Особенности конструкции поворотной части крыльев изменяемой геометрии
Поворотные части крыльев изменяемой геометрии имеют, как правило, моноблочную конструкцию. Особенностью конструкции является переход от моноблока к узлу поворота. Проушины между собой соединяются стенками 1, сходящимися к центру узла поворота. В поперечном направлении стенки подкрепляются диафрагмами 2.

Конструкция элементов крыла
По конструктивно-силовой схеме лонжероны делятся на балочные и ферменные. Основную часть массы лонжерона составляют пояса. Поэтому правильный выбор поперечного сечения поясов и их материала приводит к уменьшению массы лонжерона; Величиной, характеризующей форму поперечного сечения поясов лонжерона, является коэффициент использования строительной высоты профиля: k=h/H, где h — расстояние между центрами масс сечений поясов лонжерона; Н — строительная высота крыла в месте установки лонжерона. Чем больше величина к, тем выгоднее в весовом отношении будет лонжерон при прочих равных условиях.

Балочные лонжероны.
Балочный лонжерон состоит из двух поясов — верхнего и нижнего, связанных между собой стенкой. При изгибе лонжерона в его поясах возникают нормальные напряжения. Пояса лонжерона имеют по размаху переменное сечение. Формы поперечного сечения поясов различны. При выборе формы необходимо стремиться более полно использовать строительную высоту крыла в этом месте для. получения наименьшей массы лонжеронов. Кроме того, форма пояса должна обеспечивать получение высокого критического напряжения.

Пояса изготовляют из прессованных и катаных профилей и лишь в концевых мало нагруженных сечениях лонжерона они могут быть сделаны из гнутых профилей. С целью увеличения коэффициента использования строительной высоты профиля пояса лонжерона выводятся на внешнюю поверхность крыла. Для крепления обшивки на профиле делаются специальные полочки.

К недостаткам такой схемы следует отнести сложность обработки поверхности пояса по контуру крыла, особенно если лонжерон по размаху расположен не на одном проценте хорды. Поэтому иногда в ущерб весовым характеристикам, но для удовлетворения производственных требований, пояс лонжерона касается обшивки лишь только на участке небольших полочек, к которым обшивка и крепится.

Читайте также  Аэродинамические силы

Если пояс лонжерона выполнен из стали, то для упрощения подгонки его по контуру крыла между обшивкой и поясом устанавливается профилирующая накладка из алюминиевого, обработка которой значительно легче. Для снижения массы лонжерона необходимо стремиться к созданию равнопрочной конструкции. Достигается это уменьшением площади поперечного сечения поясов лонжерона к их концам.

Такое изменение площадей сечений поясов может быть осуществлено изменением по длине лонжерона сортамента профилей и фрезерованием поясов. Для этой цели часто используются накладки. Такая комбинация позволяет осуществить пояс лонжерона из одного профиля по всему размаху.

К концу крыла, кроме того, могут и полки профилей как по толщине, так и по высоте. Уменьшение массы лонжерона может быть достигнуто и установкой на поясах лонжеронов накладок из композиционных материалов, с высокой удельной прочностью. В балочном лонжероне пояса соединяются стенками. Двух стеночныё лонжероны не нашли широкого применения.

Они значительно сложнее в производстве невыгодны в весовом отношении, так как из-за низких критических напряжений сдвига тонкой стенки двух стеночного лонжерона суммарная их толщина получается больше толщины одинарной стенки По длине лонжерона стенка подкрепляется стойками из уголковых профилей. Постановка стоек увеличивает критические напряжения сдвига в стенке и препятствует изменению расстояния между поясами лонжерона при его изгибе и при появлении в стенке диагонального поля.

Кроме того, стойки используются для крепления к лонжерону нервюр. Для повышения критических напряжений сдвига в стенке могут делаться зиги. В концевых сечениях лонжерона, где нагрузка мала и толщина выбирается конструктивно последней делаются отверстия для уменьшения массы. Эти отверстия также и используются при проведении клепальных работ.

Стенка крепится к поясам лонжерона при помощи заклепок Диаметр заклепок, их шаг и количество рядов заклепочного шва определяется величиной действующей нагрузки. Ею же определяется выбор материала и толщины стенки. Стенка изготовляется из листового материала. Толщина стенки по размаху переменна. Это достигается постановкой различных по толщине листов.

Читайте также  Механизация носовой части крыла

Соединение отдельных частей стенок производится, заклепками при помощи специальных накладок или внахлестку. Стыки стенок и поясов должны находиться в разных сечениях для уменьшения концентрации напряжений. В концевых мало нагруженных сечениях лонжерон часто изготовляется штамповкой из листа и в сечении имеет форму швеллера. Сильно нагруженные лонжероны крыльев тяжелых самолетов, имеющих большую строительную высоту, часто выполняются по ферменной схеме.

Сильно нагруженный ферменный лонжерон при его большой высоте получается легче балочного. Отсутствие сплошной стенки у ферменного лонжерона обеспечивает более удобные подходы при клепке внутри крыла и тем самым облегчает его сборку. Ферменный лонжерон выполняется, как правило, по раскосно-стоечной схеме.

Стойки устанавливаются в местах крепления к лонжерону нервюр. При образовании фермы необходимо стремиться, чтобы оси ее стержней пересекались в одной точке. Невыполнение этого условия приводит к возникновению в узле местного изгибающего момента, догружающего изгибом стержни. Наиболее простым по конструкции и выгодным в весовом отношении является сварной лонжерон из стальных труб.

Изменение площади поперечного сечения поясов по длине лонжерона достигается изменением диаметра и толщины стенок труб. Однако из-за трудности обеспечения высокого качества сварки, необходимости термообработки всего лонжерона после сварки и правки его от поводок после термообработки, конструктивной сложности соединения лонжерона с обшивкой и нервюрами и не технологичности конструкции при крупносерийном производстве такие лонжероны не нашли распространения.

Лонжероны из труб, выполненных из алюминиевых сплавов, у которых соединение стержней друг с другом может осуществляться только клепкой при помощи косынок, не применяются из-за сложности изготовления, трудностей соединения их с обшивкой и нервюрами и плохих весовых характеристик. Пояса таких лонжеронов могут изготовляться из таких же профилей, как и пояса балочных лонжеронов. Соединение стержней фермы осуществляется заклепками, узлы подкрепляются косынками. Небольшие участки ферменных лонжеронов могут изготовляться штамповкой! Размеры таких участков определяются мощностью прессового оборудования.

Читайте также  Механизация крыла