкрепляется основанием кронштейна элерона. Этот кронштейн также связывается с нервюрой. Крайние узлы навески, особенно на небольших по размерам элеронах, часто делаются в виде торцевого шарнира.

Рычаг управления элероном, как уже указывалось выше, желательно размещать в сечении узла навески или вблизи его. Часто кронштейн узла навески на элероне и рычаг управления представляют собой одну деталь. Устанавливать рычаг управления элероном следует так, чтобы он при требуемом плече как можно меньше выходил в поток. Проектировочный расчет элерона.

Проектировочный расчет элерона основан на допущении, что весь изгибающий момент воспринимается поясами лонжерона, перерезывающая сила — стенкой лонжерона, крутящий момент — обшивкой. При этом за ось жесткости принимается ось лонжерона нее по дочитывается крутящий момент.