Лонжерон крыла самолета — О самолётах и авиастроении

Лонжероны – это стыковые узлы крыльев, каковые являются частью компенсаторных узлов. Кроме лонжеронов, к компенсаторам кроме этого относят подмоторные рампы, разные подвески и другое. Это продольный главный элемент силового комплекта самолета. Он делает функцию передачи растягивающих, изгибающих, сжимающих и других типов нагрузок.

Существует пара видов лонжеронов – балочные, ферменно-балочные, ферменные, коробчатые. Помимо этого, лонжероны принимают участие в восприятии перерезывающей силы. Коробчатого и круглого сечения лонжероны способны принимать крутящийся момент.

У летательных аппаратов лонжероны совмещаются со стрингерами и создают продольный комплект крыла, оперения, фюзеляжа, рулей и элеронов.

Конструкция

С конструктивной точки зрения лонжероны бывают сборными либо монолитными. Сборный лонжерон владеет нижним и стенкой и верхним поясом. Коробчатое сечение имеет лишь две стены. Со стенкой пояса соединяются методом клепки, точечной электросварки, болтовых соединений либо склейки.

Пояса трудятся от изгибающего момента на растяжение-сжатие. Они составляют солидную часть всей площади сечения лонжерона.

Моноблочное крыло – это тип конструкции крыла, у которого при изгибе продольные силы воспринимаются обшивкой и стрингерами по всему поперечному контуру. В таких крыльях лонжеронов нет, но вместо них устанавливаются продольные стены.

Пояса лонжерона создаются из отличных материалов:

• сталь;
• титан;
• алюминиевые сплавы.

При создании формы сечения конструкторы руководствуются определенной задачей – получить большой момент инерции при заданной площади сечения, простотой изготовления, удобством выдерживания профиля, удобств и экономии закрепления к стенкам и обшивке.

По ширине вытянутая форма сечения профиля повышает момент инерции лонжерона. Благодаря присутствию лапок площадь поясов, которая занята отверстиями под заклепки, делается маленькой, а обшивки и крепление стенки к поясу существенно упрощается. Профиль крыла держится за счет малой их лапок и ковки профилей, но в том случае, если это вероятно.

В других вариациях на пояса устанавливают накладки из мягкого материала.

Используя профили различного сечения, возможно измерить площадь самого сечения поясов в длину. Разрушение пояса при сжатии образовывается от напряжений, равных прочностному пределу материала. Наряду с этим пояс трудится далеко не всей площадью, а лишь ее частью, которая равна площади пояса.

Критические напряжения сжатия поясов балочного лонжерона

В двух плоскостях пояс балочного лонжерона подкреплен твёрдыми элементами – обшивкой и стенкой. Они мешают искривлению оси пояса, что ведет к отсутствию утраты устойчивости. Критические напряжения определяются равно как и у стрингеров.

Стены балочных лонжеронов создают преимущественно из листовых материалов. Узкие стены подкрепляют стойками, в большинстве случаев, уголкового сечения. Главная задача стойки – поделить стенку на пара панелей и повысить касательные критические напряжения утраты устойчивости, зависящей от соотношения h/a и толщины стены.

В конструкции лонжерона не редкость одна либо две стены. Критические напряжения сдвигания стенок значительно меньше, чем толстых. По данной причине одна толстая стена удачнее в весовом отношении, чем две узкие, каковые вычислены на ту же нагрузку.

Самолет Ф-007 испытание лонжерона №1 крыла

Увлекательные записи:

• Aero at-3. технические характеристики. фото.
• Аэропорт костанай. ksn. uauu. ктн. официальный сайт.
• Российские оружейники против запада

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

• Стрингер самолета. стрингер крыла самолета

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

• Утопическое крыло с переменной площадью. семейство экспериментальных самолетов varivol конструкции жака жери. часть 2

  Часть 1 Нехорошая база Несчастный Демимюд погиб, но, по словам Жери, виновата в этом была не его совокупность крыла переменной площади, а через чур малые…

• Закрылки самолета, закрылок крыла самолета, зачем нужны?

  Механизация крыла каждого самолета складывается из целого комплекта движимых элементов, каковые разрешают осуществлять контроль и регулировку полета…

• Проект 100-тонного самолета схемы «летающее крыло» компании junkers

  Статья Ганса Юстуса Мейера «100 Tonnen Nurflugel. Ein Junkers-Entwurf von 1930» из издания «Luftfahrt international» 05-06/81 была переведена…

• Утопическое крыло с переменной площадью. семейство экспериментальных самолетов varivol конструкции жака жери. часть 1

  в течении тридцатых годов это изобретение завлекало к себе громадное внимание. Оно имело возможность бы совершить переворот в авиации, если бы утопия…

• Крыло вертолета. вертолет с крыльями.

  В зависимости от назначения крыла формируются требования, каковые конструктор обязан делать при разработке КСС данной несущей поверхности. На их…

ЛОНЖЕРОН: ru_encyclopedia — LiveJournal

?

Categories:

• Корабли
• Авиация
• Cancel

ЛОНЖЕРОН — 1. Системообразующая силовая деталь конструкции большинства современных самолетов, используется для формирования фюзеляжа. Различают коробчатые, дырчатые, линейно-сварные, цельнотянутые и прокатные лонжероны. Обычно лонжероны изготавливаются из жаростойких металлических сплавов на основе титано-стронциевых алюминиев, однако, с развитем технологий конструкционных материалов, стало возможно использование карамелизированных (см. КАРАМЕЛИЗАЦИЯ) лонжеронов на основе синтетических каучуков (последние отличаются высокой тянучестью).

Деталь названа по фамилии французского инженера-авиастроителя Жана-Пьера Лонжерона, в 1913-ом году применившего её в конструкции своего рекордного самолета ЖПЛ-3. Так как в начале 20-го века титано-стронциевые алюминии являлись малодоступным материалом, лонжерон в ЖПЛ-3 выполнили цельнокованым из графитосодержащего чугуна, что, по причине значительной массы, несколько затруднило подъем самолета в воздух. Данная неудача вызвала скептицизм в отношении будущего лонжерона у других авиаконструкторов, и к идее вернулись лишь в 1932 году, когда лонжерон применил конструктор Сикорский. Вскоре лонжерон стал стандартной деталью самолета.

В современном самолете, в подавляющем большинстве случаев, имеется от трех до пяти лонжеронов, служащих, в том числе, и для классификации конструкций авиационных планеров: различают трех-, четырех- и пяти-лонжеронные планеры. Использование менее чем трех лонжеронов затрудняет нахождение симметричной развесовки планера; шесть и более лонжеронов очень трудно разместить так, чтобы они не мешали посадке пассажиров или погрузке карго (см. КАРГО).

Безлонжеронные схемы (называемые нетрадиционными схемами), после Сикорского, активно использовались лишь в секретных конструкциях экспериментальных самолетов инженерами гитлеровской Германии в 1943-1945 годах. Известны летавшие опытные образцы концерна «Мессершмитт» (Me-265G, Bf-103M), предсерийный образец фирмы «Хеншель и Хенкель» (Не-114) и оставшийся на стадии проектирования самолет «Фоккер» (Fok-37). Реализованные инженерами «Мессершмитт» и «Хеншель и Хенкель» схемы, согласно захваченным американскими рейдерскими бригадами в 1945 году на территории секретного полигона «Пенемьюнде» образцам самолетов, отличались большой легкостью конструкции, сохранявшей, несмотря на отсутствие лонжеронов, требуемую жесткость (известно, что недостаточная жесткость — основная проблема схем без лонжерона). Каким образом немецким инженерам удалось достичь подобного сочетания, до сих пор остается загадкой.

Тем не менее, некоторые современные аналитики полагают, что нетрадиционные схемы без лонжеронов — будущее авиации, предвосхищенное германскими учеными.

Например, считают эти аналитики, тактический истребитель пятого поколения может быть эффективно реализован только по безлонжеронной схеме.

2. Часть известной практической задачи, широко применяемой при тестировании авиационных техников: испытуемому предлагается среди полученных образцов деталей самолета отличать лонжероны и нервюры (см. НЕРВЮРА). По количеству верно определенных лонжеронов выставляется балл оценки. Техник высшей квалификации способен отличить до восемнадцати лонжеронов за академический час (мировой рекорд — тридцать девять лонжеронов за академический час — принадлежит к.м.с. международного класса по авиамоделизму Сидорчуку М. С., установлен в 1978 году). В кругах, близких к авиационно-космическим, в ходу поговорка: «Да он лонжерона от нервюры не отличит!» — характеризующая способности специалиста.

Tags: l

Subscribe

• АЛЕКСАНДР МАЛЮТИН

  АЛЕКСАНДР МАЛЮТИН (в ФБ — Alexander Malutin) — знаменитый журналист, медиа-менеджер, автор телеграм-каналов «Верба» (…

• #ХОЛМСИВАТСОН, СКЕТЧИ

  #ХОЛМСИВАТСОН, СКЕТЧИ — пространство диалогов Холмса и Ватсона в исполнении Алексея Ходорыча, Александра Малютина, Алексея Леся, Сергея…

• Айда в ФБ

  Друзья, идеи «Новой Аналитической Энциклопедии» по-прежнему живы. Просто все сейчас обитают в других социальных сетях. Предлагаю начать…

Photo

Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq

Что такое лонжерон крыла на самолете?

Крылья являются основным источником подъемной силы для самолетов с неподвижным крылом, и в основе их конструкции лежит лонжерон крыла самолета.

С точки зрения человека, не очень знакомого с конструкцией самолета, лонжерон крыла был бы новым термином, и он также мог бы задаться вопросом, почему мы обращаемся к нему только, когда речь идет о самолетах с неподвижным крылом. Ну, это потому, что винтокрылые самолеты используют другой механизм.

Лонжерон крыла самолета — это основной конструктивный элемент крыла, предназначенный для восприятия всех нагрузок, возникающих по его размаху во время полета или на земле. Они проходят по размаху вдоль крыла и, в зависимости от стреловидности, под прямым углом к ​​фюзеляжу.

Как самолет может летать — сложный вопрос. Тот, на который можно ответить, посмотрев на функции и компоненты, задействованные в его конструкции. Однако, если бы крылья не учитывались, этот сценарий был бы невозможен.

В этой статье основное внимание уделяется лонжерону крыла как основному конструктивному элементу крыла. И он стремится понять, как лонжерон помогает в достижении подъемной силы и распределении нагрузок по крылу.

‍

Как работает лонжерон крыла самолета?

При изучении работы лонжерона предпочтительно для начала изучить силы, воздействующие на поверхность крыльев, чтобы понять, как лонжерон влияет на общие характеристики.

Вот некоторые из этих сил:

Силы растяжения и сжатия — В любой момент времени на самолет действуют силы, толкающие крыло вверх или тянущие его вниз по размаху. В зависимости от направления силы одна сторона крыла либо растягивается, либо сжимается, а другая остается неизменной.

На практике подъемная сила, создаваемая крыльями самолета во время полета, удерживает весь самолет в воздухе. Это приводит к тому, что крыло складывается вверх по всей длине.

Аналогичным образом, когда крылья находятся на земле, они будут испытывать изгибающие силы, направленные вниз по всему размаху, так как на них воздействует вес топлива, хранящегося вдоль размаха крыла или на законцовках крыла, поскольку именно в этих областях расположены топливные баки.

Некоторые самолеты также имеют шасси и двигатели, установленные вдоль крыльев, которые также способствуют направленным вниз силам.

Сопротивление — Согласно законам аэродинамики, когда самолет движется вперед, на него действуют силы сопротивления, направленные в направлении, противоположном направлению тяги. Эти силы действуют на крыло и стремятся толкнуть его назад.

Силы кручения — Из-за аэродинамических эффектов во время полета на крыле образуются вихри, которые стремятся его закрутить. Кроме того, когда элероны используются для достижения крена, возникающее в результате изменение управления вызывает крутящие силы на крыле.

В качестве центра всех этих сил крыло испытывает нагрузки, связанные с подъемной силой в сочетании с соответствующим сопротивлением, использованием элеронов и всеми относительными весами, возложенными на него. Эти нагрузки должны быть каким-то образом поглощены, иначе будет нарушена структурная целостность крыла.

Основная роль лонжеронов состоит в том, чтобы выдерживать такие нагрузки.

Но хотя лонжероны являются наиболее важными структурными компонентами, из которых состоит крыло, они не являются единственными компонентами, из которых оно состоит. И самолет не может летать без помощи этих других членов (хотя не все они могут быть найдены в каждой конструкции крыла самолета).

Обшивка — это внешний материал, покрывающий крыло и все его внутренние компоненты. Он отвечает за создание подъемной силы, придавая крылу гладкую аэродинамическую форму. Напряжение на обшивке во время полета передается на стрингеры и нервюры.

Стрингеры представляют собой продольные конструкции, проходящие по размаху крыла и крепящиеся к нервюрам. Они передают нагрузки, действующие на кожу, на ребра.

Ребра проходят по хорде вдоль размаха крыла (от передней к задней кромке) и теперь отвечают за передачу нагрузок от обшивки и стингеров на лонжерон крыла самолета.

Как устроен лонжерон?

Как уже было показано, лонжероны крыла самолета играют важную роль в распределении сил и нагрузок, действующих на размах крыла, как в полете, так и на земле.

Существует три основных конструкции лонжерона, вокруг которого строится крыло. К ним относятся:

Монолонжерон

В этой конструкции используется один основной лонжерон. Структура крыла и форма аэродинамического профиля обеспечиваются нервюрами и переборками, которые к нему крепятся. Хотя этот дизайн редко принимается дизайнерами.

Коробчатая балка

Эта конструкция имеет два основных лонжерона, которые соединены с переборками и стрингерами, образующими коробчатую форму для увеличения прочности крыла.

Многолонжеронный

Это наиболее распространенная форма крыла с двумя лонжеронами, один из которых расположен у передней кромки крыла. И почти все нагрузки на крыло ложатся на него.

Другой лонжерон, хотя и меньше основного, расположен в задней части крыла, на расстоянии примерно двух третей от задней кромки. Это то, что удерживает ребра и обшивку на одном уровне и помогает предотвратить скручивание крыла.

Лонжероны крепятся к фюзеляжу болтами, а не заклепками, и соединяются с основными точками крепления на фюзеляже, обеспечивая повышенную прочность в этих точках.

Использование болтов особенно важно, поскольку общая нагрузка на корневую часть крыла больше, чем на законцовки крыла. Хотя можно удивиться количеству используемых болтов, они все же обеспечивают необходимую прочность.

Несмотря на то, что они сделаны из разных материалов и имеют разный дизайн, они тем не менее выполняют одну и ту же функцию.

Из каких материалов состоит лонжерон?

Лонжероны могут быть изготовлены из различных материалов, наиболее распространенными из которых являются дерево, металл (чаще всего алюминий) или композиты.

Деревянные лонжероны

Хотя деревянные лонжероны в основном использовались в ранних моделях самолетов, деревянные лонжероны все еще можно найти на нескольких более поздних самолетах, таких как цельнодеревянный Robin DR400.

Деревянные лонжероны изготовлены из особых пород деревьев, таких как ситхинская ель или ясень. Древесина этих деревьев известна своим прямым, однородным и длинным волокном, которое прессуется и склеивается, чтобы сохранить форму крыла, и ламинируется для повышения прочности.

Первоначальная конструкция этих лонжеронов была выполнена в виде сплошных прямоугольных блоков, именуемых лонжеронными плитами . Но позже было отмечено, что эту конструкцию можно было усовершенствовать.

Было обнаружено, что средняя часть этих толстых плит принимает на себя небольшую долю нагрузок на крыло, при этом большая часть напряжения и деформации сосредоточена на верхнем и нижнем концах лонжерона. Эта дополнительная толщина также означала увеличение веса.

Двутавровая балка была позже разработана как усовершенствование этой конструкции путем сбривания части среднего поперечного сечения, чтобы сформировать форму, напоминающую букву «I». Эта новая конструкция позволила сделать лонжерон легче, к чему всегда стремятся производители самолетов.

Поскольку нагрузки на крыло сосредоточены на двух кромках (наконечники лонжеронов), средняя часть (поперечная стенка) остается только в качестве опоры.

Уменьшение толщины этого компонента не влияет на несущую способность лонжерона, но делает его легче.

Несмотря на улучшенные характеристики, деревянный лонжерон крыла имеет несколько недостатков, которые ограничивают его использование, например, уязвимость к биологическим атакам насекомых и грибков. Кроме того, как сухие, так и влажные погодные условия повреждают материал.

Металлические лонжероны

Алюминий является наиболее распространенным материалом для изготовления лонжеронов крыла самолета, и во многих отношениях он лучше дерева. Помимо легкого веса, алюминий не так сильно подвержен влиянию погодных и биологических факторов.

Хотя это не делает его отказоустойчивым, поскольку они также имеют структурные повреждения и требуют регулярных осмотров и профилактических проверок для подтверждения их целостности.

Некоторые авиационные происшествия, особенно с самолетами старых моделей, связаны с усталостью металлических лонжеронов крыла.

Такой инцидент произошел с самолетом Cessna 210 во время проведения геологических исследований, который разбился недалеко от Маунт-Айза, Квинсленд, в результате чего два пилота на борту были смертельно ранены. Расследования подтвердили, что лонжерон крыла самолета испытал усталость и сломался, отделив его правое крыло в середине полета.

Самолет 1976 года выпуска, налет более 12 000 часов.

Некоторые старые конструкции лонжеронов изготавливались из толстых ламинированных металлических листов, чтобы избежать необходимости в тяжелых клепках. Это сделало лонжерон прочнее, но также сделало его тяжелее и менее эффективным.

В последних конструкциях металлических лонжеронов используются отдельные большие крышки и тонкие стенки, ламинированные несколькими алюминиевыми листами и соединенные вместе в единую балку.

Это отказоустойчивая функция, помогающая предотвратить разрушение всей лонжеронной конструкции. Его конструкция позволяет одной секции нести всю нагрузку в случае выхода из строя другой секции.

Композитные лонжероны

Композитные материалы из углеродного волокна или кевлара обычно используются в производстве лонжеронов крыла самолета. Эти материалы используются во многих современных самолетах, поскольку они обладают большей прочностью и меньшим весом.

Хотя у них те же принципы и механика, что и у металлических лонжеронов, композитные лонжероны могут выглядеть немного иначе.

Конечно, в этих крыльях все еще можно найти двутавровые конструкции, но у дизайнера больше гибкости в конструкции из-за характера материала.

Можно интегрировать лонжерон в крыло без явных следов лонжерона.

Фальшивые рангоуты

Фальшивые рангоуты могут показаться странными, и это понятно: они вполне реальны. Во многом они похожи на основные лонжероны, которые проходят от одного конца крыла к другому, однако они не проходят по всей длине крыла.

Они обычно используются для перевозки грузов движущихся поверхностей, особенно элеронов.

Крылья — Конструкции самолетов

Конфигурации крыльев

Крылья представляют собой аэродинамические поверхности, которые при быстром движении в воздухе создают подъемную силу. Они построены во многих формах и размерах. Конструкция крыла может варьироваться для обеспечения определенных желаемых летных характеристик. Управление на различных рабочих скоростях, величина создаваемой подъемной силы, баланс и устойчивость меняются по мере изменения формы крыла. И передняя, ​​и задняя кромки крыла могут быть прямыми или изогнутыми, или одна кромка может быть прямой, а другая изогнутой. Один или оба края могут быть сужены, так что крыло будет уже на конце, чем в основании, где оно соединяется с фюзеляжем. Кончик крыла может быть квадратным, закругленным или даже заостренным. На рис. 1 показаны типичные формы передней и задней кромок крыла.

Рис. 1. Крылья различной формы обеспечивают разные характеристики

Крылья самолета могут крепиться к фюзеляжу снизу или в середине фюзеляжа вверху или в середине фюзеляжа. Они могут располагаться перпендикулярно горизонтальной плоскости фюзеляжа или слегка наклоняться вверх или вниз.

Этот угол называется двугранным крылом. Двугранный угол влияет на поперечную устойчивость самолета. На рис. 2 показаны некоторые распространенные точки крепления крыла и двугранный угол.

Рисунок 2. Точки крепления крыла и поперечное сечение крыла

Конструкция крыла предназначена для подъема крыла в воздух.

Их конкретная конструкция для любого конкретного самолета зависит от ряда факторов, таких как размер, вес, использование самолета, желаемая скорость в полете и при посадке, а также желаемая скорость набора высоты. Крылья самолета обозначены левым и правым, что соответствует левой и правой сторонам оператора, сидящего в кабине. [Рисунок 3]

Рис. 3. «Левая» и «правая» на самолете ориентированы на перспективу пилота, сидящего в кабине. Это означает, что они сконструированы таким образом, что внешние крепления не требуются. Они поддерживаются внутри конструктивными элементами, которым помогает обшивка самолета. Крылья других самолетов используют внешние распорки или тросы, чтобы поддерживать крыло и нести аэродинамические и посадочные нагрузки. Опорные тросы и стойки крыла обычно изготавливаются из стали. Многие стойки и их крепежные детали имеют обтекатели для уменьшения лобового сопротивления. Короткие, почти вертикальные опоры, называемые стойками жюри, находятся на стойках, которые крепятся к крыльям на большом расстоянии от фюзеляжа. Это служит для сдерживания движения стойки и колебаний, вызванных воздушным потоком, обтекающим стойку в полете. На рис. 4 показаны образцы крыльев с использованием внешних связей, также известных как полуконсольные крылья. Также показаны консольные крылья, построенные без внешних связей. Рис. 4. Крылья с внешними раскосами, также называемые полуконсольными крыльями, имеют тросы или распорки для поддержки крыла. Полностью свободнонесущие крылья не имеют внешних распорок и поддерживаются изнутри Наиболее распространенным материалом для изготовления крыльев является алюминий, но они могут быть деревянными, покрытыми тканью, а иногда используется магниевый сплав. Более того, современные самолеты стремятся к более легким и прочным материалам во всем планере и в конструкции крыла. Существуют крылья, полностью сделанные из углеродного волокна или других композитных материалов, а также крылья, сделанные из комбинации материалов для максимальной прочности по отношению к массе. Внутренние конструкции большинства крыльев состоят из лонжеронов и стрингеров, идущих по размаху, и нервюр и шпангоутов или переборок, идущих по хорде (от передней кромки к задней кромке). Лонжероны являются основными конструктивными элементами крыла. Они поддерживают все распределенные нагрузки, а также сосредоточенные веса, такие как фюзеляж, шасси и двигатели. Обшивка, прикрепленная к конструкции крыла, несет на себе часть нагрузок, возникающих во время полета. Он также передает напряжения на нервюры крыла. Ребра, в свою очередь, передают нагрузки на лонжероны крыла. [Рисунок 5] Figure 5. Wing structure nomenclature In general, wing construction is based on one of three fundamental designs: Monospar Multispar Box beam Различные производители могут использовать модификации этих базовых конструкций. Однолонжеронное крыло имеет в своей конструкции только один основной размах или лонжерон. Ребра или переборки придают аэродинамическому профилю необходимый контур или форму. Хотя строгое монолонжеронное крыло встречается нечасто, иногда используется этот тип конструкции, модифицированный добавлением ложных лонжеронов или легких сдвигающих стенок вдоль задней кромки для поддержки поверхностей управления. Многолонжеронное крыло имеет в своей конструкции более одного основного лонжерона. Для придания контура крылу часто включают нервюры или переборки. В конструкции крыла коробчатой ​​балки используются два основных лонжерона с соединительными переборками для придания дополнительной прочности и придания контура крылу. [Рисунок 6] Между переборками и гладкой внешней обшивкой может быть помещен гофрированный лист, чтобы крыло могло лучше выдерживать растягивающие и сжимающие нагрузки. В некоторых случаях гофрированные листы заменяют тяжелыми продольными ребрами жесткости. Иногда используется комбинация гофрированных листов на верхней поверхности крыла и ребер жесткости на нижней поверхности. В самолетах категории воздушного транспорта часто используется конструкция крыла коробчатой ​​балки. Рис. Они соответствуют лонжеронам фюзеляжа. Они проходят параллельно поперечной оси самолета от фюзеляжа к законцовке крыла и обычно крепятся к фюзеляжу с помощью крыльев, простых балок или фермы. Лонжероны могут быть изготовлены из металла, дерева или композитных материалов в зависимости от конструктивных критериев конкретного самолета. Деревянные лонжероны обычно делают из ели. Обычно их можно разделить на четыре различных типа по конфигурации поперечного сечения. Как показано на рисунке 7, они могут быть (А) сплошными, (В) коробчатыми, (С) частично полыми или (D) в форме двутавровой балки. Ламинирование лонжеронов из цельного дерева часто используется для повышения прочности. Ламинированное дерево также можно найти в лонжеронах коробчатой ​​​​формы. Из лонжерона на рис. 7E был удален материал для уменьшения веса, но сохраняется прочность прямоугольного лонжерона. Как видно, большинство лонжеронов крыла имеют в основном прямоугольную форму с длинной частью поперечного сечения, ориентированной вверх и вниз в крыле. Рис. 7. Типовые сечения деревянных лонжеронов крыла Более широкое использование композитов и комбинирование материалов должны заставить летчиков проявлять бдительность в отношении лонжеронов крыльев, изготовленных из различных материалов. На рис. 8 показаны примеры поперечных сечений металлических лонжеронов крыла. Figure 8. Examples of metal wing spar shapes In an I–beam spar, the top and bottom of the I–beam are называется шапкой, а вертикальный участок называется паутиной. Весь лонжерон может быть выдавлен из одного куска металла, но часто он состоит из нескольких выдавливаний или формованных углов. Стенка образует основную часть лонжерона по глубине, и к ней крепятся заглушки (вырезы, фигурные углы или фрезерованные участки). Вместе эти элементы несут нагрузки, вызванные изгибом крыльев, а колпачки служат основой для крепления обшивки. Хотя формы лонжеронов на Рисунке 8 типичны, фактические конфигурации лонжеронов крыла принимают разные формы. Например, стенка лонжерона может быть пластиной или фермой, как показано на рисунке 9.. Его можно построить из легких материалов с использованием вертикальных ребер жесткости для прочности. [Figure 10] Figure 9. A truss wing spar Figure 10. A plate web wing spar with vertical stiffeners Он также может не иметь ребер жесткости, но может иметь фланцевые отверстия для уменьшения веса, но сохранения прочности. Некоторые металлические и композитные лонжероны крыла сохраняют концепцию двутавровой балки, но используют стенку с синусоидальной волной. [Рисунок 11] Рис. 11. Синусоидальный лонжерон крыла может быть изготовлен из алюминия или композитных материалов Отказоустойчивость означает, что в случае отказа одного элемента сложной конструкции какая-то другая часть конструкции принимает на себя нагрузку вышедшего из строя элемента и позволяет продолжить работу. Лонжерон отказоустойчивой конструкции показан на рис. 12. Этот лонжерон состоит из двух секций. Верхняя секция состоит из крышки, приклепанной к верхней перемычке. Нижняя секция представляет собой единый профиль, состоящий из нижней крышки и перемычки. Эти две секции соединены вместе, образуя лонжерон. Если какая-либо часть лонжерона этого типа сломается, другая часть все еще может нести нагрузку. Это отказоустойчивая функция. Рисунок 12. Лонжерон безотказный с клепаной стенкой лонжерона Как правило, крыло имеет два лонжерона. Один лонжерон обычно располагается ближе к передней части крыла, а другой — примерно на две трети расстояния до задней кромки крыла. Независимо от типа, лонжерон является важнейшей частью крыла. Когда другие конструктивные элементы крыла подвергаются нагрузке, большая часть результирующей нагрузки передается на лонжерон крыла. Ложные лонжероны обычно используются в конструкции крыла. Они представляют собой продольные элементы, такие как лонжероны, но не проходят по всей длине крыла. Часто они используются в качестве точек крепления шарниров для поверхностей управления, таких как лонжерон элерона. Нервюры крыла Нервюры представляют собой структурные поперечины, которые в сочетании с лонжеронами и стрингерами образуют каркас крыла. Обычно они простираются от передней кромки крыла до заднего лонжерона или до задней кромки крыла. Нервюры придают крылу изогнутую форму и передают нагрузку с обшивки и стрингеров на лонжероны. Подобные нервюры также используются в элеронах, рулях высоты, рулях направления и стабилизаторах. Нервюры крыла обычно изготавливаются из дерева или металла. Самолеты с деревянными лонжеронами крыла могут иметь деревянные или металлические нервюры, в то время как большинство самолетов с металлическими лонжеронами имеют металлические нервюры. Деревянные ребра обычно изготавливаются из ели. Тремя наиболее распространенными типами деревянных ребер являются фанерная сетка, облегченная фанерная сетка и типы ферм. Из этих трех тип фермы является наиболее эффективным, потому что он прочный и легкий, но он также является наиболее сложным в конструкции. На рис. 13 показаны ребра стенки деревянной фермы и облегченное ребро стенки из фанеры. Деревянные нервюры имеют заглушку или планку заглушки, закрепленную по всему периметру нервюры. Обычно изготавливается из того же материала, что и само ребро. Накладка нервюры придает жесткость и укрепляет нервюру и обеспечивает поверхность крепления обшивки крыла. На фиг.13А показано поперечное сечение нервюры крыла со стенкой ферменного типа. Темные прямоугольные секции — передние и задние лонжероны крыла. Обратите внимание, что для усиления фермы используются косынки. На рисунке 13B показано ребро стенки фермы со сплошной косынкой. Он обеспечивает большую поддержку по всему ребру с очень небольшим дополнительным весом. Непрерывная ластовица придает жесткость накладке в плоскости ребра. Это помогает предотвратить коробление и помогает получить лучшие соединения ребер и кожи, когда используется приклеивание гвоздей. Такое ребро может противостоять движущей силе гвоздей лучше, чем другие типы. С непрерывными косынками также легче обращаться, чем с множеством небольших отдельных косынок, которые в противном случае требовались бы. На рис. 13С показано ребро с облегченной фанерной стенкой. Он также содержит косынки для поддержки интерфейса перемычки/заглушки. Полоска крышки обычно приклеивается к полотну, особенно на передней кромке. Рис. 13. Примеры нервюр крыла из дерева Нервюра крыла также может называться простой или основной нервюрой. Ребрам крыльев со специальным расположением или функциями даются имена, отражающие их уникальность. Например, нервюры, расположенные полностью впереди переднего лонжерона и используемые для придания формы и усиления передней кромке крыла, называются носовыми нервюрами или ложными нервюрами. Ложные нервюры — это нервюры, которые не охватывают всю хорду крыла, то есть расстояние от передней кромки до задней кромки крыла. Торцевые нервюры крыла можно найти на внутренней кромке крыла, где крыло крепится к фюзеляжу. В зависимости от своего расположения и способа крепления, стыковая нервюра может также называться ребром переборки или ребром сжатия, если она предназначена для приема сжимающих нагрузок, которые стремятся сжать лонжероны крыла вместе. Поскольку ребра слабы в поперечном направлении, они усилены в некоторых крыльях лентами, которые вплетены выше и ниже секций ребер, чтобы предотвратить боковой изгиб ребер. В крыле также можно найти тросы сопротивления и сопротивления. На рис. 14 они показаны крест-накрест между лонжеронами, образующими ферму для сопротивления силам, действующим на крыло в направлении хорды крыла. Эти натяжные провода также называются стяжками. Проволока, предназначенная для сопротивления обратным силам, называется проволокой сопротивления; проволока против сопротивления сопротивляется поступательным силам в направлении хорды. На рис. 14 показаны конструктивные элементы основного деревянного крыла. Рис. 14. Базовая конструкция и компоненты деревянного крыла На внутреннем конце лонжерона имеется прочное крепление крыла, как показано на рисунке1. и безопасный способ крепления крыла к фюзеляжу. Граница между крылом и фюзеляжем часто закрывается обтекателем, чтобы обеспечить плавный поток воздуха в этой области. Обтекатель(и) можно снять для доступа к фитингам крепления крыла. [Рис. 15] Рис. 15. Корневые обтекатели крыла сглаживают обтекание и скрывают приспособления для крепления крыла Конец крыла часто прикрепляется болтом к наружной панели крыла, часто съемный торец блока крыла. Одной из причин этого является уязвимость законцовок крыла к повреждениям, особенно во время наземного обслуживания и руления. На рис. 16 показана съемная законцовка крыла большого самолета. Другие разные. Законцовка крыла выполнена из алюминиевого сплава. Крышка законцовки крыла крепится к законцовке винтами с потайной головкой и крепится к межлонжеронной конструкции в четырех точках болтами диаметром ¼ дюйма. Чтобы предотвратить образование льда на передней кромке крыльев больших самолетов, горячий воздух от двигателя часто направляется через переднюю кромку от корня крыла к законцовке крыла. Жалюзи на верхней поверхности законцовки крыла позволяют выпускать этот теплый воздух за борт. Габаритные огни крыла расположены в центре законцовки и не видны непосредственно из кабины. В качестве индикации того, что фонарь законцовки крыла работает, некоторые законцовки крыла оснащены стержнем Lucite для передачи света на переднюю кромку. Рисунок 16. Съемная металлическая законцовка Обшивка крыла лонжероны и нервюры. Это известно как конструкция с напряженной кожей. Секция цельнометаллического свободнонесущего крыла, показанная на рис. 17, показывает конструкцию одной из таких конструкций. Отсутствие дополнительной внутренней или внешней фиксации требует, чтобы кожа разделяла часть нагрузки. Обратите внимание, что кожа напрягается, чтобы помочь с этой функцией. Рисунок 17. Обшивка представляет собой неотъемлемую несущую часть конструкции нагруженной обшивки. Стыки в крыле могут быть герметизированы специальным топливостойким герметиком, позволяющим хранить топливо непосредственно внутри конструкции. Это известно как конструкция мокрого крыла. В качестве альтернативы внутри крыла может быть установлена ​​топливная камера или бак. На рис. 18 показана секция крыла с конструктивной конструкцией коробчатой ​​балки, которую можно найти в самолете транспортной категории. Эта структура увеличивает прочность при одновременном снижении веса. Надлежащая герметизация конструкции позволяет хранить топливо в коробчатых секциях крыла. Рис. как ткань, дерево или алюминий. Но не всегда используется один тонкий лист материала. Химически фрезерованная алюминиевая обшивка может обеспечить обшивку различной толщины. На самолетах с конструкцией крыла с напряженной обшивкой в ​​качестве обшивки часто используются панели крыла с сотовой структурой. Сотовая структура состоит из основного материала, напоминающего соты пчелиного улья, который ламинирован или зажат между тонкими внешними листами обшивки. Рисунок 19иллюстрирует сотовые панели и их компоненты. Панели, сформированные таким образом, легкие и очень прочные. Они используются в самолете по-разному, например, в панелях пола, переборках и поверхностях управления, а также в панелях обшивки крыльев. На рис. 20 показано расположение панелей крыла сотовой конструкции на реактивном транспортном самолете. Рисунок 19. Сотовая панель является основным продуктом в авиастроении. Сердечники могут быть либо постоянной толщины (А), либо конусообразными (В). Сотовые панели с коническим заполнителем часто используются в качестве поверхностей управления полетом и задних кромок крыла . Соты с алюминиевым сердечником с внешней оболочкой из алюминия являются обычным явлением. Но соты, в которых сердцевина представляет собой волокно Arimid®, а внешние листы покрыты Phenolic®, также распространены. На самом деле существует множество других комбинаций материалов, таких как стекловолокно, пластик, номекс®, кевлар® и углеродное волокно. Каждая сотовая структура обладает уникальными характеристиками в зависимости от используемых материалов, размеров и технологий производства. На рис. 21 показана вся передняя кромка крыла, выполненная из сотовой структуры. Рисунок 21. Передняя кромка крыла, сформированное из сотового материала, связанного с алюминиевой спар. двигатель и его компоненты. Обычно они имеют круглый или эллиптический профиль для ветра, что снижает аэродинамическое сопротивление. На большинстве одномоторных самолетов двигатель и гондола находятся в носовой части фюзеляжа. На многодвигательных самолетах мотогондолы встроены в крылья или прикреплены к фюзеляжу в области хвостового оперения. Иногда многодвигательный самолет проектируется с гондолой на одной линии с фюзеляжем позади пассажирского салона. Независимо от своего местоположения гондола содержит двигатель и аксессуары, опоры двигателя, конструктивные элементы, противопожарную перегородку, а также обшивку и кожух снаружи, чтобы нести гондолу по ветру. Некоторые самолеты имеют гондолы, предназначенные для размещения шасси в убранном состоянии. Убирание шасси для уменьшения сопротивления ветра является стандартной процедурой для высокопроизводительных/высокоскоростных самолетов. Ниша для колес — это место, где шасси крепится и убирается в убранном состоянии. Ниши для колес могут быть расположены в крыльях и/или фюзеляже, если они не являются частью гондолы. На рис. 22 показана гондола двигателя, включающая шасси с колесной нишей, заходящей в корневую часть крыла. Рис. 22. Ниши колес в крыльевой мотогондоле с опускающимся шасси (врезка) Каркас состоит, как правило, из элементов конструкции фюзеляжа, аналогичных элементам гондолы. Продольные элементы, такие как лонжероны и стрингеры, в сочетании с горизонтальными/вертикальными элементами, такими как кольца, шпангоуты и переборки, придают гондоле форму и структурную целостность. Брандмауэр встроен, чтобы изолировать моторный отсек от остальной части самолета. По сути, это переборка из нержавеющей стали или титана, которая сдерживает огонь в пределах гондолы, а не позволяет ему распространяться по планеру. [Рис. 23] Рис. 23. Противопожарная перегородка гондолы двигателя В гондоле также находятся опоры двигателя. Это конструктивные узлы, к которым крепится двигатель. Обычно они изготавливаются из труб из хромированной / молибденовой стали в легких самолетах и ​​кованых узлов из хрома / никеля / молибдена в более крупных самолетах. [Рисунок 24] Рисунок 24. Различные крепления двигателя самолета Снаружи гондола обтянута кожей или оснащена капотом, который можно открыть для доступа к двигателю и компонентам внутри. Оба обычно изготавливаются из листового алюминия или магниевого сплава, а нержавеющая сталь или титановые сплавы используются в высокотемпературных зонах, например, вокруг выпускного отверстия. Независимо от используемого материала обшивка обычно крепится к каркасу заклепками. Под капотом понимаются съемные панели, закрывающие те области, доступ к которым должен быть регулярным, например, двигатель и его принадлежности. Он предназначен для обеспечения плавного обтекания мотогондолы воздушным потоком и защиты двигателя от повреждений. Панели капота обычно изготавливаются из алюминиевого сплава. Тем не менее, нержавеющая сталь часто используется в качестве внутренней обшивки в кормовой части силовой части, а также для створок капота и отверстий возле створок капота. Он также используется для воздуховодов масляного радиатора. Створки капота представляют собой подвижные части капота гондолы, которые открываются и закрываются для регулирования температуры двигателя. Существует множество конструкций капотов двигателей. На рис. 25 показан фрагмент капота горизонтально расположенного двигателя легкого самолета в разобранном виде. Он крепится к гондоле с помощью винтов и/или быстросъемных застежек. Некоторые большие поршневые двигатели закрыты кожухами типа «апельсиновая корка», которые обеспечивают отличный доступ к компонентам внутри гондолы. [Рис. 26] Эти панели капота крепятся к передней противопожарной перегородке с помощью креплений, которые также служат петлями для открывания капота. Нижние крепления капота крепятся к шарнирным кронштейнам с помощью быстросъемных штифтов. Боковые и верхняя панели удерживаются в открытом положении стержнями, а нижняя панель удерживается в открытом положении пружиной и тросом. Все панели капота фиксируются в закрытом положении центральными стальными защелками, которые фиксируются в закрытом положении подпружиненными предохранителями. Figure 25. Typical cowling for a horizontally opposed reciprocating engine Figure 26.