Балки в конструкции самолетов

БАЛКИ В КОНСТРУКЦИИ САМОЛЕТОВ [c.26]

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]

ПРИЧИНЫ ОТКАЗА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ФЕРМ В КОНСТРУКЦИИ САМОЛЕТОВ И ЗАМЕНЫ ФЕРМ БАЛКАМИ [c.49]

Современное самолетостроение характеризуется преимущественным применением балочных конструкций. Отказ от ферменных конструкций, широко применявшихся в конструкциях самолетов и планеров с полотняной обшивкой, объясняется, главным образом, преимуществами в массе балок перед фермами при малых строительных высотах. Поэтому в качестве лонжеронов крыльев современных скоростных самолетов, имеющих малые толщины, выгоднее применять балки, чем фермы. Объясняется это тем, что при малой строительной высоте фермы косынки, соединяющие стержни, настолько близко подходят друг к другу (верхние к нижним), что суммарная масса косынок и раскосов оказывается больше массы заменяющей их стенки балки. [c.49]

В сопротивлении материалов рассматриваются 1) материалы твердых тел (например, сталь, сплавы, бетон) и их механические свойства 2) тела различной формы и различного назначения, такие, как стержень, балка, пластинка, оболочка и другие, встречаюш.иеся в конструкциях и сооружениях (например, в металлических мостах, гидростанциях, корпусах кораблей, самолетов, ракет, двигателях, приборах и т. п.), прутки, полосы и пластины, находяш.иеся в процессах прокатки, штамповки и прессования, и т. п. 3) внешние силы действующие на тела, и механические связи, наложенные на эти тела, как, например, сила тяжести, аэрогидродинамические силы давления газа и жидкости, силы внешнего трения и давления, контактные силы, возникающие при взаимодействии тела с другими телами, центробежные и другие инерционные силы, динамически возбуждающие силы от работы двигателей и машин и др. 4) иные внешние воздействиях температура, химически активные среды, облучение и т. п. [c.7]

Одним из важнейших элементов конструкции самолета с крылом изменяемой в полете стреловидности является центральная поперечная балка, на которой установлены шарниры поворотных консолей крыла. Консоли крыла передают на балку большие изгибающие и крутящие моменты. К балке крепятся элементы фюзеляжа, гондолы двигателей, поэтому она должна быть исключительно жесткой, прочной и надежной. Размеры и форма центральной поперечной балки выбраны из условия минимума продольного момента и улучшения аэродинамики. В целях достижения меньших значений продольного момента при изменении [c.68]

Все сооружения и машины состоят из частей, каждая из которых обладает как массой, так и жесткостью. Во многих случаях эти части можно путем идеализации представлять как сосредоточенные в точке массы, абсолютно жесткие тела или деформируемые невесомые элементы. Подобные системы обладают конечным числом степеней свободы, поэтому их можно исследовать с помощью методов, описанных в предыдущих главах. Однако некоторые системы можно исследовать и в более строгой постановке, не прибегая к дискретизации аналитической модели. В данной главе будут рассматриваться упругие тела, чьи массовые и деформационные характеристики распределены непрерывным образом. В число элементов конструкций, которые можно рассматривать подобным образом, входят стержни, валы, канаты, балки, простые рамы, кольца, арки, мембраны, пластины, оболочки, а также трехмерные тела. Многие из задач, связанных-с этими элементами, будут здесь обсуждаться подробно, но вопросы, связанные с оболочками и трехмерными телами, рассматриваются как выходящие за рамки этой книги . Очень трудно исследовать с позиций упругих сред такие геометрически сложные конструкции, как каркасы, арки, пластины с вырезами, фюзеляжи самолетов, корпуса судов и т. д. В подобных случаях необходимо использовать дискретные аналитические модели с большим, но конечным числом степеней свободы . [c.322]

Фогт отказался от чисто цельнометаллического самолета он предусмотрел варианты крыла из дерева, стали или алюминия. Вначале, однако, он предложил стальное монококовое крыло типичной для него конструкции. И компоновка его фюзеляжа известна изготовленная из стали изогнутая труба, впускной патрубок ТРД, служила внутренней несущей балкой агрегатов фюзеляжа. Перед самым воздухозаборником двигателя несущая труба расширялась в сдвоенную подвеску, на которой спереди находилось крыло, а сзади - двигатель. Перед герметичной кабиной пилота, располагавшейся над трубой воздухозаборника, было размещено вооружение. [c.171]

Конструкция хвостового оперения, существенно зависит от общей схемы самолета. Из-за особенностей размещения, эффективность оперения находится под влиянием крьша и воздушного винта. Установка оперения на фюзеляже или хвостовых балках определяет и конструктивную схему фюзеляжа (балок) в этом месте. [c.12]

Расчет напряжений в тонкостенных конструкциях, например в конструкциях самолетов, весьма часто приводится к исследованию изгиба балок, профили которых близки к типам рис. 195, а, б. Ширина а полки в первом типе и расстояние между стенками во втором типе не малы в сравнении с пролетом балки, и потому здесь возникают вопросы об эффективной ширине и о депланации. Приближенные решения такого рода задачи были предложены рядом авторов, и относящаяся к этому вопросу литература указывается в статьях Э. Хваллы ), [c.488]

Научно-исследовательские работы по оценке применения металлических композиционных материалов интенсивно проводятся фирмой Дженерал Дайнэмикс . Оценивается возможность применения боралюминия для изготовления деталей шасси самолета для ВМС, в частности заднего подкоса носового шасси самолета А7 [132]. С целью оценки конструктивных особенностей, массы деталей и агрегатов из боралюминия и стоимости их производства указанная фирма подробно проанализировала пять элементов конструкции самолета В-1, таких как панели и нервюры крыла, стрингеры, балки крепления, гондолы и др. Были предложены конструктивные решения, позволяющие осуществлять непосредственную замену боралюминием конструкций из традиционных металлических сплавов, ири условии лишь небольших модификаций сопрягаемых конструкций. Расчетная экономия массы составляла 8—56% [162, 199], Рассматривается возможность применения боралюминия в конструкции лонжерона лопасти воздушного винта, имеющего длину 2,18 м, для турбовинтового самолета [167]. [c.231]

С о п р о т и в л е н и е Д. в и б р а ц и о и-н о й нагрузке изучено несколько лучше. Под вибрационной нагрузкой понимают такой случай действия сил, когда они вызывают в материале переменные напряжения от -fer до —от, причем частота перемен весьма высока. Такого рода нагрузки имеют место в частях самолетов и тому подобных конструкций. Испытания на вибрационную нагрузку наиболее просто производить по способу Велера образец круглого сечения закрепляется одним концом неподвижно в патроне машины, сооб-пщющей образцу вращательное движение. На другой конец образца через муфту с обоймой подвешивается на пружине определенный груз. В этом случае образец будет работать каь-балка, закрепленная одним концом, а на другом — нагруженная сосредоточенным грузом. При таком положении в нижней половине образца возникают напряжения на сжатие, а в верхней — на растяжение. При повороте на 180 напряжения изменяются верхняя половина образца становится нижней и в.место растяжения оиа будет подвергаться сжатию, а нижняя половина — наоборот. Меняя число оборотов и груз, подвешенный на свободном конце образца, можно менять частоту перемен и амплитуду напряжения. Характеристикой сопротивления Д. вибрационной нагрузке i лу-жит предел выносливости, т. е. такое предельное напряжение, к-рое м. б. безопасно приложено бесконечно большое число раз. Были произведены описанным способом испытания Д. сосны, спруса, ясеня и грецкого ореха. Предел выносливости для Д. этих пород получился (по Силинскому) равным примерно [c.108]

По различным причинам при создании некоторых самолетов оказывалось выгодным устанавливать воздушный винт за крылом. Такая схема установки винтовых двигателей получила название схема с толкающим винтом . Для больпшнства однодвигательных самолетов схема с толкающим винтом практически полностью исключает возможность использования фюзеляжа традиционной конструкции-поэтому поверхности хвостового оперения приходится устанавливать на балках, которые придают самолету довольно необычный вид, хотя эти самолеты по схеме часто бывают достаточно традиционными (рис. 7.3). В самолетах, построенных по схеме с толкающим винтом, экипаж и двигатели размещают в укороченной конструкции, напоминающей гондолу, поэтому некоторые из самолетов с толкающим винтом получили условное название гондольнобалочных . [c.142]

Коробчатые балки применяются для сильно нагруженных конструкций, таких как усиленные нервюры, лонжероны опере ния и хвостовые балки бесфюзеляжных самолетов Кроме того, обладая по сравнению со швеллерными и двутавровыми балками большей жесткостью при кручении, коробчатые балки могут применяться в конструкциях, работающих на кручение. [c.28]

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]

Рис. 1.4. Примеры стержневых конструкций а) мостовое пролетное строение со сквоз ными фермами / — распорка продольных связей, 2 — диагональ продольных связей,, 3 — промежуточные поперечные связи, 4 — верхний пояс фермы, 5 — опорный расков, 6 — стойка 7 — продольные связи продольных балок, 8 — подвеска. 9 — поперечная балка, 10 — раскос, И — продольная балка, 12 — нижний пояс фермы, 13 — нижнна связи 6) отсек фюзеляжа самолета в) рамный купол г) отсек корпуса корабля д) арочное мостовое пролетное строение е) пролетное строение моста комбинированной системы (системы К. Г. Протасова (ЛИИЖТ), ферма о очень жестким иижним поясом).

Вследствие наличия стационарной оснастки предъявляются жестко кие. требования к максимальному сокращению возможной зоны рыс- канья при перемещении устройства на АСО с установленным на нем самолетом. Выполнение этого требования достигается применением сравнительно простой конструкции приспособления, представляющего собой два упора, один из которых размещен на балке, соединяющей две платформы под основанием стойки, а второй смонтирован на платформе под носовой стойкой. Эти упоры при перемещении устройства с самолетом заводят в направляющий канал, расположенный в определенных местах пола и имеющий незначительную длину. При этом усилия, необходимые для перемещения, незначительно возрастают вследствие наличия сухого трения между упором и стенкой канала, но отклонение от намеченной трассы при перемещении не превышает нескольких миллиметров. [c.21]

В Домодедовском аэропорту разработана конструкция контейнера для перевозки малогабаритных грузов, пассажирского багажа почты и посылок на самолетах ТУ-154. Контейнер имеет два продольных паза для захвата выдвижной кран-балкой самолета при погрузке с платформы наземного транспорта и выгрузке, а также четыре рыма-крюка по углам для захвата внутрисамолетной кареткой при подъеме, перемещении и опускании в багажно-грузовом помещении самолета. Рымы и пазы контейнера используются и при перегрузке его наземными средствами. Максимальная масса брутто контейнера 554 кг, грузоподъемность 500 кг, собственная масса 54 кг, полезный объем 1,7 м , габаритные размеры 2300X1117X850 мм. В багажно-грузовых помещениях, расположенных под полом самолета, размещается 13 контейнеров. [c.105]

На самолетах ИЛ-62 применяют контейнеры для перевозки малогабаритных грузов, пассажирского багажа, почты, посылок. Конструкция контейнера разработана в аэропорту Внуково. Контейнер имеет продольную штангу для захвата выдвижной кран-балкой самолета при погрузке с платформы наземного транспорта и выгрузке, а также четыре рыма-крюка для захвата внутрисамолетной кареткой при подъеме, перемещении и опускании в багажно-грузовом помещении самолета. Рымы и штанга контейнера используются и при погрузке наземными средствами. Загрузка и разгрузка контейнера осуществляются через верхний боковой люк с плотно закрываемой откидной крышкой. Максимальная масса брутто контейнера 650 кг, грузоподъемность 600 кг, полезный объем 1,6 м , габаритные размеры 1930X800X1175 мм. [c.105]

Обычно применяют педали, сваренные из труб или клепанные из дуралюминния (напр, у самолета Ю38). Только малые самолеты, и очень редко средние, имеют ножное управление рычажного типа. У современных самолетов ножное управление регулируется под длину ног пилота путем передвигания по длине самолета или поворачивания вокруг поперечной оси. Лодки и поплавки гидросамолетов в настоящее время в подавляющем числе случаев делают из дуралюминия в виду выгодности в весовом отношении только для малых самолетов применяют иногда дерево и фанеру. В последнее время Англия и США начинают для постройки лодок применять также и нержавеющую высококачественную сталь, не подвергающуюся коррозии. Набор лодки состоит из шпангоутов и водонепроницаемых переборок, килевой балки и ряда продольных стрингеров. Все это зашивается листовым (обычно гладким) дур-алюминием. Водонепроницаемыми переборками лодки делятся на несколько отделений для защиты от потопления при пробитии или повреждении обшивки. Особое внимание поэтому также обращается на прочность конструкции и на заделку редана как наиболее нагруженной части днища лодки, подвергающейся ударной нагрузке при посадках на волну(см. Гидроаэроплан). Управление большими гидросамолетами сосредоточено в специальных кабинах пилота, напр, в ДоХ помимо кабины с двойным управлением имеется рубка, где установлены стол с картами, радио и управление моторной группой.-Поплавки имеют также набор, состоящий из шпангоутов, водонепроницаемых переборок, киля и стрингеров. Зашивка у металлич. поплавков ведется листовым дуралюминием, в деревянных же—водоупорной фанерой. Шпангоуты дур алюминиевых поплавков делают из профилей или из труб, склепанных в узлах с помощью книц, причем Водонепроницаемая переборка зашивается сплошным дуралюминиевым листом. Для удобства эксплоатации крепление поплавков к шасси обычно делают легко и быстро съемным путем устройства особых узлов. Обшивку поплавков в верхней части снабжают люком, по одному в каждом отсеке, для выливания попавшей воды и для осмотра поплавка. [c.35]

Изготовленный в значительной мере из стали. самолет имел в качестве несущего элемента традиционную для фирмы трубчатую балку, которая одновременно служила воздуховодом двигателя. На этом центральном агрегате монтировались все основные узлы и агрегаты. Некоторые агрегаты соответствовали конструкции ВУ Р208. [c.108]

Самолет Арава представляет собой высокоплан с фюзеляжем-гондолой и двумя балками, на передних концах которых установлены двигатели, а на задних — разнесенное вертикальное хвостовое оперение и стабилизатор. Цельно-металлическтй фюзеляж самолета имеет полумонококовую конструкцию. Передняя часть фюзеляжа занята двухместной кабиной экипажа, а центральная часть — грузовой кабиной с размерами 3,9х2,3х1,7 м. Для доступа в кабину экипажа и в грузовую кабину по обе стороны фюзеляжа предусмотрены двери и, кроме того, для облегчения загрузки и разгрузки самолета хвостовая часть отклоняется в сто- [c.245]

Самолет ЛК-2 выполнялся по схеме двухбалочного низкоплана смешанной конструкции с трехместной цельнометаллической кабиной экипажа в центральной части цельнодеревянного крыла (рис. 18). Гондолы двигателей воздушного охлаждения Гном-Рон < Мистраль — Мажор К-14 плавно переходили в балки, несущие оперение. В эти балки убиралось и шасси. Наступательное вооружение самолета состояло из двух пушек ШВАК и четырех пулеметов ШКАС, смонтированных на лафете под кабиной экипажа, а также из бомб массой 200 — 500 кг на внешней подвеске. Для защиты хвоста в конце центральной гондолы устанавливалась спарка из двух пулеметов ШКАС. [c.244]

В 1918 г. в Трудах Авиационного расчетно-испытательного бюро была опубликована работа Н. Е. Жуковского Исследование устойчивости конструкции аэропланов . Эта работа положила начало отечественным исследованиям в области строительной механики самолета. В ней был дан метод расчета на прочность и устойчивость лонжеронов крыла биплана как неразрезной многоопорной балки на жестких и упругих опорах, нагруженной распределенной поперечной нагрузкой и осевыми сжимающими силами. Дальнейшая разработка вопросов строительной механики самолета типа биплан и составление первых курсов по прочности самолета связаны с именами В. П. Ветчинкина, А. М. Черемухина, Г. Г. Ростовцева, В. Т. Байкова. [c.299]

Выбор конструкционного материала — не прихоть конструктора, не дань моде — это результат тщательного анализа прочностных, весовых, технологических и эксплуатационных характеристик материалов, имеющихся в распоряжении конструктора. Масса элементов конструкции, испытывающих в основном растягивающие нагрузки, обратно пропорциональна удельной прочности материала, из которого изготовлен элемент (т =5 ((7 в/р) Для элементов, нагруженных сжимаюЩ[ими нагрузками, допускаемыми в эксплуатации, являются напряжения потери устойчивости, т. е. состояние, при котором элемент резко изменяет свою форму, иногда без разрушения материала. Критические напряжения потери устойчивости элемента конструкции (например, стержня) зависят от характеристик жесткости материала, из которого элемент изготовлен, а не от характеристик прочности. Поэтому масса сжатого элемента прямо пропорциональна плотности материала и обратно пропорциональна удельной жесткости т Е/р) Масса слабонагруженных элементов практически не зависит от характеристик прочности материала и пропорциональна только его плотности (т р). Характеристики аэроупругости несущих поверхностей самолета — крыла, оперения в значительной степени определяются их жесткостью, которая может оцениваться, например, частотой собственных колебаний поверхностей (V). В первом приближении частота собственных колебаний крыла большого удлинения может быть оценена как частота колебаний балки [c.346]

Фюзеляж вертолета, как и самолета, служит для соединения в о но целое отдельных элементов и агрегатов, а также ля размещения экипажа и груза Фюзеляж вертолета оснащен шасси, которое может иметь либо такую же конструкцию, как у самолета, либо совершенно другую, например в виде полозьев. Как правило, полозья применяются на легких вертолетах, выполняющих взлет и посадку только вертикально Больи е и тяжелые вертолеты, которые иногда взлетают и садятся с горизонтальной скоростью, должны иметь колесное шасси. Есть также вертолеты, у которых шасси позволяет взлетать и садиться на воду. Фюзеляжи вертолетов характеризуются большим разнообразием конструкций и внешнего вида. Фюзеляж, может быть целиком замкнутым, как у самолета, либо иметь вид балки ) (фермы) с выполненной отдельно кабинои экипажа. 1 [c.22]

Пытаясь повысить эффективность воздушного винта, вскоре после СЛА-85 конструкторы заменили деревянный воздушный винт металлическим, согнутым нз листа Д-16Т. В таком виде самолет демонстрировался на четвертом слете и показал высокие летные данные. Одиако в полете винт разрушился, оторвавшаяся лопасть повредила хвостовую балку фюзеляжа, но тем не менее летчик-испытатель Владимир Горбунов с блеском посадил машину. При разборе этого случая техком сделал вывод о недопустимости использования воздушных винтов подобной конструкции иа любительских летательных аппаратах. [c.15]

В последние годы наряду с традиционными фюзеляжными у любителей большую популярность получили конструкции с фюзеляжами в виде тонкой трубчатой балки. Одну из первых удачных машин такого типа создал в 1970 г. американский любитель Харрис Вуд. Его моноплан Рэйл (рис, 21, А) оснащен двумя моторами мощностью 25 л. с. каждый с толкающими воздушными винтами. Достоинством машин такого типа является простота и легкость конструкции фюзеляжа. К этому типу относится и самолет Вирд-ман (США), распространяемый в виде набора заготовок. [c.23]

На самолетах с толкающим воздушным вннтом часто возникает необходимость в тонкой хвостовой фюзеляжной балке. На наш взгляд, наиболее удачная конструкция такого типа — фюзеляж самолета Кристалл , имеющий металлическую конструкцию и склепанный нз тонких дюралевых листов. [c.179]

Экспериментальную рекордную летающую лодку для установления мировых рекордов в классе гидросамолетов и амфибий взлетной массой до 1200 кг создали в 1972 г. в студенческом КБ самолетостроительпого факультета Комсомольского-на-Амуре политехнического института (КнАПИ) под руководством Б.В.Ракитипа и В.П.Котлярова. По схеме — это свободнонесущий моноплан с крылом большого удлинения с выдвижным закрылком. На концах — поддерживающие поплавки, в полете выполняющие роль рулевых шайб. Корпус с хорошими гидродинамическими обводами в хвостовой части закапчивался балкой с Т-образным оперением. Шасси — съемное двухстоечное с хвостовым колесом. Двухместная кабина обладала хорошим обзором. Конструкция на 80% была сделана из композитов. В 1979 г. самолет наградили медалью ВДНХ СССР. [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...