Выбор профиля расчетного сечения крыла
Расчетное сечение – , значит сечение расположено в корне крыла.
Относительная толщина профиля расчетного (корневого сечения) сечения . Из работы [5] выбирается несимметричный профиль, соответствующий по толщине
рассматриваемого типа самолета, и составляется таблица 1. Подобранный профиль вычерчивается на миллиметровой бумаге в масштабе 1:10 (см. приложение 2).
Таблица 1
Х% | Увтабл, % | Унтабл, % | Yв, мм | Yн, мм | h, мм |
0.0 | 0.0 | ||||
1.25 | 3,07 | -1,79 | 105,91 | -61,76 | 167,67 |
2.5 | 4,17 | -2,48 | 143,86 | -85,56 | 229,42 |
5.0 | 5,74 | -3,27 | 198,03 | -112,82 | 310,85 |
7.5 | 6,91 | -3,71 | 238,4 | -128 | 366,4 |
7,84 | -3,98 | 270,48 | -137,31 | 407,79 | |
9,27 | -4,18 | 319,81 | -144,21 | 464,02 | |
10,25 | -4,15 | 353,62 | -143,18 | 496,8 | |
10,92 | -3,98 | 376,74 | -137,31 | 514,05 | |
11,25 | -3,75 | 388,13 | -129,38 | 517,51 | |
11,25 | -3,25 | 388,13 | -112,13 | 500,26 | |
10,53 | -2,72 | 363,28 | -93,84 | 457,12 | |
9,30 | -2,14 | 320,85 | -73,83 | 394,68 | |
7,63 | -1,55 | 263,23 | -53,48 | 316,71 | |
5,55 | -1,03 | 191,48 | -35,54 | 227,02 | |
3,08 | -0,57 | 106,26 | -19,66 | 125,92 | |
1,67 | -0,36 | 57,61 | -12,42 | 70,03 | |
0,16 | -0,16 | 0,552 | -0,552 | 1,104 | |
Подбор параметров сечения (ориентировочный расчет)
Определение нормальных усилий, действующих на панели крыла
Ориентировочный расчет произведен в программе MathCAD (см. приложение 3).
Для последующих расчетов будем считать положительными направления Mизг, и QΣ в расчетном сечении (рис. 1).
Рис. 1
Пояса лонжеронов и стрингеры с присоединенной обшивкой воспринимают изгибающий момент Мизг. Усилия, нагружающие панели, можно определить из выражения
,
где F – площадь поперечного сечения крыла, ограниченная крайними лонжеронами; B – расстояние между крайними лонжеронами (рис. 2).
Рис. 2
Для растянутой панели усилие N принимаем со знаком «плюс», для сжатой – со знаком «минус».
На основе статистических данных в расчете принимаем усилия, воспринимаемые полками лонжеронов
. Значения коэффициентов α, β, γ зависят от типа крыла. Возьмем значения коэффициентов для кессонного типа крыла:
,
,
.
Определение толщины обшивки
Толщину обшивки δ для растянутой зоны определяем по четвертой теории прочности:
,
где σВ – напряжение предела прочности материала обшивки; γ – коэффициент, зависящий от типа крыла, принятый 0.1 в нашем случае. Для сжатой зоны толщину обшивки принимаем равной
Определение шага стрингеров и нервюр
Шаг стрингеров и нервюр
выбираем с таким расчетом, чтобы поверхность крыла не имела недопустимой волнистости.
Для расчета прогибов обшивки считаем ее свободно опертой на стрингеры и нервюры. Наибольшее значение прогиба достигается в центре рассматриваемой пластины
где – удельная нагрузка на крыло;
– цилиндрическая жесткость обшивки.
Расстояние между стрингерами и нервюрами следует подбирать таким образом, чтобы Значение коэффициента d=0.010 выбираем из справочника [10], модуль упругости материала E примем
.
Число стрингеров в сжатой панели , где B0 – длина дуги обшивки сжатой панели.
Количество стрингеров в растянутой зоне уменьшаем на 20%. Расстояние между нервюрами .
Определение площади сечения стрингеров
Площадь сечения стрингера в сжатой зоне в первом приближении
где σкр.стр. – критическое напряжение стрингеров в сжатой зоне (в первом приближении σкр. стр.=0,5…0,6σВ).
Площадь сечения стрингеров в растянутой зоне
где σВ – предел прочности материала стрингера при сжатии.
Для расчетов в программе REDUC.EXE будем использовать характеристики стрингеров взятых из справочника согласно ГОСТ.
Определение площади сечения лонжеронов