Крылья с переломом продольных элементов в плоскости симметрии самолета

Фюзеляжные части таких крыльев могут выполняться по лонжеронной (рис. 4.18, а) или моноблочной (рис. 4.18, в) схеме. Крепление этих крыльев к фюзеляжу осуществляется в сечениях бортовых нервюр 1–2. За исключением корневой и фюзеляжной частей крыла нагружение и работа силовых элементов на остальной части консоли такие же, как и у прямого моноблочного крыла. Характер нагружения силовых элементов в корневой
и фюзеляжной частях крыла определяется особенностью их конструкции.

В крыле с лонжеронной фюзеляжной частью в корневых сечениях, как и у крыла с моментной заделкой по двум лонжеронам с их переломом у борта, происходит догрузка изгибающим моментом и перерезывающей силой заднего лонжерона с соответствующей разгрузкой переднего лонжерона.

Рис. 4.18. Схемы стреловидных крыльев с переломом осей продольных элементов в плоскости симметрии самолета

Но величина этой догрузки меньшая, так как здесь меньшая разница в длинах переднего и заднего лонжеронов. Это перераспределение нагрузки вызывает появление дополнительных погонных касательных сил в обшивке межлонжеронной части. Проектировочный расчет такого крыла в корневых сечениях может быть проведен по формулам (4.50)...(4.56), только величину здесь следует подсчитывать по формуле

(4.67)

Эта формула отличается от формулы (4.49) отсутствием в первом слагаемом множителя соs3c, что определяется меньшей разницей в длинах лонжеронов.

В фюзеляжной части крыла в сечении осевой нервюры O1 – O2 в поясах лонжеронов от их изгибающих моментов М1 и М2 возникают силы S₁ = M₁ / H₁ и S₂ = M₂ / H₂, где Н₁ и Н₂ – высоты переднего и заднего лонжеронов. Эти силы подходят к сечению осевой нервюры от правой и левой консолей крыла (см. рис.4.18, б). Силы S₁ и S₂ нагружают верхний и нижний пояса нервюры направленными в противоположные стороны силами

(4.68)

Уравновешиваются эти силы реакциями в точках O1 и O2.

(4.69)

где а – длина межлонжеронной части осевой нервюры.

От этих сил осевая нервюра работает на изгиб и сдвиг.

Реакции R изгибом лонжеронов правой и левой консолей передаются на узлы правой и левой бортовых нервюр 1–2 в виде сил 0, 5R, разгружая при этом задний лонжерон и догружая передний на участке фюзеляжа.

В проектировочном расчете М1 и М2 определяются по формулам (4.50) и (4.51), а – по формуле (4.67).

В корневых сечениях крыла с моноблочной фюзеляжной частью, как и у крыла с моментной заделкой по контуру с переломом осей продольных силовых элементов у борта фюзеляжа, происходит догрузка изгибающим моментом участков верхней и нижней панелей, примыкающих к заднему лонжерону, с соответствующей разгрузкой участков панелей у переднего лонжерона. Величина догрузки панелей у заднего лонжерона несколько меньше, чем в крыле с переломом осей продольных элементов у борта, из-за меньшей разницы в длинах переднего и заднего лонжеронов.

В проектировочном расчете сила S, действующая в верхней и нижней панелях крыла, определяется по формуле (4.61), а площадь поперечного сечения панели F – по формуле (4.62), в которой величина подсчитывается по формуле (4.67).

В фюзеляжной части крыла (рис. 4.18, г) силы в панелях правой и левой половин крыла Sф нагружают осевую нервюру О1– О2 силой So = 2Sфsinc, которая передается на пояса нервюры с обшивки потоком усилий

(4.70)

где а – длина межлонжеронной части нервюры.

Усилия qs уравновешиваются на обшивке и стенках лонжеронов фюзеляжной части потоком погонных касательных сил q. Величина q определяется из равенства моментов
в сечениях осевой нервюры Мо.н и бортовых нервюр Мб.н:

(4.71)

Сдвигом обшивок и стенок поток q передается на бортовые нервюры, а от них через стыковые узлы на фюзеляж.

В проектировочном расчете будем считать, что площади сечений межлонжеронной части крыла W по бортовой и осевой нервюрам одинаковы. Тогда их средняя высота Hср = W / a.

При этом допущении выражения Мо.н и Мб.н запишутся в виде

Подставив значения Мо.н и Мб.н в уравнение (71), получим

(4.72)

Силы в панелях фюзеляжной части крыла S_ф определяются по формуле

(4.73)

где М_ф – изгибающий момент всей консоли крыла (см. рис. 4.18, в).

Момент сил S_о уравновешивается реакциями в точках О1 и О2

(4.74)

которые изгибом лонжеронов с примыкающими к ним панелями обшивки передаются в виде сил 0, 5R на стыковые узлы бортовых нервюр в точках 1 и 2, а затем на фюзеляж. Силы 0, 5R разгружают в фюзеляжной части задний лонжерон с примыкающей к нему панелью и догружают передний лонжерон и панель у него.