КРЫЛО САМОЛЕТА Российский патент 1999 года по МПК B64C1/26 

Изобретение относится к крыльям, содержащим отъемные консоли. Преимущественной областью применения являются крылья с консолями малой строительной высоты.

Предшествующий уровень техники.

Присоединение к центроплану консолей сравнительно малой строительной высоты сопряжено с необходимостью обеспечить надежную моментную заделку консоли при обеспечении работы верхних соединительных элементов на сжатие, а нижних - на срез. Известно соединение центроплана и консольной части крыла кессонной конструкции с нервюрами, содержащее законцовки панелей, связанные между собой посредством механического крепежа, установленного в карманах законцовок, причем с целью упрощения процесса сборки в средней части соединения между нервюрами расположен крепежный элемент, выполненный в виде центрирующего штыря, входящего в гнездо нервюры центроплана (полезная модель по свидетельству РФ N 4109). Недостатком известной конструкции является нерациональное использование материала и пониженный ресурс.

Сущность изобретения.

В основу изобретения положено решение задачи повышения долговечности работы соединения с минимизацией веса и занимаемого пространства в зоне присоединения консоли к центроплану при обеспечении необходимой прочности при воздействии предельных моментов на изгиб и кручение, а также упрощения процесса сборки агрегатов.

Поставленная задача решена тем, что в крыле самолета, содержащем левую и правую кессонные консоли, соединенные с центропланом узлами присоединения, включающими скрепленные между собой стыковые фланцы верхних панелей центроплана и консолей и узлы соединения нижних панелей центроплана и консолей с элементами, работающими на срез, в соответствии с изобретением узел присоединения каждой из консолей к центроплану выполнен в виде продольного вильчатого наконечника нижней панели консоли с отверстиями под элементы, работающие на срез, в виде штырей, охватывающего продольный наконечник нижней панели центроплана с отверстиями, причем штыри распределены вдоль указанных наконечников, при этом нижняя панель консоли на участке ее вильчатого наконечника скреплена посредством бортовой нервюры консоли с ее верхней панелью, а нижняя панель центроплана на участке перед ее наконечником скреплена посредством бортовой нервюры центроплана с его верхней панелью.

Каждый из штырей вильчатого соединения, подкрепленного бортовыми нервюрами, работает на срез в двух параллельных сечениях. Бортовые нервюры являются минимальным по весу средством обеспечения жесткой связи консоли и центроплана по периметру соединения.

В большинстве случаев целесообразно, если каждый из узлов присоединения консолей к центроплану выполнен с центрирующим штырем, установленным в средней части бортовой нервюры консоли или центроплана с возможностью фиксации в выполненном под него гнезде с втулкой в ответной бортовой нервюре центроплана или консоли, соответственно, при стыковке консоли с центропланом, и с возможностью силового взаимодействия с втулкой в ответной нервюре при эксплуатационной деформации консоли.

Наличие срезного штыря в средней части бортовой нервюры значительно повышает прочность соединения на изгиб.

Предпочтительно, если нижняя и верхняя панели каждой консоли соединены с соответствующими панелями центроплана на участках перед и позади наконечников соответствующей консоли и центроплана посредством выступающих концов их вертикальных внутренних стенок и соединительных болтов.

Передняя и задняя заделка замыкает узел соединения по периметру, повышая его жесткость на кручение.

В случае, если необходимо снизить опасность крутильного флатера целесообразно, если каждый узел присоединения консолей к центроплану содержит узел присоединения переднего относительно отклоняемого носка лонжерона консоли к бортовой нервюре центроплана.

Увеличение расстояния между крайними точками узла присоединения по хорде крыла значительно увеличивает его крутильную жесткость.

Перечень фигур чертежей.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
на фиг. 1 - консоль патентуемого крыла;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1 по узлу присоединения консоли к центроплану на участке средней части бортовой нервюры;
на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1 по узлу присоединения консоли к центроплану на участке одного из соединительных штырей;
на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.1 по узлу присоединения консоли к центроплану со стороны заднего конца бортовой нервюры;
на фиг. 5 - узел Г на фиг.1 - шарнир соединения переднего лонжерона консоли с нервюрой центроплана.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Описываемое крыло содержит левую и правую кессонные консоли и центроплан, снабженные узлами присоединения.

Узлы включают в себя скрепленные между собой стыковые фланцы верхних панелей и узлы соединения нижних панелей центроплана и консолей с помощью элементов, работающих на два среза.

Узлы присоединения консолей к центроплану включают в себя для каждой из консолей продольный наконечник нижней панели центроплана с отверстиями под соединительные штыри, продольный вильчатый наконечник нижней панели консоли с отверстиями под соединительные штыри, охватывающий наконечник центроплана, и соединительные штыри с фиксаторами, распределенные вдоль всей длины наконечников в их отверстиях.

Нижняя панель консоли соединена с помощью бортовой нервюры консоли с верхней панелью, а нижняя панель центроплана скреплена с помощью бортовой нервюры центроплана с его верхней панелью.

Узлы крепления консоли к центроплану включают в себя центрирующий штырь, установленный в средней части бортовой нервюры консоли, а в центроплане выполнено гнездо с втулкой под этот штырь для передачи перерезывающей силы.

Нижняя и верхняя панели консолей и центроплана на участках перед и позади наконечников соединены с помощью головных частей вертикальных стенок соединительными болтами.

Узлы крепления консоли к центроплану включают в себя для каждой консоли узел крепления переднего лонжерона к бортовой нервюре центроплана.

Передача всех нагрузок M_изг, M_кр, и Q с крыла на центроплан осуществляется по всему периметру стыка консоли с центропланом.

Узел присоединения содержит верхний наконечник 1 центроплана и верхний наконечник 2 консоли крыла, нижний наконечник центроплана, выполненный в виде полки 3 и нижний наконечник консоли, выполненный в виде вилки 4.

В карманах верхних наконечников 1 и 2 установлены болты 5. Полка 3 и вилка 4 соединены между собой посредством штырей 6 с фиксаторами 7. Бортовая нервюра 8 центроплана и бортовая нервюра 9 консоли соединены между собой с помощью центрирующего штыря 10.

Головные части вертикальных стенок 11,12 крепятся с помощью соединительных болтов 15. Крепление переднего лонжерона 16 с нервюрой 18 центроплана осуществляется с помощью болта 17.

Стыковка центроплана с консолью крыла выполняется в следующем порядке: центрирующий штырь 10 консоли крыла фиксируют в гнездо нервюры 8 центроплана. Одновременно вводят ухо лонжерона 16 в проушину нервюры 18 центроплана. После фиксации производят крепление верхнего наконечника 1 центроплана с верхним наконечником 2 консоли в карманах болтами 5. Одновременно производят соединение полки 3 и вилки 4 посредством соединительных штырей 6 с фиксаторами 7, а также вертикальных стенок 11,12 с помощью болтов.

Очевидно, что центрирующий штырь с тем же эффектом может быть установлен в бортовой нервюре центроплана (не показано), а не консоли. При этом гнездо с втулкой под этот центрирующий штырь были бы выполнены в ответной нервюре консоли.

Изобретение относится к авиации. Узел присоединения каждой консоли к центроплану выполнен в виде продольного вильчатого наконечника нижней панели консоли с отверстиями под элементы, работающие на срез, в виде штырей, охватывающего продольный наконечник нижней панели центроплана с отверстиями. Штыри распределены вдоль указанных наконечников. Нижняя панель консоли на участке ее вильчатого наконечника скреплена посредством бортовой нервюры консоли с ее верхней панелью. Нижняя панель центроплана на участке перед ее наконечником скреплена посредством бортовой нервюры центроплана с его верхней панелью. Выполнение узлов стыковки консолей крыла к центроплану предложенным образом повысит долговечность работы узлов. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Крыло самолета, содержащее левую и правую кессонные консоли, соединенные с центропланом узлами присоединения, включающими скрепленные между собой стыковые фланцы верхних панелей центроплана и консолей и узлы соединения нижних панелей центроплана и консолей с элементами, работающими на срез, отличающееся тем, что узел присоединения каждой из консолей к центроплану выполнен в виде продольного вильчатого наконечника нижней панели консоли с отверстиями под элементы, работающие на срез, в виде штырей, охватывающего продольный наконечник нижней панели центроплана с отверстиями, причем штыри распределены вдоль указанных наконечников, при этом нижняя панель консоли на участке ее вильчатого наконечника скреплена посредством бортовой нервюры консоли с ее верхней панелью, а нижняя панель центроплана на участке перед ее наконечником скреплена посредством бортовой нервюры центроплана с его верхней панелью. 2. Крыло по п.1, отличающееся тем, что каждый из узлов присоединения консолей к центроплану выполнен с центрирующим штырем, установленным в средней части бортовой нервюры консоли или центроплана с возможностью фиксации в выполненном под него гнезде с втулкой в ответной бортовой нервюре центроплана или консоли, соответственно, при стыковке консоли с центропланом и с возможностью силового взаимодействия с втулкой в ответной нервюре при эксплуатационной деформации консоли. 3. Крыло по п.1, отличающееся тем, что нижняя и верхняя панели каждой консоли соединены с соответствующими панелями центроплана на участках перед и позади наконечников соответствующей консоли и центроплана посредством выступающих концов их вертикальных внутренних стенок и соединительных болтов. 4. Крыло по п.1, отличающееся тем, что каждый узел присоединения консолей к центроплану содержит узел присоединения переднего лонжерона консоли к бортовой нервюре центроплана.