товления панели из алюминиевых сплаво требуется усилие в 300000 Н на один квадратный метр. Поэтому размеры штампованных панелей ограничены. Большая трудоемкость и длительность цикла изготовления штампов н невозможность получить требуемую точность размеров ребер и толщины обшивки без дополнительной обработки также являются недостатками этого способа изготовления панелей.

Преим)ацества изготовления панелей литьем состоят в возможности получения больших по размерам панелей с требуемым-силовым набором, тонкой обшивкой и необходимым с точки зрения прочности изменением площади сечений по длине. К достоинствам этого способа изготовления панелей следует отнести также малый отход материала, значительно большую производительность труда и малую трудоемкость изготовления оснастки. Основной недостаток литых панелей -гудшие.механические характеристики.

§ 5. СТЫКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КРЫЛА

Соединения, с помощью которых осуществляется крепление отъемных частей крьша к центроплану или к борту фюзеляжа или одной чисти крьша к другой, называются стыковыми. Стыковое соединение - соединение разъемное, поэтому его конструкция должна обеспечивать простоту монтажа и демонтажа крьша. -

В крьшьях с заделкой полонжеронам стыковое соединение рсуществля-. ется с помощью узлов, монтирующихся на лонжеронах.

Вспомогательный лонжерон имеет шарнирный стыковой узел, соединительным элементом которого является стыковой болт. Узел состоит, как правило, из вилки и ушка (рис. 5.41). Зазормежду вилкой и ушком, между соединительным болтом и отверстием в узле должен быть по возможности меньшим. При отсутствии зазоров болт будет работать на срез. При больших же зазорах болт будет работать и на изгиб, что потребует увеличения его диаметра. Последнее, нежелательно с точки зрения размеров и массы узла. Конструкция крепления такого узла на лонжероне различная и зависит от Действующих, на узел нагрузок, конструкции лонжерона, монтажных условий и т.п. Крепление узла к лонжерону осуществляется при помощи болтов и заклепок.

Основной лонжерон, передающий изгибающий момент, имеет жесткий стыковой узел, элементы которого закреплены на верхнем и нижнем поясах. В жестком узле стыковые болты могут располагаться как вертикально, так и горизонтально. При горизонтальном расположении болта его ось

Рис. 5.41. Шарнирный узел на вспомогательном лонжероне

Рис. 5.42. Стыковой узел с горизонтальными болтами, ось которых параллельна плоскости нервюры

Рис. 5.43. Узел гребенчатого Рис. 5.44. Стыковой узел с горизонтальными болта-хипа миось которых перпендикулярна плоскости нервюры

может быть параллельной плоскости стыковой нервюры или перпендикулярной к ней.

При конструировании жесткого узла для уменьшения .его массы необходимо стремиться к вьшолнению следующих двух условий:

1) для уменьшения усилий на стыковые болты расстояние между верхним и нижним болтом должно быть по возможности большим;

2) центр масс сечения пояса лонжерона должен совпадать с точкой приг ложения передаваемой силы на стыковом болте. Если это уяловие вьшол-няться не будет, пояс лонжерона и сам узел будут загружаться местными изгибающими моментами, что щ/иведет к увеличению массы. С точки зрения аэродинамики желательно, чтобы стыковые узлы вписывались в габаритные размеры крьша.

На рис. 5.42 показана схема жесткого узлЗ, в котором стыковые болты расположены горизонтально и их ось параллельна плоскости стыковой нервюры. Жесткое соединение лонжерона осуществляется здесь спомощью двух узлов вильчатого типа. Стыковой болт в этом соединении работает на срез в двух плоскостях. В узлах гребенчатого типа (рис. 5.43) благодаря увеличению плоскостей среза диаметр стыкового болта получается йеньше. Такой узел легче вписьшается в габаритные размеры крьша, но он значительно сложнее с технологической точки зрения.

На рис. 5.44 приведена схема жесткого узла, в котором стыковые болты расположены горизонтально и их ось перпендикулярна плоскости нервюр. Желательно, чтобы ось болта совпадала с осью пояса лонжерона. Большим преимуществом этой конструкции является более простое обеспечение взаимозаменяемости, так как может быть допущен зазор между отверстием и болтом.

На рис. 5.45 изображена схема жесткого узла со стыковыми болтами, расположенными вертикально. Вертикальное расположение оси болта диктуется эксплуатационными и монтажными соображениями. На самолетах со складьшающимися крьшьями нижние узлы могут делаться с вертикаль- ными легкосъемными стыковыми болтами, а верхние узлы - с горизонтальными болтами, параллельными плоскости стыковой нервюры и являющимися осью, относительно которой происходит поворот крьша при складьшании.

В крьшьях с малой строительной высотой иногда применяется стыковой узел с вертикальными стыковыми болтами, изображенный на рис. 5.46. Иэ-за малой строительной высоты лонжерона такого крьша в его поясах у стыковых узлов действуют очень большие осевые усилия. Если ставить обычный вильчатый узел, потребовался бы стыковой болт большого диаметра, а следовательно, бьши бы и большими габаритные размеры стыкового узла. Постановка двух или трех вертикальных стыковых болтов позволит соответственно уменьшить их диаметр и вертикальные габаритные размеры стыкового узла.

Рис 5.45. Стыковой узел с всртикалы1Ы-ми болтами

Рис. 5.46. Стыковой узел с вертикалы1ыми болтами на лонжероне малой строителыюй высоты

Рис. 5.47. Стыковка по контуру с помощью уголковых профилей

Рис. 5.48. Схема стыковки по контуру с угольниками, установленными внутри крыла

Рис. 5.49. Сгьжовка по контуру с помощью спещ1альньк профилей

Крепление моноблочных крыльев осуществляется по всему силовому контуру. Конструктивно стыковое соединение моноблочных крыльев может быть выполнено различными способами.

Наиболее простой конструкцией является соединение при помощи уголковых профилей (рис. 5.47). Снаружи пО всему силовому контуру отъемной части крыла приклепьшаются уголки. Такие же уголки приклепьтают и к ответной части конструкции. В стенках уголков делаются отверстия, в которые вставляются стыковые болты. Недостатком такого крепления яв- ляется выступание его за габаритные размеры крьша, что даже при постановке обтекателя ухудшает аэродинамику. Кроме того, несовпадение осей болтов с линией действия силы в панели приводагг к возникновению мест- ных изгибающих моментов в стьисовом угольнике и в панелях крьша. С аэродинамической точки зрения выгоднее ставить стыковой угольник внутрь крьша (рис. 5:48). Но такое соединение несколько хуже в эксплуатации,

так как подход к болтам осуществляется через лючки в крьше. Общим недостатком стыковых соединений при помощи стыковых угольников является плохая передача усилий со стрингеров, особенно если стрингеры имеют сложную форму поперечного сечения. Поэтому такие констукции не нашли применения.

Контурное крепление осуществляется при помощи специальных стыковых профилей, обеспечивающих хорошую аэродинамику, малую массу стыка и удобныйподход к стыковым болтам (рис. 5.49).

В нормальном полете стыковые болты работают на срез от кручения и перерезывающей силы, а на нижней поверхности - и на растяжение при изгибе крьша. При -отрицательных перегрузках, меньших, чем перегрузки в нормальном полете, на растяжение работают болты на верхней поверхности. По этой причине площадь сечения болтов на нижней поверхности больше, чем на верхней. Достигдется это постановкой болтов большего диаметра или уменьшением их шага.

§ 6. ПГОЕКТЙГОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ КРЫЛА

РАСЧЕТ СТЫКОВЫХ УЗЛОВ КРЫЛЬЕВ С ЗАДЕЛКОЙ ПО ЛОНЖЕРОНАМ

Стыковые узлы Загружаются сштами от действующих в сечении заделкй изгибающего момента, перерезывающей силы и крутящего момента. От этих нагрузок на каждый узел действуют силы (рис. 5.50) в направлении оси пояса лонжерона - N и в направлении, перпендикулярном оси пояса, - вертикально R и горизонтально Т.

Расчет начинается с определения диаметра болта. Рассмотрим расчет стыковых узлов различных конструкций. ~ ..

1. Стыковой узел с горизонтальным болтом, ось которого параллельна плоскости нервюртГ <рис. 5.51). На стыковой болт действует срезающая сила Р = /№+5л Диаметр болта d определяется из условия его работы на срез

где п - число плоскостей среза болта; - сопротивление среза материала болта.

Толщина ушка (суммарная толщина проушиш.1) 5 проверяется на смятие по формуле

a<, = P/d5<a3

и на разрыв nd формуле

где к - коэффициент, учитьшающий перенапряжение в отдельных точках сечения.

Рис. 5.50. Сипы, действующие на стыковые узлы лонжерона Рис. 5,51, Расчетная схема сгьжового узла

Значения его зависят от соотношения размеров проушшш и приводятся в справочной литературе. Приближенно коэффициент к можно определить по формуле

к = 0,565+0,46- -О, Ij

<1.

Затем от действия сил N, R и Т проверяется ряд сечений узла. Выбор этих сечений определяется конструкцией узла и условиями его закрепления на лонжероне.

2. Стыковой узел с горизонтальными болтами, ось которых перпендикулярна плоскости нервюры (рис. 5.52) На стыковые болты действуют растягивающая сила N и срезающая сила S = J R + .

В плоскости среза стыкового болта действует нормальное напряжение

n7rdv4

и касательное напряжение S

n7rdv4

где п - число стыковых болтов узла.

Болт проверяется по третьей теории прочности;

Кроме того, болт необходимо проверить на разрыв по сечению резьбы

N .

n7rd5 /4

где d, - внутрешшй диаметр резьбы.

3. Стыковой узел с вертикальными болтами (рнс. 5.53). Диаметр стыкового болта d и размеры ушка (проушины) 5 н b определяются точно так же, как н для стыко-вого узла с горизонтальными болтами, только расчетной силой здесь будет Р ==

РАСЧЕТ КОНТУРНОГО КРЕПЛЕНИЯ МОНОБЛОЧНОГО КРЫЛА

В проектировочном расчете можно принять, что в сечении заделки (рнс. 5.54) изгибающий момент крьша М передается стыковыми болтами верхней н нижней панелей (njw этом нагружаются болты лишь в растянутой зоне), а перерезывающая сила передается болтами по стенкам переднего н заднего лонжерюнов. От крутящего момента Мкр нагружаются срезом все стыковые болти.

Так же, как н в проектировочном расчете моноблочного крьша, определяется сила S, дейстъющая в панели, а затем находится растягивающая сила болта

где п - число стыковых болтов на панели.

Рис. 5.52. Расчетная схема стыкового узла с болтами, перпендикулярными плоскости нервюры

Рис. 5.53. Расчетная схема стыкового узла с вертикальными болтами

Рис 5.54. Расчетная схема контурного крепления

Срезающая сила болта от кручения Ткр = Ч1-

где С] = Mjp/2Vv - погонная касательная сила в обшивке в сечении заделки; W - площадь межлонжеронной части этого сечения крыла; t - таг стыковых болтов.

Следователыю, в сечении среза стыкового болта на панели будут действовать нормальное напряжение

N

и касательное лапряжение

Г = КР --7rdv4

Болт проверяется по третьей теории прочности;

Кроме трго, болт необходимо проверить на разрыв по сечению резьбы

где d. - внутренний диаметр резьбы.

В болтах по стенкам лонжеронов кроме срезающих сил от крутящего момента т будут и срезающие силы tq от перерезывающих сил в лонжеронах Q, н Q,. Перерезывающую силу крьша в-лечении заделки в проектировочном расчете можно распределять между лонжеронами пропорционально квадрату их высот. На болт по стенке переднего-лонжерона будет действовать сила

где п, --ЧИСЛО болгов по переднему лонжерону.

На болт по стенке заднего лонжерона будет действовать сила

tq, =q,/4. .

где rij - число болтов по заднему лонжерону.

Суммарная срезывающая сила в болту по лонжерону

t=tp±tq.

Диаметр болта определяется нз условия. т

Р /4

§ 7. КОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ПОЮРОТА КРЫЛА ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИИ

Наиболее ответственной частью конструкции, крыла изменяемой геометрии является узел поворота. Он должен обеспечить передачу всех нагрузок с поворотной части крыла во всем диапазоне изменения ее углов стреловидности. Узел поворота должен вписываться в обводы крыла и иметь возможно меньшие габаритные размеры, обладать высокой жесткостью, обеспечивать простоту ,монтажа и демонтажа поворотной части крьша, иметь малое трение и быть надежным в эксплуатации, при этом масса его должна быть по возможности меньшей.