Построение эпюр внутренних силовых факторов и расчёт оперения

    Элементы оперения представляют собой подкреплённые тонкостенные конструкции, аналогичные тем, которые мы рассмотрели выше. Конструктивно-силовые схемы стабилизатора и киля, за исключением некоторых нюансов, схожи с крылом, а рули ничем не отличаются от элеронов. Следовательно, для расчёта элементов оперения самолёта мы будем использовать те же подходы, что и ранее.

Расчёт оперения рассмотрим на примере консоли горизонтального оперения, состоящей из стабилизатора и руля высоты, навешенного с помощью трёх кронштейнов (рис. 8.8).

Рис. 8.8. – Консоль горизонтального оперения с рулём высоты

Как и ранее, для проведения проектировочного или поверочного расчёта элементов оперения, для них необходимо построить эпюры внутренних силовых факторов для самого тяжёлого (с точки зрения величины внешней нагрузки) расчётного случая.

Расчёт начнём с руля, чтобы определить реакции в кронштейнах навески, которыми затем будем нагружать стабилизатор. Здесь, пожалуй, и кроется основная особенность расчёта оперения, которую мы вскользь упоминали при расчёте элеронов – необходимость учёта упругости кронштейнов навески руля в случае, когда их больше двух (статически неопределимая система). Применительно к навеске элерона, мы отмечали ранее, что изгибная жёсткость крыла несопоставимо выше жёсткости элерона, что давало возможность считать узлы навески последнего абсолютно жёсткими даже если их более двух. В случае навески руля ситуация иная – жёсткости руля и стабилизатора сопоставимы по величине, а значит реакции в опорах навески руля необходимо определять с учётом их упругости. Решение этой задачи достаточно громоздко, так как необходимо учитывать взаимосвязь деформаций руля и стабилизатора и проводить расчёт не отдельно руля и стабилизатора, а единой статически неопределимой системы. В связи с нехваткой времени ограничимся случаем абсолютно жёстких опор.

При построении эпюр внутренних силовых факторов для элементов оперения выбираются следующие расчётные схемы:

- для рулей высоты и направления – многопролётные балки, опирающиеся на кронштейны навески и нагруженные погонными усилиями , , и реакциями в опорах;

- для стабилизатора – двух-опорная балка, опирающаяся на узлы крепления к силовым шпангоутам фюзеляжа и нагруженная погонным усилием  и реакциями (в виде активных сил) со стороны руля высоты;

- для киля – консольная балка, заделанная по продольной оси самолёта или по бортовому сечению, и нагруженная погонным усилием  и силами со стороны руля направления.

     На рисунке 8.9 приведён примерный вид эпюр перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов для руля высоты и стабилизатора. На эпюре крутящих моментов для руля, сплошной и пунктирной линиями показаны эпюры для разных вариантов конструкции – сплошная линия для случая расположения тяги управления на размахе руля, пунктиром – тяга расположена в плоскости симметрии самолёта.

    Поскольку силовая работа элементов конструкции киля, стабилизатора и рулей аналогична работе элементов конструкции крыла, то проектировочный и поверочный расчёты оперения можно проводить по формулам, приведённым выше для крыла.

Рис. 8.8. – Примерный вид эпюр внутренних силовых факторов для элементов горизонтального оперения

11. Назначение, состав и требования, предъявляемые к шасси самолета. Классификация шасси.