53. Особенности увязки конструктивно-силовой схемы фюзеляжа вертолета с соединяемыми с ним агрегатами и грузами (двигатель, редуктор, несущая система, крыло, хвостовая балка, шасси, подвески и т.Д.)
Систему крепления двигателя - это приспособление которое крепит двигатель. Оно является очень ответственным агрегатом силовой установки.
Система крепления двигателя предназначена для передачи всех силовых факторов от двигателя на основную конструкцию вертолета
Требования к системе крепления двигателя:
- воспринимать все нагрузки, что возникают на расчетных режимах полета;
-поглощать вибрации от двигателя;
-компенсировать температурные деформации корпуса двигателя;
-обеспечивать простоту монтажа и демонтажа двигателя;
-иметь необходимую прочность и жесткость при минимальной массе
Система крепления редуктора - это приспособление которое крепит редуктор. Оно является не менее ответственным агрегатом.
В системе крепления редуктора такие же требования, как и системы крепления двигателя
- воспринимать все нагрузки, что возникают на расчетных режимах полета;
-поглощать вибрации от двигателя;
-компенсировать температурные деформации корпуса двигателя;
-обеспечивать простоту монтажа и демонтажа двигателя;
-иметь необходимую прочность и жесткость при минимальной массе
Крепление крыла:
Крепление крыла может осуществляться следующими стыками:
Точечные – присоединение агрегатов один к другому осуществляется на очень маленьком участке контура их контакта. Существуют три основных вида таких стыков:
-ухо-вилка;
-гребенка;
-фитинг;
Контурные – Стыки занимают большую поверхность присоединения, иногда стык выполняется по всему контуру. К этому виду относят:
-фитинговые;
-фланцевые;
-шомпольные;
-срезные;
-телескопические.
Хвостовая балка:
Хвостовая балка может крепится всеми выше перечисленными стыками. В зависимости от конструктивных соображений конструктора.
Шасси:
Шасси крепится или к основной раме или по силовым шпангоутам фюзеляжа
Крепление шасси к раме рис. 1
Рис.1
Крепление шасси к силовому шпангоуту рис. 2
Рис. 2
54. Укрупненная блок-схема проектирования агрегатов самолетов и вертолетов с учетом заданного ресурса.
55. Способы повышения долговечности
Долговечность — свойство самолета или агрегата сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживании и ремонта. Долговечность характеризует экономическую целесообразность эксплуатации самолета или его агрегата до предельного налета и календарного срока.
Количественными показателями долговечности самолета и его агрегатов являются значения ресурсов и сроков служб.
Ресурс (t) отражает способность конструкции самолета в процессе длительного функционирования нормально воспринимать эксплуатационные нагрузки. Предельное состояние самолета, при этом определяется износом и усталостной повреждаемостью, а срок службы (Т) выражает свойство конструкции не стареть.
Анализируя все сказанное можно сделать вывод, что среди факторов, ограничивающих долговечность самолета, самым важным оказывается усталость конструкции планера самолета.
Долговечность самолета определяется конструкторскими и технологическими решениями, заложенными в проекте. Наибольшее влияние на облик проектируемого самолета оказывает выбор конструктивно-силовой схемы крыла, фюзеляжа и оперения. Тогда влияние местных концентраторов напряжений будет минимальным и долговечность агрегатов самолета увеличится.
Рациональное конструирование в самолетостроении с точки зрения обеспечения долговечности связано прежде всего с практической реализацией максимально возможного снижения уровня концентрации напряжений в циклически нагружаемых силовых элементах. Для этого необходимо: не допускать резких изменений площади сечений силовых элементов, малых радиусов переходов, острых кромок деталей и низкой чистоты поверхности, уменьшать местный изгиб растянутых поясов и монтажные напряжения растяжения, избегать совмещения нескольких концентраторов напряжений в одном сечении.
Примерно 85% усталостных разрушений планера самолета обычно происходит по стыкам и соединениям. Поэтому особую роль играет повышение ресурса болтовых и заклепочных соединений. Поверхностное упрочнение отверстий крепежа, дорнованием однозубым дорном с натягом до 4% и последующим калиброванием разверткой, повышает долговечность болтовых соединений почти в два раза.
Диаметральный натяг является эффективным средством повышения усталостной долговечности как болтовых, так и заклепочных соединений. С увеличением натяга в болтовом соединении до 1,5% (рис.1.1) долговечность значительно увеличивается. Влияние натяга тем сильнее, чем выше модуль упругости крепежа по сравнению с модулем упругости материала деталей пакета. В результате взаимодействия напряжений от натяга с напряжениями от внешних нагрузок уменьшается амплитуда действующих при циклическом нагружении напряжений.
Рис 1.1 увеличение долговечности болтового соединения N с ростом диаметрального натяга
В конструкции болта для затягивания предусмотрен технологический хвостик, который обрывается в момент окончания процесса установки (рис.1.2). Болты с натягом обеспечивают не только повышенный ресурс, но герметичность соединения на керосин.
Для ликвидации зазоров в ответственных болтовых соединениях стальных и титановых стыковых узлов и кронштейнов навески элеронов и рулей применяются конические болты с цилиндрической разрезной втулкой (рис.1.3)
Рис 1.2 конструкции болтов для затягивания
Рис.1.3 конструкция конического болта:
1-болт, 2-разрезная втулка
Повышение ресурса заклепочных соединений прежде всего связано с обеспечением стабильного диаметрального натяга по всей высоте пакета. Для создания примерно постоянного натяга по высоте пакета разработаны конструкции заклепок с компенсатором. Компенсатор представляет собой конусообразный наплыв на конусной или цилиндрической головке, который вдавливаясь при клепке в головку, раздает ее и обеспечивает натяг в зоне закладной головки и прилегающей к ней части стержня (рис.1.4)
Рис.1.4 конструкция потайной заклепки с компенсатором
Большое значение для обеспечения высокой долговечности имеют мероприятия по замедлению фреттинг-коррозионных разрушений соединений конструкции. Эти разрушения развиваются в условиях плотного контакта двух металлических поверхностей при микроперемещениях в процессе упругой деформации деталей. Основными конструктивными антифреттинговыми мероприятиями являются специальные покрытия, установка между соединяемыми деталями прокладок и подштамповка концентрических подсечек вокруг отверстий на контактной поверхности детали. В соединениях стальных и титановых деталей применяются прокладки из материала Д19АМ толщиной 0,5мм. В пакетах из алюминиевых сплавов используются прокладки из бумаги, пропитанной воском.
Выбор материала деталей конструкции из условия обеспечения заданной долговечности и сохраняемости производится на основе всестороннего учета реальных условий их работы и особенностей нагружения. Физико-механические свойства материала в рабочем диапазоне температур должны обеспечивать максимальное значение показателя удельной прочности при циклическом нагружении для получения конструкции минимальной массы.
Долговечность пар трения винтовых механизмов зависит от точности изготовления резьбы винта и гайки. Большие зазоры в резьбе в сочетании с обычными вибрациями способствуют интенсивному изнашиванию и увеличению несоосности между винтом и гайкой. Гайка из твердой бронзы по сравнению с гайкой из чугуна для стального винта обладает более высокой износостойкостью, и продукты изнашивания не содержат твердые сплавы.