7. Конструирование узлов кессонных крыльев. Преимущество и недостатки. Проблема повышения ресурса и живучести.

Конструктивные особенности отыковых увлов

Конструктивно стыковые узлы отличаютоя большим многообра­зием, однако принципиально могут быть сведены к двум типам, многоточечное контурное соединение для кессонных и моноблочных крыльев; точечные стыковые узлы для лонжөронных крыльев.

Обшивка

стрингер)

П ри контурном соединении все силовые влөмөнты частей крыла (обшивка, лонжероны, стрингеры, подкрепляющие элементы) соединены друг с другом. Различают фитинговыө (рис. 3.1 и 3,2), фланцевые(рис. 3.3) и накладные (оис.3.4) отыковыө узлы.

Рис. 3.1. Соединение с индивидуальным фитингом

В фитингових и фланцевых соединениях болты от изгиба крыла работают на растяжение, от поперечных сил и кручения - на срез.

В накладных соединениях болты работают на срез.

В фитингових и фланцевых соединениях болты от изгиба крыла работают на растяжение, от поперечных сил и кручения - на срез. В накладных соединениях болты работают на срез.

Фитинговые соединения могут расположенными в специальных ко

лодцах, закрывавши обтекателем на винтах. Индивидуальные фи­тинги применяются в случаях, когда расстояние мөжду стрингерами большое.

Рио. 3.2, Стыковой увел с монолитным фитингом

Рио. 3.3. Фланцевые стыковое соединения

Во фланцевых соединениях (рис. 3.3) опорное реброиовка работает на изгиб, что приводит к увеличению массы в сравнении с фитинговыми углами. Стягиваемые профили могут быть рас­положены снаружи поверхности крыла, что ухудшает аэродинамику, однако обеспечивает хорошие подходы к соединения (примером та­кого соединения является стык крыла самолета Ли-2, закрытый

небольшим обтекателем), Расположение втягиваемых болтов внутри крыла улучшает аэродинамику, однако при этом возникаем необходимость в специальных лючках для подхода к болтам и уве­личивается масса соединения за счет уменьшения расстояния между болтами (см. рис 3.3).

Рио, 3.4. Накладной стыковой у »»л Фланцевые соединения просты в производстве, изготовляют стандартных профилей.

При точечном р а зъ е м е силовая связь между частями крыла осуществляется через узлы, стыкующие только лонжероны(стенки). Обшивка и стрингеры непосредственно друг с

с другом не соединяются, поэтому полностью они включаются в работу на изгиб лишь на некотором удалении от разъема. Это при­водит к увеличению массы соединения в сравнении с контурным, однако готовить его проще и дешевле из-за малого числа болтов в соединении, они менее трудоемки при монтажа и демонтаже. Наибольшее распространение получили вильчатые стыковые узлы в лонжеронных крыльях как наиболее выгодные в весовом технологическом отношении (рис. 3.5)

Фитинги

Соединение фитингами можно отнести как к точечным, так и к контурным стыкам. В лонжеронных конструкциях фитинг может быть точечным стыком (рис. 8.38,б.

Контурные стыки

Фитинговые стыки

В кессонных и моноблочных конструкциях фитинги используют как контурное соединение (рис. 8.43).

В общем случае фитинговое соединение состоит из двух стыковых профилей с колодцами для размещения головки болта и гайки (рис. 8.44).

Болты на фитинговых соединениях могут быть закладными (их закладывают в прорези, рис. 8.44,а) и вставными (вставляют в отверстия, рис. 8.44,б).

Колодцы фитингов закрывают или индивидуальными крышками, или общей лентой.

Стыковой профиль (фитинг) должен быть увязан с силовыми элементами кессона (в случае использования сборной конструкции) (рис. 8.45).

На монолитных панелях стыковые профили изготовляют заодно с самой панелью.

Рис. 8.44. Конструкция контурного фитингового стыка: а - с пазами,- б - с отверстиями: 1 - обшивка, 2 - колодец, 3 - съемная лента, 4 - стыковой профиль (фитинг), 5 - стенка нервюры, 6 - накладка

В фитинговых соединениях болты работают при сложном напряженном Состоянии - на разрыв и срез.

Рис. 8.45. Силовая увязка фитинга с элементами кессона: 1 - накладка,- 2 -обшивка; 3 - стрингер; 4 - вкладыш; 5 - стыковой профиль (фитинг)

Фланцевые стыки

Фланцевые стыки чаще применяют в соединениях корпусов. В этом случае фланцами являются силовые стыковочные шпангоуты сопредельных отсеков корпуса.

Рис. 8.46. Фланцевый стык корпуса с внутренним подходом к крепежным элементам: 1 - обшивка; 2 - шпангоут; 3 - соединение обшивки со шпангоутом; 4 -крепежные элементы стыка; X,Y,Z - усилия, действующие на крепежный элемент

Есть два варианта такого стыка: с внутренним подходом к крепежным элементам и с внешнем подходом.

Стык с внутренним подходом (рис. 8.46) применяют в случае повышенных требований к аэродинамическим характеристикам ракеты, а также в случае отсутствия необходимости демонтажа соединения в процессе эксплуатации.

Стыки с внешним подходом (рис. 8.47) используют в случае необходимости монтажа-демонтажа соединения в процессе эксплуатации.

а б в

Рис. 8.47. Фланцевый стык корпуса с внешним подходом к крепежным элементам: а - корпус большого диаметра; б, в - корпуса небольшого диаметра

Крепежные элементы фланцевого стыка работают при сложном напряженном состоянии - на разрыв и срез.

Уголковые стыки

Соединение уголками также можно использовать при присоединении агрегатов один к другому, например консоли крыла к центроплану на небольшом самолете (рис. 8.48). Уголки присоединены к крылу и центроплану по внутренним контурам.

Рис. 8.48. Соединение уголками: а - общий вид стыка: 1 - уголок, 2 -стыковые узлы; б - стыковка крыла по контуру с помощью уголков: 1 - уголки, 2 -болты, 3 - профилированная лента

Это же соединение можно использовать при стыковке к фюзеляжу киля или стабилизатора. В этом случае уголки располагают по внешнему контуру агрегатов.

Болты в этих соединениях работают на разрыв и срез.

Шомпольный стык

Такое соединение (рис. 8.49) имеет высокую живучесть, небольшую массу. Причины - такие же, как и для соединения "гребенками".

Рис. 8.49. Шомпольный стык

Но в силу специфики конструкций самолетов и ракет (тонкостенные оболочки) его можно применять только для элементов, располагаемых с одной стороны профиля агрегата (щитки, интерцепторы, гасители подъемной силы). Рационально использовать шомпольные соединения для различных лючков. Хотя есть примеры использования шомпольных соединений в инструкциях Л А для навески рулевых поверхностей. Ось (шомпол) в шомпольных соединениях нагружается срезом.