Крыло вертолета. вертолет с крыльями.

В зависимости от назначения крыла формируются требования, каковые конструктор обязан делать при разработке КСС данной несущей поверхности. На их основании выбираются параметры элементов конструкции.

Крыло возможно установлено на винтовом АВВП для исполнения следующих задач:

  • —   разгрузка НВ с целью увеличения скорости горизонтального полета вертолета (в один момент крыло может делать роль лафета для подвески спец установки, крепления стоек шасси и размещения баков с горючим);

  • —   крепление НВ на вертолете поперечной схемы и его разгрузка и горизонтальном полете, крепление стоек шасси и размещение баков с горючим;

  • —   крепление НВ на преобразуемом АВВП поперечной схемы о поворотными винтами и создание подъемной силы в горизонтальном полете.

Крыло вертолета. вертолет с крыльями.

В зависимости от назначения крыла изменяется характер и величина нагрузки на его силовые элементы, и требования к его конструкции.

С повышением скорости полета винтового АВВП увеличиваются требования аэродинамики, устойчивости, аэроупругости и управляемости, каковые отражаются на аэродинамической компоновке крыла, степени его жёсткости и механизации конструкции.

Аэродинамические требования предусматривают минимальное взаимовлияние НВ и крыла на режиме висения и большое аэродинамическое уровень качества на режиме крейсерского полета.

Жесткость крыла на изгиб и кручение должна быть таковой, дабы исключались недопустимые явления статической и динамической аэроупругости.

ФОРМИРОВАНИЕ КСС КРЫЛА

Выбор КСС крыла вертолета значительно зависит от его характера нагружения и функционального назначения.

Для вертолетов поперечной подобных типов и схемы преобразуемых ДА с поворотными винтами выбор параметров крыла сильно зависит от явления «воздушного» резонанса. В случае если крыло установлено на вертолете для разгрузки НВ, то главным требованием есть обеспечение ресурса и прочности его консолей, нагруженных распределенной переменной аэродинамической нагрузкой. Для устойчивого полета на режиме авторотации разгрузка НВ крылом на крейсерской скорости не должна быть больше 15—20%.

Аэродинамические нагрузки на консоли крыла носят динамический характер. По компоновочным балансировки соображениям и условиям вертолёта, крыло устанавливают под НВ. В следствии в вертикальной плоскости на крыло действуют пульсирующие нагрузки. Их частота и величина определяются удельной нагрузкой на НВ  Ш), частотой вращения НВ со числом лопастей z , превышением НВ довольно крыла Н, геометрией крыла в плане (размах /, сужение , площадь крыла S).

Переменная часть аэродинамических сил формирует усталостные напряжения в элементах конструкции крыла, определяющие его ресурс.

На вертолетах для разгрузки НВ используются монопланные свободнонесущие крылья без механизации.

Размещение крыла относительно фюзеляжа определяется требованиями аэродинамики, объемной компоновкой фюзеляжа в месте соединения с крылом, КСС основных стоек шасси, эксплуатационными мыслями, требованиями безопасности экипажа при аварийной посадке вертолета.

Выбор КСС крыла определяется целым рядом условий:

  • —   характером нагружения сосредоточенными силами и местом и моментами их приложения;

дальность и Скорость полета вертолета соответственно). Исходя из этого конструктор выбирает параметры крыла с учетом вторых мыслей ( в частности, взаимовлияния НВ и крыла).

Выбор КСС консольного крыла

Крыло является балкой , нагруженную распределенными и сосредоточенными силами. Каркас крыла складывается из продольного и обшивки и поперечного набора. К продольному комплекту относятся лонжероны, стрингеры и продольные стенки. Поперечный комплект складывается из нервюр.

Изгибающий момент М формирует осевые упрочнения (обычные напряжения) в продольном комплекте и в обшивке. Крутящий момент М и поперечная сила Q приводят к касательным напряжения в стенках и обшивке лонжеронов.

Из трех упрочнений, действующих в поперечных сечениях крыла, делающего функцию несущей поверхности, главным есть изгибающий момент. Масса силовых элементов, принимающих данный момент, образовывает около половины неспециализированной массы крыла.

В зависимости от того, какими силовыми элементами по большей части воспринимается изгибающий момент, силовые схемы крыльев делятся на лонжеронные и моноблочные.

Лонжеронное крыло. Силовая схема крыла именуется лонжеронной, в случае если изгибающий момент по большей части воспринимается поясами лонжеронов. Крыло имеет замечательные пояса лонжеронов, относительно не сильный стрингеры и узкую обшивку.

Время от времени (к примеру, подвеска контейнеров с ракетами) расчетным случаем возможно нагрузка на крыло от реактивной тяги заклиненной ракеты, создающая крутящий момент довольно его центра жесткости. Тут определяющей будет крутильная жесткость крыла.

В зависимости от числа лонжеронов различают одно-, двух- и многолонжеронные крылья.

В однолонжеронном крыле силовыми элементами конструкции являются лонжерон, задняя стена (время от времени именуемая запасным лонжероном), обшивка, нервюры и стрингеры. Лонжерон находится, в большинстве случаев, по большой высоте профиля, т.к. в этом случае при заданном изгибающем моменте требуется мельчайшая площадь поясов. Стена в этих крыльях помогает для замкнутого контура сечения.

С эксплуатационной точки зрения, лучшими являются однолонжеронные и двух лонжеронные крылья. Они более удобны для осмотра конструкции, в них относительно вырезы в обшивке.

Силовая схема корневого участка лонжеронного крыла зависит по большей части от условий компоновки фюзеляжа (размещения грузов, кабин, уборки др и шасси. Лонжероны должны проходить через фюзеляж, замыкая нагрузки от консолей крыла.

Наличие силовых элементов крыла в фюзеляжа формирует трудности в осуществлении желательной компоновки кабины.

Громаднейшее распространение взяли конструкции, у которых лонжероны, обшивка и стрингеры длятся на участке, занятом фюзеляжем. В некоторых случаях используются конструкции, где все продольные элементы, за исключением лонжеронов, обрываются у борта фюзеляжа. Конструкции первого типа более идеальны, т.к. обшивка с подкрепляющими элементами около фюзеляжа полноценно действующий при изгибе.

Главный недочёт конструкции второго типа — неполноценная работа на обшивки и изгиб стрингеров вблизи фюзеляжа. Обычные напряжения в обшивке и подкрепляющих ее продольных элементах фактически отсутствуют по сечению бортовой нервюры из-за ее малой жесткости. По мере удаления от фюзеляжа обычные напряжения возрастают.

На удалении, примерно равном расстоянию между лонжеронами, стрингеры и обшивка принимают изгиб крыла полноценно.

В кессонном крыле обычные силы воспринимаются стрингерами и обшивкой только по части контура, к примеру, носком либо, как в большинстве случаев, средней частью. Другая часть контура с более узкой обшивкой и не сильный подкрепленная стрингерами в работе на изгиб участвует намного меньше. В этих схемах лонжероны с сильными поясами отсутствуют, а для восприятия перерезывающих сил помогают стены, соединенные с обшивкой не сильный поясами.

В кессонном крыле все элементы панели  сжатой территории трудятся однородно.

При однообразной массе крыло данной схемы будет владеть большей жесткостью на кручение, чем однолонжеронное крыло. При маленьких нагрузках на крыло кессонная схема уступает по весовым качествам однолонжеронной.

В моноблочном крыле  обычные силы при изгибе воспринимаются обшивкой и подкрепляющими ее стрингерами по всему контуру его поперечного сечения. 

При моноблочной схеме крыла через фюзеляж проходит центроплан практически по всему кон- ТУРУ (за исключением хвостовой части). При кессонной схеме через фюзеляж проходит только кессон.

Моноблочная и кессонная схемы используются на крыльях с громадной удельной нагрузкой на поверхность. Главные преимущества моноблочных крыльев: высокая жесткость, живучесть и более рациональное применение элементов их конструкции. Но выигрыш в массе у таких конструкций если сравнивать с лонжеронными получается только при отсутствии громадных вырезов. Наличие вырезов быстро ослабляет крыло. В районе выреза панель выключается из работы.

Для сохранения прочности крыла вырез приходится окантовывать усиленным профилем, т.е. по существу ставить лонжерон.

Сравнение лонжеронной и кессонной силовых схем крыла говорит о том, что любая имеет недостатки и свои достоинства. Исходя из этого время от времени кое-какие участки конструкции крыла (к примеру, концевая часть) выполняются по кессонной схеме, а в зоне вырезов — по лонжеронной.

Усиленные нервюры передают местные сосредоточенные силы на пояса лонжеронов от агрегатов, расположенных в крыле либо на внешней подвеске. Усиленные нервюры устанавливаются в плоскости разъема крыла на его консолях и центроплане.

Обшивка, подкрепленная стрингерами, принимает воздушную нагрузку, передающуюся по большей части на нервюры. Они, со своей стороны, передают ее на стены лонжерона. К примеру, от действия вертикальных составляющих местной воздушной нагрузки нервюра пытается переместиться вверх. Этому мешают стены лонжерона, в следствии чего в них появляются распределенные касательные силы.

В общем случае их равнодействующая в стенках лонжеронов не сходится с равнодействующей внешней воздушной нагрузки. В следствии нервюра пытается повернуться, уравновешиваясь потоком касательных сил со стороны обшивки. Касательные силы стенок лонжеронов уравновешиваются па фюзеляже.

Громадное значение при конструировании продольного комплекта крыла имеет выбор конструктивно-технологического типа панели в растянутых и сжатых территориях крыла. Для нижних панелей определяющим есть ресурс.

Изучение вопроса выбора допускаемых напряжений для отдельных элементов силовой конструкции зависит не только от конструктивных решений и характеристик материала, организационных правил эксплуатации. Нужно кроме этого учитывать метод профилактических осмотров возможно самые уязвимых конструктивных территорий, их периодичность и т.п.

Для оценки живучести нижней панели громадное значение имеют характеристики скорости распространения трещин в зависимости от типа конструкции, эти по эффективности разных ограничителей трещин и т.д. Требования живучести конструкции приводят к необходимости изучения остаточной прочности конструкции при разрушении одной из панелей по хорде.

Для верхней поверхности крыла выбранный тип подкреплений обязан обеспечить большие критические напряжения  при минимальной массе материала конструкции.

В кессонных и какое количество крыльях со стрингерным комплектом расстояния между нервюрами направляться выбирать так, дабы обшивка и стрингер в сжатой территории имели значение такое, при котором в один момент наступила бы местная и неспециализированная утрата устойчивости.

КСС РАЗЪЕМОВ КРЫЛА

Для удовлетворения эксплуатационным и технологическим требованиям крылья выполняются разъемными. Разъемы помогают для отделения крыла от фюзеляжа при транспортировке вертолета, хранения его на складе, монтаже аппаратуры, ремонте и др. Крыло, в большинстве случаев, имеет два разъема, по которым расчленяется на центроплан и две консоли.

Разъемные крылья, независимо от метода соединения частей, тяжелее неразъемных.

Конструкции разъемов зависят от силовой схемы крыла, они отличаются громадным разнообразием, но принципиально смогут быть сведены к двум типам:

  • —   точечный разъем, в котором только продольные стенки и лонжероны крыла соединены между собой;

  • —   контурный разъем, в котором все силовые элементы крыла соединены между собой.

При точечном разъеме силовая связь между частями крыла осуществляется через узлы, стыкующие лишь пояса лонжеронов. Обшивка, стенки и стрингеры лонжеронов конкретно между собой не соединяются. Исходя из этого они полноценно включаются в восприятие изгибающего момента только на некоем удалении от разъема.

Мельчайшее количество стыковых узлов равняется трем. Изгибающий момент в этом случае воспринимается срезом болтов, соединяющих соответствующие пояса главного лонжерона. Нижнее ухо в большинстве случаев выполняется массивным, т.к. оно трудится на разрыв.

Вспомогательный лонжерон (задняя стена) стыкуется с соответствующим элементом центроплана либо фюзеляжа при помощи шарнира, принимающего лишь перерезывающую силу, обычную силу от изгиба в плоскости хорд крыла и реакции от действия крутящего момента. По мере удаления от разъема за счет сдвигов в обшивке он неспешно включается в изгиб и на некоем расстоянии от разъема фактически трудится полноценно. Ось стыковочного болта обязана совпадать с осью жесткости сечения крыла.

Крутящий момент крыла уравновешивается сосредоточенными в стыковых шарнирах силами, составляющими несколько, исходя из этого нервюра по разъему должна быть усиленной.

Контурный разъем самый характерен для кессонных крыльев, имеющих относительно толстую, прекрасно подкрепленную обшивку. При контурном соединении в разъеме везде осуществляется силовая сообщение с верхним и нижним поясами кессона. Именно поэтому силовые элементы в разъеме и вблизи него всецело участвуют в восприятии изгибающих и крутящих моментов и перерезывающей силы.

Конструкция контурного разъема напоминает фланцевое соединение. Громаднейшее распространение взяла конструкция контурного разъема, в то время, когда силовая сообщение стрингеров и обшивки осуществляется при помощи стыковочных профилей, стягиваемых болтами, расположенными в особых колодцах. Стыковочные поверхности профилей для плотного прилегания друг к другу механически обрабатываются так, дабы изгибающий момент в сжатой территории крыла передавался равномерно упором стыковых профилей.

На  приведено конструктивное ответ стыка с болтами, трудящимися на срез. Использование конусных разрезных втулок и болтов с внутренним конусом снабжает неподвижность соединений и взаимозаменяемость консолей.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ВЫРЕЗЫ В ПАНЕЛЯХ КРЫЛА

Для подхода к агрегатам оборудования, для демонтажа и монтажа топливных баков и других целей в крыльях делаются разные вырезы. Они нарушают непрерывность силовых элементов и тем самым воздействуют на его работу. Степень влияния зависит от величины выреза, вида силового действия, конструктивного оформления выреза и др. Малые вырезы при незначительной компенсации фактически не оказывают влияния па напряжённое состояние и деформацию конструкции.

Компенсация малых вырезов достигается методом их окантовки накладками и соответствующими профилями, образующими плоскую раму. Такие вырезы закрываются легкосъемными крышками, конструкция которых для плотности прилегания и сохранения формы выполняется достаточно твёрдой.

Громадные вырезы бывают двух типов — компенсированные и некомпенсированные.

Полная компенсация громадных вырезов осуществляется методом постановки съемных силовых панелей, равнопрочных с вырезанными участками крыла. Соединением съемных панелей с крылом восстанавливаются нарушенные силовые связи и обеспечивается кручения и полноценная передача изгиба. Съемные панели утяжеляют конструкцию крыла.

Их демонтаж и монтаж требуют установки крыла в ненапряженное положение.

В случае если обшивка крыла довольно узка и слабо подкреплена, то конструкция съемных панелей упрощается. В этом случае они крепятся по контуру винтами, снабжающими только передачу касательных сил. Потерянная за счет выреза изгиб и жёсткость восстанавливается соответствующим усилением поясов лонжеронов.

Громадные некомпенсированные вырезы в крыле приходится делать в местах, требующих нередкого доступа. Они значительно ослабляют конструкцию, к тому же большие участки обшивки с подкрепляющими элементами вблизи краев выреза неполноценно участвуют в изгибе. Исходя из этого компенсация таких вырезов сопряжена с коренными трансформациями силовой схемы крыла (постановка дополнительных нервюр и др.).

Панели, закрывающие некомпенсированные вырезы, выполняются не силовыми, но они должны владеть жёсткостью и достаточной прочностью для восприятия местной воздушной нагрузки.

При конструировании крыла нужно стремиться к минимально вероятном у количеству вырезов, в особенности на нижней поверхности. Вырезы целесообразно располагать по одной линии на протяжении размаха крыла и как возможно дальше от мест поперечных стыков. При таком их размещении легче обеспечить нужное усиление мест вырезов и более плавное течение силового потока.

ВЫБОР МАТЕРИАЛА

Главным требованием, определяющим выбор материала для растянутых поверхностей силового комплекта крыла, есть обеспечение ресурса. Для данных поверхностей силового комплекта крыла используют проверенный на практике алюминиевый сплав Д16Т. Сплав имеет живучести и хорошие показатели выносливости, малочувствителен к внутренним напряжениям и концентраторам, появляющимся при сборке.

Внедрение сплава повышенной чистоты Д16ЧТ усиливает вышеперечисленные свойства.

Вопрос о выборе сплава для верхнего силового комплекта крыла обязан решаться в зависимости от его условий и схемы эксплуатации, определяющих повторяемость и величину нагружения верхних панелей растягивающими и сжимающими нагрузками. Силовой комплект возможно выполнен из высокопрочных сплавов на алюминиево-цинковой базе (отечественный сплав В95Т). Использование этого сплава дает при расчете на статическую прочность большую экономию массы.

Для узлов, принимающих сосредоточенные нагрузки, используются высокопрочные материалы.

ТИПЫ КРЕПЁЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ и СОЕДИНЕНИЙ

Выбор крепёжных элементов и типа соединений для крыла зависит от требования обеспечения нужного ресурса. Ресурс в основном определяется выносливостью регулярной территории. Выносливость регулярной территории зависит от продольных швов (крепление панелей к лонжеронам, крепление панелей либо страниц обшивки между собой, крепление стрингеров к обшивке).

Без особых мероприятий, снижающих концентрацию напряжения около отверстия, необходимый ресурс возможно достигнут лишь за счет понижения напряжений, а это приводит к увеличению массы конструкции крыла.

Выбор конкретного конструктивного ответа (форма крепежного элемента, величина натяга и т.д.) зависит от требуемого уровня ресурса. Наряду с этим ответе направляться учитывать:

  • —   возможность коррозии под напряжением, вызываемой натягом и посадкой (термообработки деталей и выбор материала силового комплекта определяется этими мыслями);
  • —   опасность фрикционной коррозии;
  • —   экономический фактор: использование некоторых соединений, весьма действенных с позиций увеличения выносливости конструкции, приводит к такому удорожанию конструкции (цена изготовления крепежных подробностей и их установка), что целесообразность их применения должна быть подтверждена особыми экономическими расчетами.

Крылья России. Вертолёты. Солдаты и труженики (фильм 14)

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

  • Фюзеляж вертолета

    Фюзеляж вертолета — корпус летательного аппарата. Фюзеляж вертолета рекомендован для размещения экипажа, целевой нагрузки и оборудования. В фюзеляже…

  • Стрингер самолета. стрингер крыла самолета

    Стрингер – это продольный элемент силового набора самолета, что связан с обшивкой и нервюрами крыла либо шпангоутами фюзеляжа. Главное назначение…

  • Щелевое крыло. самолет с щелевым крылом.

    Сейчас в статье обращение отправится о применении щелевых крыльев в самолетах. В таком крыле стороны нагнетания смогут быть отделены от вторых на стороне…

  • Схема уборки шасси вертолета

    Убирающиеся шасси и их створки должны машинально запираться в выпущенном и убранном положениях. Узлы фиксации должны исключать самопроизвольный выпуск…

  • Агрегаты вертолета, ксс вертолета

    Агрегаты вертолета. Любой агрегат имеет собственный функциональное назначение. Каркасные агрегаты вертолета (фюзеляж, оперение, крыло) представляют собой…

  • Конструкция лопасти несущего винта вертолета

    Лопасти несущего винта вертолета нужно выстроить так, дабы они, создавая нужную подъемную силу, выдерживали все появляющиеся на них нагрузки. И не просто…