7.2Выбор продольного набора моноблочных и кессонных крыльев

Рис. 7.23. Силовая сборно-монолитная панель самолета FSTA:

1 – стрингеры; 2 – силовая обшивка.

• по соображениям простоты обеспечения герметризации и высокого качетва поверхности выгодны монолитные панели, не имеющие продольных швов крепления набора, а также клеесварные и клееклепанные панели. Использование монолитных оребренных прессованных панелей, обработанных механически, дает значительную экономию в массе засчет использования полуфабрикатов с более высокими механическими показателями, а также за счет уменьшения ослабления отверстиями и отсутствия крепления набора. При этом снижается трудоемкость изготовления набора крыла засчет уменьшения количества сборочно-клепочных работ. Но в то же время, если на панели возникла трещиа, то она распространяется по всей панели. Поэтому для повышения ресурса конструкции, нижнюю растянутую обшивку выполняют из нескольких параллельно работающих панелей. В случае появления трещины, доходящей до конца одной панели, конструкция продолжает работать;

• по соображениям повышения сопротивления усталости и надежности могут оказаться более выгодными клепанные панели, особенно монолитно-сборочного типа, в которых механически обрабатываемые стрингеры крепятся к панелям, изготовленным из крупногабаритных катанных плит (см. рис. 7.23). Панели обработаны вдоль и поперек размаху и имеют утолщение для крепления стрингеров, лонжеронов и в местах восприятия сосредоточенных сил. По общему ресурсу эти панели приблизительно одинаковы с монолитными, но имеют преимущества с точки зрения требований безопасности при частичном разрушении. Недостатком монолитно-сборочных паналей является больший объем крепежных деталей и большое количества отверстий для них. Это усложняет герметизацию и требует дополнительных мероприятий для снижения концентрации напряженй возле отверстий. В то же время заклепочные швы могут служить ограничетелем трещин.

Материал для панелей выбирается на основе главного требования ресурс-масса. Для нижней поверхности крыльев целесообразнее использовать сплав Д16Т (или другие пластичные материалы). Вопрос о выборе материала для верхних панелей должен решаться для каждого самолета отдельно в зависимости от его схемы и условий эксплуатации, определяющей величины и повторяемости нагрузок верхней панели растягивающими и сжимающими усилиями. Много отечественных и зарубежных фирм пользуются для пассажирских самолетов высокопрочным сплавом на алюминиево-цинковой основе (В95). Использование этого сплава, имеющего σ_в і τ_в на 20 % выше, чем Д16Т, дает при расчете на статическую прочность ощутимую экономию в массе и должно быть согласовано с требованиями ресурса, поскольку показатели выносливости и характеристики живучести В95 значительно ниже, чем у Д16Т. Сплав В95 может быть использован для верхней поверхности крыла в том случае, если не снизит общий ресурс самолета.