Лекция 15. Прочность крыла и оперения




 

Назначение крыла состоит в создании подъемной силы и обеспечении движения ЛА с достаточно большой перегрузкой. При движении крыла с углом атаки α на его поверхности возникает давление и разряжение, приводящиеся в сечении к погонной аэродинамической нагрузке q c с составляющими q и q, суммирование которых по размаху дает подъемную силу и лобовое сопротивление крыла. Давление и разряжение можно разделить на симметричную и антисимметричную составляющие. Эти давления зависят главным образом от угла атаки, формы крыла, скорости полета и почти не зависят от формы профиля крыла, если он достаточно тонкий. Равнодействующая антисимметричных давлений и разряжений перпендикулярна хорде (для симметричного профиля) и равна поперечной нагрузке в сечении и подъемной силы крыла. При этом подъемная сила крыла в основном уравновешивает нагрузку, действующую на корпус.

Кроме аэродинамического распределенного давления, на крыло действуют нагрузки:

распределенная нагрузка от массы конструкции и сосредоточенные нагрузки от агрегатов, размещенных на крыле (двигатели, шасси – у самолетов). Все перечисленные нагрузки уравновешиваются в узлах крепления крыла и корпуса.

Поперечная составляющая распределенной аэродинамической нагрузки дает погонную нагрузку по размаху крыла:

,

где - коэффициент подъемной силы в данном сечении крыла;

V – скорость; - размер местной хорды; z – ось вдоль размаха крыла.

Суммарная погонная нагрузка в сечении крыла ( -массовая нагрузка).

Интегрируя ее, найдем перерезывающие силы для консоли крыла в сечении z:

Изгибающий момент относительно оси z в любом сечении суть:

Для подсчета крутящего момента найдем вначале его погонный момент:

 

Полный крутящий момент в сечении:

Интегрирование по формулам обычно производится по способу трапеции.

 

 

Типы крыльев, нагружение их элементов и взаимодействие с корпусом

 

Крылья можно условно разделить на сплошные и полые.

 

1. Сплошное крыло. Крылья небольшой площади для ракет делаются часто сплошными, т.е. целиком заполненными металлом, пластиком или другим материалом. Такое крыло имеет простейшую схему и работает как пластина переменной жесткости.

2. Полое крыло. Крылья больших площадей для получения более легкой конструкции делают полыми. Проследим передачу нагрузок и назначение силовых элементов на примере крыла самолетной схемы. Аэродинамическая нагрузка у полого крыла воспринимается обшивкой в виде разрежений и давлений. Обшивка, работая как пластина (плоская или выпуклая), передает эту нагрузку нервюрам.

Например, в качестве первого приближения для определения нормальных напряжений в крыле большого удлинения используется известная формула:

в которой

-координаты центра тяжести сечения и элемента конструкции (лонжерона, стрингера)

- моменты инерции относительно центральных осей, параллельных первоначально выбранным осям х, у.

 

- коэффициент асимметрии поперечного сечения конструкции.

 

При действии крыла, особенно большого удлинения с однозамкнутым контуром поперечного сечения, часто дает хорошее приближение при определении потока касательных сил и напряжений формула Бредта:

где - поток касательных сил; - касательное напряжение;

2 -удвоенная площадь, ограниченная средней линией поперечного сечения крыла или корпуса.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-12-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: