Для группы третьего года обучения тема № 4

«Возможности Exel, формулы расчета, расчет сечения лонжерона»

Полную информацию по занятию Вы получите в документе «23 ДИСТАНЦИОННОЕ ЗАНЯТИЕ 3 декабря 2020»

На сегодняшнем дистанционном занятии мы просто познакомимся с Вами с лонжероном крыла, познакомимся с силами и моментами которые воздействуют на него, определим какое наиболее предпочтительно сечение ланжерона.

Лонжероны – это ключевой элемент в продольном наборе крыла. Они воспринимают все лётные нагрузки, которые передаются от фюзеляжа и других частей самолёта. Именно поэтому их надо делать крепкими и надежными. Крылья не всегда можно сделать из цельного бруска, поскольку они могут иметь углы, а также быть составными. В таких случаях самое слабое звено — это стыки и сопряжения. Поэтому вопрос, как сделать составной лонжерон является актуальным для многих авиамоделистов

Решающее значение для прочности и жесткости име­ет форма лонжерона. На рис. 46 приведены попереч­ные сечения сосновых лонжеронов с одинаковой проч­ностью (уИ_изг = 1 кгм) и высотой. Самое большое по­перечное сечение у сплошного прямоугольного лонже­рона, а следовательно, он и самый тяжелый. Лонже­роны, состоящие из двух полок, значительно легче.

Это объясняется тем, что изгибающий момент вос­принимается в основном теми слоями древесины лон­жерона, которые расположены ближе к верхнему и нижнему обводам крыла.

В сплошном лонжероне его внутренняя часть, несмотря на свою массивность, пракически бесполезна при изгибе. Лишенные массивной внутренней части двухполочные лонжероны, естествен­но, легче. Двухполочные лонжероны с одинаковым се­чением верхних и нижних полок очень часто применя­ются на летающих моделях. Но целесообразнее пол­ки делать не одинакового, а разного сечения: верхнюю полку в 1,5—1,75 раза толще, чем нижнюю.

Верхняя и нижняя полки в лонжероне работают по разному: верхняя сжимается и изгибается, нижняя — растягивается (рис. 47). Любые древесные материалы при растяжении выдерживают значительно большие на­грузки, чем при изгибе и особенно при сжатии (см. табл. 6). Так, чтобы разорвать сосновую рейку сече­нием 1 см², нужно приложить к ней силу 830 кг; при сжатии эта же рейка ломается при усилии не более 350 кг. Если же при сжатии имеет место так называ­емый продольный изгиб (см. рис. 47,а), то сжимаемая рейка разрушится при усилии, значительно меньшем, чем 350 кг. При продольном изгибе рейка теряет ус­тойчивость, из прямолинейной становится изогнутой, с увеличением изгибающего момента прогиб между нер­вюрами /п увеличивается, и, наконец, при определенной величине этого прогиба полка ломается. Чтобы избе­жать продольного изгиба и потери устойчивости и за­ставить верхнюю полку, как говорят, работать на чи­стое сжатие, между полками лонжерона необходимо вклеить легкую и тонкую (толщиной около 1 мм) баль- зовую стенку (см. рис. 47,6). Стенка может быть не це­лой вдоль размаха крыла; технологически проще уста­навливать короткие вкладыши, длиной, равной рассто­янию между нервюрами.

Рис. 47. Изгиб двухполочного лонжерона: а — без вертикальной стенки; б — со стенкой; 1 — верхняя полка; 2 — нижняя полка; 3 — стенка; f п— прогиб полки; F_QMt — усилие, сжимающее верх­нюю полку; Fр — усилие, растягивающее нижнюю полку

вестному изгибающему моменту можно воспользоваться графиками рис. 48.

Высоту лонжерона Н следует брать макси­мально возможной. При наличии мягкой обшивки лонжерон или его верхняя нолка должны быть не­сколько ниже, чем верхний контур нервюры, иначе провисшая при натяжении между нервюрами обшивка ляжет на лонжерон и исказит профиль крыла. У крыльев с частично жесткой обшивкой лонжерон или его верхнюю полку располагают на уровне верхнего контура профиля, так как провисания обшивки опа­саться не нужно. Рекомендуемое положение лонжеро­нов относительно контура профиля показано на рис. 49.

При определении размеров лонжерона с различны­ми сечениями полок по графику рис. 48, в предпола­гается, что обе полки имеют одинаковую ширину. Иногда целесообразнее полки делать одинаковой тол-

Для подбора сечении сосновых лонжеронов по из-вестному изгибающему моменту можно воспользоваться графиками рис. 48.

Высоту лонжерона Н следует брать макси­мально возможной большой.

При наличии мягкой обшивки лонжерон или его верхняя нолка должны быть не­сколько ниже, чем верхний контур нервюры, иначе провисшая при натяжении между нервюрами обшивка ляжет на лонжерон и исказит профиль крыла. У крыльев с частично жесткой обшивкой лонжерон или его верхнюю полку располагают на уровне верхнего контура профиля, так как провисания обшивки опа­саться не нужно. Рекомендуемое положение лонжеро­нов относительно контура профиля показано на рис. 49.

При определении размеров лонжерона с различны­ми сечениями полок по графику в предпола­гается, что обе полки имеют одинаковую ширину. Иногда целесообразнее полки делать одинаковой толщины.

Высоту лонжерона Н следует брать макси­мально возможной. При наличии мягкой обшивки лонжерон или его верхняя полка должны быть не­сколько ниже, чем верхний контур нервюры, иначе провисшая при натяжении между нервюрами обшивка ляжет на лонжерон и исказит профиль крыла. У крыльев с частично жесткой обшивкой лонжерон или его верхнюю полку располагают на уровне верхнего контура профиля, так как провисания обшивки опа­саться не нужно. Рекомендуемое положение лонжеро­нов относительно контура профиля показано на рис. 49.

Задание. 1) Познакомиться с моментами лонжеронов и графиком определения сечения лонжерона.