9.5 Определение внешних нагрузок, действующих на киль

9.5.1 Выбор расчетной схемы киля для расчета статического нагружения

Вертикальное оперение служит для управления полетом в горизонтальной плоскости.

Оперение по форме могут быть прямым, стреловидным, треугольным. Выбор оперения самолета диктуется главным образом соображениями аэродинамики. Нормальная силовая конструктивная схема вертикального оперения аналогична конструктивной схеме крыла. Киль обычно имеет двухлонжеронную схему. Киль при расчете статического нагружения схематизируется консольной балкой, нагруженной погонными нагрузками, погонными изгибающими и крутящими моментами, а также сосредоточенными силами и сосредоточенными изгибающими и крутящими моментами. Все указанные нагрузки прикладываются к оси балки, в качестве которой принимается ось жесткости киля.

Плоскость действия погонных нагрузок, погонных изгибающих моментов, сосредоточенных сил и сосредоточенных изгибающих моментов принимается перпендикулярной плоскости хорд киля. Плоскость действия погонных и сосредоточенных крутящих моментов принимается перпендикулярной оси жесткости киля.

Консольная балка принимается заделанной в плоскости крепления киля с фюзеляжем.

9.5.2 Определение внешних нагрузок на вертикальное оперение

При определении нагрузок на вертикальное оперение рассматривают три основных расчетных случая:

– уравновешивающие нагрузки;

– нагрузки при совершении маневра;

– нагрузки при полете в неспокойном воздухе.

9.5.2.1 Определение уравновешивающей нагрузки

где:

– уравновешивающая нагрузка на ГО;

Р_уВО – уравновешивающая нагрузка на ВО необходимая для парирования момента, возникшего при односторонней остановке двигателей на крыле;

m_z = – 0,15 – коэффициент продольного момента самолета;

n^э = 2,5 – коэффициент перегрузки;

b_а = 1,325 м – САХ крыла;

L_го = 4,6 м – расстояние от центра давления стабилизатора до центра тяжести самолета;

L_во = 3,8 м – расстояние от центра давления киля до центра тяжести самолета;

b_а = 1,59 м – САХ вертикального оперения;

Р = 1100 кг – тяга двигателя;

h = 2 м – расстояние от оси двигателя до центра тяжести самолета;

кг

Нагрузка на горизонтальное оперение догружает пояса лонжеронов сжимающим усилием, а несимметричное обтекание ГО вызывает дополнительный изгиб киля.

кг·м

9.5.2.2 Определение маневренной нагрузки

Основной и максимальной нагрузкой на вертикальное оперение является маневренная, создаваемая летчиком путем мгновенного отклонения руля направления. Эта мгновенная нагрузка зависит от величины скоростного напора и определяется по приближенным формулам: