Конструкция несущей аэродинамической поверхности летательного аппарата Советский патент 1991 года по МПК B64C3/26 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции несущей аэродинамической поверхности летательного аппарата, используемой, например, в крыле или его механизации.

Известна конструкция аэродинамической поверхности, состоящая из отдельных секций..

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкция несущей аэродинамической поверхности ЛА. содержащая телескопически вставленные друг в друга по размаху поверхности полые секции, состоящие из обшивок и нервюр, и несущие лонжероны, на которых закреплены секции крыла.

Недостатками этих конструкций являет- ся внутреннее расположение в крыле несущих лонжеронов и уменьшение за счет этого их

строительной высоты, раздельное выполнение обшивок и нервюр в каждой секции, что приводит к утяжелению конструкции в целом.

Цель изобретения - уменьшение веса конструкции несущей аэродинамической поверхности летательного аппарата.

Это достигается тем. что секции выполнены в виде чашек, последовательно скрепленных между собой по замкнутому контуру и образующих кессон, при этом стенки чашек составляют обшивки кессона, а донышки-его нервюры.

С целью увеличения прочности конструкции к стенкам скрепленных между собой чашек присоединены непрерывные вдоль размаха поверхности накладки. При этом чашки и накладки могут быть выполнены из слоистого волокнистого композиционного

материала, причем волокна .в накладках ориентированы вдоль размаха поверхности, а волокна в стенках и донышках каждой чашки - под углом +-45° к направлениям размаха и хорды поверхности соответственно.X

На фиг.1 изображена консоль) крыла самолета; на фиг.2 -сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Консоль крыла самолета содержит телескопически вставленные друг в друга по размаху крыла полые секции, выполненные в виде чашек 1, образующих кессон, стенки 2 которого составляют обшивки, а донышки 3 - его нервюры, К стенкам 2 скрепленных между собой по замкнутому контуру чашек 1 присоединены непрерывные вдоль размаха крыла накладки 4.

Чашки 1 и накладки 4 выполнены из волокнистого композиционного материала, например углепластика. Волокна 5 накладок 4 ориентированы вдоль размаха крыла, а волокна 6 обшивок 2 и нервюр 3 - под углом +-45° к направлениям размаха и хорды крыла соответственно.

Аэродинамическая нагрузка, действующая на консольную часть крыла в виде изгибающих и крутящихся моментов и перерезывающей силы, воспринимается стенками 32 и донышками 3 чашек 1 и накладками 4.Выполнение секций в виде чашек уменьшает количество стыков в конструкции, а следовательно, снижает ее вес, особенно при выполнении конструкции из композиционных материалов.

Образование скрепленных между собой чашками секций несущего кессона, вписанного в аэродинамический контур конструкции, увеличивает его строительную высоту, а следовательно, моменты инерции сечений и снижает вес конструкции в целом.

Наличие непрерывных вдоль размаха конструкции накладок, прикрепленных к стенкам чашек, обеспечивает необходимую прочность конструкции при ее минимальном весе.

Применение в конструкции слоистого композиционного материала (КМ) с высокими удельными прочностью и жесткостью (например углепластика, боропластика, бороалюминия и т.д.) и предложенной ориентации волокон снижает вес конструкции и одновременно увеличивает ее прочность и жесткость. Ориентация волокон в накладках в направлении размаха обеспечивает максимальную прочность и жесткость КМ при

восприятии конструкцией изгибающего момента. .

Ориентация волокон в стенках и донышках чашек под углами +-45° к направлениям размаха и хорды конструкции соответственно обеспечивает максимальные прочность и жесткость композиционного материала при восприятии конструкцией изгибающего момента.

Ориентация волокон в стенках и донышках чашек под углом +-45° к направлениям размаха и хорды конструкции соответственно обеспечивает максимальные прочность и жесткость КМ при восприятии конструкцией сдвиговых нагрузок.

Результаты проектирования руля направления одного из изделий, показали, что предлагаемое конструктивное решение позволяет уменьшить вес руля на 30%.

.Т

4:А поверни/то

1.КОНСТРУКЦИЯ НЕСУЩЕЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащая телескопически вставленные друг в друга по размаху поверхности полые секции, от л и- ч а ю щ а я с я тем. что. с целью уменьшения ее веса, в ней секции выполнены в виде чашек, последовательно скрепленных между собой по замкнутому контуру и образующих кессон, при этом стенки чашек составляют обшивки кессона, а донышки чашек - его нервюры.-2.Конструкция по П.1. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что. с целью увеличения ее прочности. к стенкам скрепленных между собой чашек присоединены непрерывные вдоль размаха поверхности накладки.3.Конструкция по ПП.1 и 2. от л и ч а ю- щ а я с я тем. что чашки и накладки выполнены из слоистого волокнистого композиционного материала, при этом волокна в накладках ориентированы вдоль размаха поверхности, а волокна в стенках и донышках каждой чашки - под углом 45** к направлениям размаха и хорды поверхности соответственно.

BS

4 J

Ш.З