Жесткость конструкции самолета

Легкость конструкции. Удовлетворяя требованиям прочности и жесткости, конструкция самолета должна быть возможно более легкой, так как даже незначительная экономия веса улучшает летные характеристики самолета и повышает его экономичность, позволяет увеличить полезную нагрузку. Уменьшают вес конструкции путем правильного распределения материала в сечениях, т. е. добиваясь равнопрочности конструкции, а также применяют лучшие материалы, уменьшают количество и размеры несиловых деталей и др. [c.96]

Жесткость конструкции самолета, нормы 96—97 [c.381]

ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИИ САМОЛЕТА —способность конструкции (материалов) противостоять деформации под нагрузкой. [c.222]

Вторая причина ограничений скоростного напора связана с недостаточной жесткостью конструкции самолета, вследствие чего ухудшается эффективность органов управления либо возникают нарастающие изгибно-крутильные колебания (флаттер), приводящие, как правило, к разрушению самолета. [c.250]

Это необходимо для сохранения общей прочности и жесткости конструкции, устойчивости и управляемости самолета, а также недопущения опасных вибраций и аэродинамического нагрева и др. [c.61]

Конструкция самолета должна обладать не только достаточной прочностью, но и жесткостью, чтобы под действием внешних нагрузок не искажались внешние формы самолета, а характеристики устойчивости и управляемости изменялись в допустимых пределах. [c.96]

Прочность и жесткость конструкции проверяют статическими, динамическими и летными испытаниями самолета. Если в результате испытаний обнаруживают отступления от норм прочности и жесткости, конструкцию дорабатывают. [c.98]

Общие ТУ. Технические условия требуют, чтобы конструкция самолета после его ремонта отвечала нормам летной годности, прочности и жесткости, установленным для серийного самолета, а его конструктивная схема, летно-тех-нические, весовые и центровочные данные были такими же, как и нового самолета того же типа. Но так как в процессе ремонта в ряде случаев неизбежно установление дополнительных усиливающих элементов, допускается увеличение веса отремонтированного самолета не более 1% (от фактического веса планера). Увеличение веса, вызванное заменой целых агрегатов из числа серийных, в этот допуск не включается. [c.274]

Инженерные объекты различного назначения (машины, приборы, здания, корабли, самолеты и т. д.) должны отвечать широкому кругу требований, выполнение которых обеспечит их надежную и эффективную эксплуатацию. Важнейшими, а в ряде случаев определяющими, являются требования достаточной прочности и жесткости конструкции. Здесь под прочностью понимается способность конструкции не разрушаться, а под жесткостью — сохранять в определенных пределах свою форму. Вместе с этим конструкция должна удовлетворять и определенным экономическим требованиям. Современные нормы проектирования позволяют найти известный компромисс между взаимно противоречивыми требованиями надежности и экономичности. Следовательно, конструкция, выполненная из конкретного материала, должна успешно сопротивляться внешним воздействиям силовым, тепловым, радиационным и т. п. Инженерная дисциплина, в которой рассматриваются экспериментальные и теоретические основы методов оценки прочности и жесткости конструкций с одновременным учетом требований экономичности, получила название сопротивления материалов. [c.4]

Современная техника предъявляет новые требования к материалам. Вал<нейшее требование авиакосмической техники — создание крупногабаритных конструкций, обладающих малой массой. К таким конструкциям относятся крупные высокоэффективные самолеты, такие, как Боинг 747, антенны дальней связи, тяжелые ракеты для доставки грузов в космос, космические летательные аппараты и крупное, высокоскоростное обрабатывающее оборудование. Одной из проблем, возникающих при создании таких конструкций, является так называемая квадратно-кубическая зависимость прочность и жесткость конструкций возрастают пропорционально квадрату линейных размеров, в то время как масса конструкций увеличивается пропорционально кубу линейных размеров. В связи с этим, для того чтобы сделать эти конструкции достаточно мобильными и эффективными, необходимо оптимальное конструирование, требуются новые, лучшие материалы. [c.420]

Конструкции с высокой жесткостью, например, элероны. D) Заклепки для конструкций самолетов. [c.109]

Доводка самолета. В последующих полетах проводится детальное обследование летных свойств самолета и условий работы винто-моторной группы и, если это требуется, производится доводка самолета в части органов управления, устойчивости, охлаждения мотора, жесткости конструкции и т. п. Требования, предъявляемые при этом самолету, таковы. Нагрузка на рули при всех эволюциях, присущих данному самолету, не должна вызывать на ручке штурвала или педалях усилий больше 5—7 кг. В полете по прямой самолет должен балансироваться на крейсерской скорости. Самолет должен обладать как продольной, так и боковой динамич. устойчивостью с зажатой и брошенной ручкой на всем диапазоне возможных центровок и скоростей при планировании, горизонтальном полете и подъеме на полном газе. Продолжительный полет вслепую и в болтанку не должен утомлять летчика. В этих же полетах проверяется температура воды, масла, головок цилиндров (у моторов воздушного охлаждения), которые не должны превосходить норм для данного мотора эта проверка ведется при рулежке по аэродрому, а также при продолжительном подъеме на полном газе. [c.227]

Прочность конструкции самолета была увеличена за счет усиления поясов лонжерона крыла, хвостовых рам фюзеляжа, жесткости верхней обшив- [c.83]

Во вторую группу транспортных конструкций входят автомобили, железнодорожные вагоны, суда, самолеты. Для этой группы одним из основных требований является требование минимальной массы, затем требование жесткости, а также прочности. Несмотря на то, что требование минимальной массы, казалось бы, должно являться решающим для транспортной конструкции, лишь самолеты изготовляют из легких сплавов. Экономические требования, а также требования в отношении жесткости конструкций в большинстве случаев оказываются более существенными, чем требование минимальной массы. [c.14]

Балки, применяемые в конструкции самолетов, должны удовлетворять заданным требованиям прочности и жесткости при наименьшей массе. В конструкции самолета балки работают на изгиб со сдвигом и сжатием (или растяжением) одновременно. Поэтому следует выбирать форму сечения балок так, чтобы наибольшая часть массы материала располагалась возможно дальше от нейтральной оси. [c.26]

Колебания рулевой поверхности передаются на конструкцию самолета. В результате возникает тряска самолета. Частота колебаний зависит от жесткости конструкции. [c.316]

В различных областях техники широко применяются такие детали и элементы конструкций, которые с точки зрения расчета их на прочность и жесткость могут быть отнесены к тонким оболочкам. Это цистерны, водонапорные резервуары, воздушные и газовые баллоны, купола зданий, герметические перегородки в самолетах и подводных лодках, аппараты химического машиностроения, части корпусов турбин и реактивных двигателей и т. д. [c.467]

Пластинки прямоугольного очертания входят в состав различных конструкций — крыла самолета, палубы и бортовых стенок корабля, стенок вагона и т. д. — обычно в виде панелей обшивки, которая скреплена с системой подкрепляющих ребер жесткости. Обшивка в таких конструкциях подвергается действию тех или иных поперечных или продольных нагрузок, которые вызывают изгиб и выпучивание пластинок. Для некоторых конструкций допускается, чтобы обшивка получала малые вмятины, не влияющие на общую прочность конструкции. Стенки высоких балок, а также элементы многих тонкостенных стержней также являются прямоугольными пластинами. В таких элементах имеет место местный изгиб и выпучивание их тонких стенок. [c.185]

При проектировании новых самолетов по результатам анализа и продувок моделей в аэродинамической трубе определяются величины подъемной силы и лобового сопротивления, возникающие в процессе различных стадий полета. Они, в свою очередь, используются для определения значений и распределения изгибающих моментов, крутящих нагрузок и сдвиговых усилий, действующих на крылья, фюзеляж и хвостовое оперение. При этом, естественно, должно учитываться много других факторов, в том числе сугубо специфических. Например, подвесные мотогондолы могут испытывать более высокие ускорения, чем самолет в целом, поэтому их размещение должно производиться с учетом тщательной балансировки изгибающих и крутящих моментов, действующих на крыло. При разработке больших самолетов на стадии предварительного проектирования отводится много счетно-машинного времени на анализ нагрузок и моментов с целью выбора оптимального внешнего контура конструкции. Проще говоря, проект самолета в целом представляет собой компромиссное решение между требованиями аэродинамики и возможностями конструктора. На начальной стадии проектирования решается также вопрос о выборе материалов. Повышенная прочность и жесткость композиционных материалов позволит конструкторам обеспечить утонение секций несущих поверхностей и повышение относительного размаха крыла по сравнению с алюминиевыми конструкциями. [c.58]

Экономически целесообразны сандвичи для крупноразмерных плоских панелей, для которых наряду с достаточной жесткостью и прочностью требуется еще и как можно меньший вес, а также для крупноразмерных самонесущих оболочек, применение системы арматуры и ребер жесткости в которых означало бы существенное удорожание конструкции (судов, самолетов, цистерн и т. п.). [c.142]

Замкнутые профили. Замкнутые (трубчатые) профили обладают несравненно большей (в десятки и сотни раз) крутильной жесткостью, чем открытые профили той же конфигурации, и эта разница тем резче, чем стенка тоньше. Напряжения стесненного кручения играют в них второстепенную роль и учитываются только при вытянутой форме профиля,например в несущей конструкции крыла самолета, рассматриваемого как оболочка, подкрепленная поперечными диафрагмами и продольным набором. В смысле общей [c.132]

В зависимости от режима полета самолета действие указанных сил и моментов на крыло изменяется. Например, при выводе самолета из пикирования наибольшую нагрузку создает вертикальный изгибающий момент. При отвесном пикировании наибольшую нагрузку создает крутящий момент. Исходя из этого, прочность и жесткость элементов конструкции крыла проверяется для нескольких характерных случаев полета самолета по нормам прочности и жесткости. [c.87]

Статическим испытаниям подвергают опытные и периодически серийные самолеты или их отдельные агрегаты с целью проверки, не уменьшилась ли прочность и жесткость при изменениях, вносимых в конструкцию в процессе ее производства. [c.98]

Под взаимозаменяемостью понимают соответствие отдельно изготовленных деталей, узлов и агрегатов между собой не только по конструкции, геометрическим размерам, форме, но и по таким, например, параметрам как вес, центровка, жесткость и др., которые позволяют сохранить летные характеристики, полученные на опытном самолете (вертолете). Эти критерии требуется соблюдать и при изготовлении новых и восстанавливаемых деталей узлов и агрегатов в процессе ремонта. [c.126]

Пассивное управление радиальным зазором осуществляется за счет конструктивных мероприятий, включающих выбор соответствующей жесткости статора и распределения масс опор с целью уменьшения деформации корпуса при эволюциях самолета в полете, изоляцию или экранирование от рециркуляции воздуха в полостях, выбор материалов сопрягаемых деталей радиального зазора, обеспечивающих термическое расширение уплотнений и корпуса, близкое к величине термического расширения конструкции ротора. Пассивное управление радиальным зазором может дать снижение расхода топлива до 0,5 %. [c.65]

Области применения композиционных материалов не ограничены. Они применяются в авиации для высоконагруженных деталей самолетов (обшивки, лонжеронов, нервюр, панелей и т. д.) и двигателей (лопаток компрессора и турбины и т. д.), в космической технике для узлов силовых конструкций аппаратов, подвергающихся нагреву, для элементов жесткости, панелей, в автомобилестроении для облегчения кузовов, рессор, рам, панелей кузовов, бамперов и т. д., в горной промышленности (буровой инструмент, детали комбайнов и т. д.), в гражданском строительстве (пролеты мостов, элементы сборных конструкций высотных сооружений и т. д.) и в других областях народного хозяйства. [c.427]

Как указывалось выше, использование углепластиков благодаря анизотропии их деформационно-прочностных свойств дает возможность создавать материалы с заданным распределением жесткости и прочности. В настоящее время ведется разработка самолетов нового поколения вертикального взлета, типа летающее крыло , с длинными узкими крыльями и других типов. Создание таких самолетов с использованием известных металлических материалов весьма затруднительно, альтернативой может служить применение углепластиков. Преимущество применения пластмасс в авиастроении состоит также в возможности одностадийного формования крупных элементов конструкций. При этом уменьшается количество деталей и сокращаются затраты на сборку, что ведет к снижению стоимости самолетов. [c.210]

В этот же период были проведены исследования по влиянию общих деформаций конструкции самолета на его управляемость и некоторые измерения деформаций в полете. В работе А. И. Макаревского О допустимых общих деформациях конструкции самолета была сделана попытка регламентации жесткостей конструкции самолета и впервые был дан приближенный метод определения скорости реверса элеронов. В дальнейшем Я. М. Серебрийский разработал более точный метод определения реверса элеронов. К концу 40-х годов Г. В. Александров провел исследования по учету влияния упругости конструкции самолетов на его устойчивость и управляемость. [c.305]

Поведение сверхзвуковых самолетов. На сверхзвуковых самолетах явления валежка , обратная реакция по крену на скольжение, ухудшение поперечной управляемости и динамических свойств самолета на больших высотах — практически не проявляются, что значительно упрощает пилотирование самолета и делает полет-более безопасным. Это достигается за счет более совершенной аэродинамической формы сверхзвукового самолета, значительной жесткости конструкции, улучшения динамических свойств самолета на больших высотах благодаря постановке демпферов. Демпфер, как и автопилот, работает автоматически. Реагируя на угловую скорость самолета, демпфер через раздвижные тяги соответлтвующим образом отклоняет рули самолета, не действуя при этом на штурваб (ручку) управления и педали. [c.57]

Колебания и вибропрочность. Конструкция самолета не должна допускать появления колебаний типа флаттер, бафтинга и т. д., а также должна удовлетворить условиям вибропрочности, которые связаны с деформацией. В соответствии с этим нормы жесткости регламентируют величину нагрузки, в пределах которой не должно быть потери устойчивости обшивки и остаточных деформаций конструкции. [c.96]

Порошковые быстрорежущие стали — однородный мелкозернистый материал без карбидной ликвации. По сравнению со сталями обычного передела порошковые быстрорежущие имеют более высокие твердость н теплостойкость. Металлорежущий инструмент, изготовленный из этих сталей, имеет в 1,5—2 раза большуЬ стойкость. Порошковый бериллий после прокатки в листы находит ирнмененне в авиации и ракетостроении. Использование бериллия для обшивки сверхскоростных самолетов решает проблему жесткости конструкции н уменьшения массы. Бериллий является также перспективным материалом для ракетных двигателей с небольшой тягой, Благодаря сочетанию высоких [c.7]

Хотя для аэродинамических характеристик, особенно для благоприятного аэродинамического качества и дальнего действия, очень большое относительное удлинение было бы желательно, но конструктивные соображения ограничивают практические значения для самолетов со средней скоростью пределом от восьми до десяти. Важное ис-ключепие — транспортный самолет, недавно построенный Дюбуа-Юре во Франции, относительное удлинение крыла которого примерно равно двадцати пяти. Несомненно, что вставленная между фюзеляжем и крылом специально разработанная распорка обеспечивает необходимую жесткость конструкции крыла без избыточного превышения в весе. Для самолетов, приближающихся или превосходящих звуковую скорость, индуктивное сонротивлепие относительно малое, по сравнению с другими составляющими сонротивления следовательно, в таких самолетах конструкторы обычно применяют малые относительные удлинения крыла, вплоть до двух или даже полутора. [c.74]

Характеристики жесткости амортизации подбирают из условий изоляции возбуждающих импульсов двигателя и несущего винта от конструкции самолета. Это значит, что нужно подобрать такую жесткость амортизации, при которой частоты собственных колебаний двигателя были бы меньше частот, возбуждающих колебания импульсов двигателя и винта. При этих условиях отношение частоты вынужденных колебаний к частоте собственных колебаний будет такое, при котором коэффициент динамичности будет определяться по правой зоне резонансной кривой, т. е. сила, переданная через амортизацию на конструкцию, будет меньше возмущающен силы. [c.270]

Пенополистиролы применяют преимущественно в производстве твердых изделий, к которым предъявляются особенно высокие требования в отношении электроизоляционных качеств и радиопрозрачности (например, для изготовления антенных обтекателей). В производстве эластичных электроизоляционных материалов применяют полиэтиленовый пенопласт. Освоение производства ячеистого фторопласта позволит получить упругий пенопласт, в котором радиопрозрачность и высокие диэлектрические свойства будут сочетаться с химической стойкостью и повышенной теплостойкостью. Пенопласты из полихлорвинила широко используются в качестве материала, придающего жесткость конструкции, но снижающего ее вес, в качестве заменителя пробки в производстве спасательных кругов и поясов, поплавков спасательных шлюпок, в качестве легкого теплоизоляционного материала в строительстве самолетов. [c.89]

Жесткость и крепление баков. С целью повышения жесткости баки делают выпуклыми, а внугри ставят перегородки с отбортованными отверстиями и профили жесткости. Баки крепят к элементам конструкции самолета натяжными лентами или расчаливают тросами и трубчатыми расчалками. Между лентой и баком, а также между баком и опорами устанавливают демпфирующие прокладки, что позволяет избежать жесткого крепления и образования вследствие этого трещин. [c.47]

Композиционные материалы состоят из металлической матрицы (чаще А1, Мя, N1, Т1 и их сплавы), упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые материалы) или тонкодисперсными частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперсно-упрочненные материалы). Композиционные материалы отличаются от обычных сплавов более высокими значениями временного сопротивления и предела выносливости (на 50—100 %), модуля упругости, коэффициента жесткости ( /7) и пониженной склонностью к трещинообразо-ванию. Применение композиционных материалов повышает жесткость конструкции при одновременном снижении ее металлоемкости. Эти материалы нашли применение в конструкциях самолетов и вертолетов. Прочность композиционных (волокнистых) материалов определяется свойствами волокон матрица в основном должна перераспределять напряжения между армирующими элементами. Поэтому прочность и модуль упругости волокон должны быть значительно больше, чем матрицы. Прочность и модуль упругости композиций повышаются по мере увеличения объемного содержания волокон. Жесткие армирующие волокна воспринимают напряжения, возникающие в компо- [c.298]

Полет на скорости, превышающей критическую скорость реверса элеронов, недопустим, так как на таких скоростях при отклонении элеронов возникает момент, кренящий самолет в сторону, противоположную действию элеронов. Чем меньше критическая скорость реверса элеронов, тем на меньщей скорости полета начинает снижаться их эффективность.. Обеспечение необходимой эффективности элеронов при больших скоростных напорах — довольно сложная задача, особенно у стреловидного крыла. Последнее объясняется тем, что у стреловидного крыла при его деформациях угол атаки изменяется не только в результате кручения, но и в результате изгиба, что вызывает дополнительное уменьшение эффективности элеронов. Чтобы в этом убедиться, рассмотрим изменение эффекта действия элеронов на стреловидном крыле при его изгибе. Допустим, что элерон отклонен вниз. При таком его положении увеличится подъемная сила, а вместе с ней и прогиб крыла, из-за чего уменьшатся углы атаки вдоль размаха (рис. 5.4). В результате этого приращение подъемной силы от изгиба будет направлено в сторону, противоположную изменению подъемной силы от отклонен1 я элеронов, что всегда вызывает уменьшение эффективности элеронов, а соответственно и критической скорости реверса. Стремление уменьшить прогиб и кручение крыла и, следовательно, повысить эффективность элеронов у самолетов со стреловидными крыльями вынуждает конструкторов повышать жесткость конструкции крыла, что связано с увеличением его массы, смещать элероны ближе к фюзеляжу, применять интерцепторы, управление с помощью дифференциального отклонения стабилизатора. [c.179]

Современный самолет имеет конструкцию полумонококового типа, состоящую из тонкостенных листов или обечаек, подкрепленных балками (фермами) и стрингерами для предотвращения потери устойчивости. Внешняя обшивка или стенка образует аэродинамический контур агрегата — фюзеляжа, крыла, стабилизатора. Элементы жесткости крепятся к внутренней поверхности обшивки и воспринимают сосредоточенные нагрузки. Эта конструкция в течение многих лет служила основным объектом аэронавти-ческих исследований и существенно отличает аппараты от обычных строительных конструкций. История создания и сопутствующие вопросы анализа и расчета тонких оболочек описаны Гоффом [5], который отмечает, что фундаментальное выражение фон Кармана для определения разрушения пластины при продольном изгибе или потере устойчивости имеет вид [c.40]

В качестве примера использования стеклопластиков можно привести ограждение кабины пилота большого военного вертолета, которое может найти применение и в транспортных самолетах. Оно состоит из стеклопластиковых обшивок, трехслойпых сотовых панелей и элементов жесткости из армированного иено-пласта. Хотя эта конструкция вспомогательная, она представляет собой наиболее крупный агрегат из композиционных материалов на любом вертолете. [c.49]

Статические испытания проводили при температуре 132° С. Разрушение произошло при нагрузке, равной 91 % максимальной, в месте соединения заднего лонжерона е итингом. Последующий анализ выявил конструктивные недостатки этого соединения. Второй агрегат был подвергнут усталостным испытаниям в течение шести сроков службы при характерных для самолета Р-111 нагрузках, при этом заметных повреждений конструкции или изменений жесткости не было обнаружено. Испытания до разрушения этого агрегата не проводили. [c.156]

При замене материала несущих пластин (так же как и при замене заполнителя, адгезива и других материалов) необходимо выяснить, насколько изменились свойства композита. Основными свойствами, подлежан ими проверке, являются жесткость и хрупкость материала, вид разрушения, надежность и погодостойкость, возможность применения заклепочных и болтовых соединений, а также все другие свойства, которые могут интересовать потребителя. Основным же является анализ изменения прочностных и массовых характеристик, В результате появления новых материалов алюминиевые пластины в панелях интерьеров кабин самолетов были заменены сначала на стеклопластиковые, а стекловолокнистые наполнители — на наполнители из арамидных волокон. В 80-х годах при строительстве ряда новых самолетов фирмы Боинг были применены сандвичевые конструкции с покрытием из гибридных материалов на основе углеволокнистых структур и арамидных тканей. В табл. 21.1 приведены механические свойства некоторых наиболее распространенных материалов несущих (облицовочных) пластин. [c.333]

Наиболее обширная, поддержанная правительством США программа транспорта включала разработку предкрылка для самолета С-5А см. рис. 28.4). В данном случае отказались от использования существующей конструкции из алюминия и разработали конструкцию этой детали целиком из эпоксидно-бороволокнистого пластика. Предложенная конструкция обеспечила 22 %-ное снижение массы. Пока новая конструкция состоит только из 79 деталей по сравнению с 800 деталями при использовании алюминиевых панелей, не считая ребер жесткости. [c.547]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...