Проектирование авиационных конструкций

Конструкции планера самолета могут быть легкими, но прочными и жесткими, а обшивка самолета способствует общей прочности конструкции.

Все планеры, независимо от самолета, спроектированы по одним и тем же правилам. Гладкая поверхность обеспечивает изогнутую форму, с дополнительной опорной конструкцией внизу, чтобы обеспечить прочность и жесткость, необходимую для эффективной работы. Во многих современных самолетах крышка и часть рамы выполнены из одного куска материала. Поэтому внешняя оболочка скрывает сложную часть конструкции, которая должна быть прочной, жесткой и надежной.

Распорки, галстуки, балки и сетки.

Структура большинства элементов планера состоит из четырех основных типов конструктивных элементов. Галстуки являются членами, подверженными только натяжению (натяжению). Поскольку натяжение не будет связывать пряжку, оно не должно быть жестким, хотя это часто происходит. Стяжки могут быть изготовлены из жестких предметов, таких как трубы или просто проволоки, например, биплановых жестких проводов.

Распорки несут сжимающие нагрузки. Поскольку сжимающие нагрузки могут привести к укорачиванию элемента, конструкция распорки менее прямолинейна, чем стяжка. В случае перегрузки стойки выходят из строя одним из двух способов: длинный, тонкий проставочный элемент изгибается; короткая плотная прокладка разрушится в результате растрескивания или разрушения, поскольку материал, из которого она изготовлена, перегружен. Средние стойки могут работать, и даже оба, в зависимости от размеров и других факторов. Трубы образуют отличные распорки, потому что материал равномерно нагружен, так что отношение прочности к массе является высоким при сжатии.

Балки несут нагрузки под углом (часто под прямым углом) к своей длине, поэтому они в основном нагружаются при изгибе. Многие из главных частей планера самолета — лучи, такие как главные лонжероны. Корпус и крылья являются конструктивными элементами и являются балками, потому что они выдерживают изгибающие нагрузки, налагаемые весом, инерцией и аэродинамическими нагрузками. Полотна представляют собой тонкие листы, несущие поперечные нагрузки в плоскости материала. Ребра и сама кожа — стрижка лент. Тонкие листы идеально подходят для резки, особенно если они опираются так, чтобы они были устойчивы к деформации.

Может сложиться впечатление, что каждая часть планера — это либо стяжка, либо распорка, либо балка, либо сетка, но это не так. Некоторые элементы, такие как стержни крыльев, работают почти полностью как один тип элементов, но другие действуют как разные элементы для разных нагрузок. Например, оболочка корпуса может быть одновременно подвергнута как растягивающим, так и сдвиговым нагрузкам. Чистые изгибающие нагрузки почти никогда не существуют в одиночку; они почти всегда связаны со сдвиговой нагрузкой. Таким образом, балка, как правило, будет нести изгибающие и сдвигающие нагрузки.

Цель дизайна самолета

Тщательно перемешивая эти элементы и следя за тем, чтобы каждая часть каждого элемента принимала участие в нагрузках, конструкция самолета достигнет максимальной прочности при минимальном весе, что обеспечит наилучшие характеристики и максимальную безопасность. Цель дизайнера — обеспечить, чтобы каждая часть каждой конструкции несла разумные напряжения, чтобы эффективно использовать способность каждой части конструкции. Только благодаря этому вес планера может быть как можно ниже, обеспечивая при этом достаточную прочность.

Существует много вариантов использования проставок в планере самолета, в том числе опоры пола в транспортном самолете, стойки шасси, все виды рычагов запуска и толкателей для управления полетом. Распорки часто действуют как скрепления, когда нагрузка, которую они снимают, меняется на противоположную; Опять же, исполнительные гнезда являются типичными примерами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *