Определение аэродинамических нагрузок
Аэродинамическая нагрузка распределяется по размаху крыла в соответствии с изменением относительной циркуляции (при вычислении коэффициента влиянием фюзеляжа и мотогондол можно пренебречь). Значения берем из таблицы «Распределение циркуляции по сечениям для трапециевидных крыльев» из работы [1].
Расчётная погонная аэродинамическая нагрузка (направление qаэр приближенно можно считать перпендикулярным плоскости хорд крыла) для
плоского крыла при :
(1)
По эпюре распределенных нагрузок qаэр, вычисленных для 12 значений по формуле (1), строится последовательно эпюра Q аэр и Mаэр. Используя известные дифференциальные зависимости, находим
; .
Интегрирование проводится численно, используя метод трапеций, по результатам вычислений строятся эпюры изгибающих моментов и перерезывающих сил.
Определение массовых и инерционных сил
Определение распределенных сил от собственного веса конструкции крыла
Распределение массовых сил по размаху крыла с незначительной погрешностью можно считать пропорциональным аэродинамической нагрузке
или пропорционально хордам
.
Погонная массовая нагрузка приложена по линии центров тяжести сечений, расположенной обычно на 40–50% хорды от носка. По аналогии с аэродинамическими силами определяются Q кр и M кр. По результатам вычислений строят эпюры.
Построение эпюр от сосредоточенных сил
Сосредоточенные инерционные cилы от агрегатов и грузов, расположенных в крыле и присоединенных к крылу, приложены в их центрах тяжести и принимаются направленными параллельно аэродинамическим силам. Расчетная сосредоточенная нагрузка
.
Результаты приводятся в виде эпюр Qсоср и Мсоср. Строятся суммарные эпюры и от всех сил, приложенных к крылу с учетом их знаков:
;
.
Вычисление моментов, действующих относительно условной оси
Определение от аэродинамических сил
Аэродинамические силы действуют по линии центров давления, положение которой считается известным. Вычертив крыло в плане, отметим положение на линии центров давления и по чертежу определим .
Далее вычисляем и по формулам:
и строим эпюру .
Определение от распределенных массовых сил крыла
Массовые силы, распределенные по размаху крыла, действуют по линии центров тяжести его конструкции.
,
где - расчетная сосредоточенная сила от веса части крыла между двумя соседними сечениями; – плечо от точки приложения силы до оси zусл. Аналогично вычисляются значения . По расчетам строятся эпюры и .
Определение от сосредоточенных сил
,
где – расчетный вес каждого агрегата или груза; – расстояние от центра тяжести каждого агрегата или груза до оси.
После вычисления определяется суммарный момент от всех сил, действующих на крыло, и строится эпюра (имеется ввиду алгебраическая сумма).
.
Определение расчетных значений и для заданного сечения крыла
Для определения Mизг и Мкрследует:
1) найти приближенное положение центра жесткости
,
где Hi – высота i‑го лонжерона; li – расстояние от выбранного полюса А до стенки i‑го лонжерона; m – количество лонжеронов;
2) вычислить момент относительно оси Z, проходящей через приближенное положение центра жесткости и параллельно оси Zусл;
3) для стреловидного крыла сделать поправку на стреловидность по формулам:
,
.
В результате работы программы NAGR.EXE были получены эпюры распределения сил и моментов, действующих на крыло.
Полученные эпюры представлены в приложении 1.