KONSTRUKCE KŘÍDLA - I

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "KONSTRUKCE KŘÍDLA - I"

Helena Vávrová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Konstrukční prvky KONSTRUKCE KŘÍDLA - I - Podélné nosné prvky (podélný nosný systém) nosníky, podélné výztuhy - Příčné nosné prvky žebra - Potah - Závěsy, spojovací kování Nosníky přenos zatížení ohybové momenty (pásnice) a posouvající síly (stojina) T tahové napětí horní pásnice stojina dolní pásnice 2 smykové napětí tlakové napětí Síla do pásnice: F = M o /h ef Tahové (tlak.) napětí v pásnici = F/S Smyk. napětí ve stojině = T/(h ef tl. stoj.) Konstrukce nosníků: - skládaný (např. stojina z duralového plechu + frézované ocelové pásnice + přinýtované výztuhy) - z jednoho kusu (kovaný frézovaný nosník) stabilizace stojiny proti zvlnění rozdělení stojiny do polí svislými výztuhami skládaný nosník mechanicky obrobený nosník změny průřezů pásnic po dálce nosníku

) napětí v pásnici = F/S Smyk. napětí ve stojině = T/(h ef tl. stoj.) Konstrukce nosníků: - skládaný (např.

2 KONSTRUKCE KŘÍDLA - II Rozdělení nosníků podle způsobu přenosu ohybu v kořenové části : - hlavní přenáší ohyb - průběžný nepřenáší ohyb na konstrukci trupu - dělený přenáší ohyb na trup (kování s dvojicí čepů) : - pomocný nepřenáší přenáší ohyb do trupu (spoj jedním čepem) Podélné výztuhy a podélníky přenos zatížení: - podélné výztuhy - zvýšení stability potahu (nosníkové konstrukce) - podélníky - stabilizace potahu + přenos podélných napětí s částí potahu okolí podélníku (tzv. spolunosné šířky potahu) (poloskořepiny) Konstrukce: - dělené (charakter pomocného nosníku - nepřenáší zatížení do trupu) - průběžné ( charakter průběžného nosníku) - uchyceno k přírubě (charakter hlavního nosníku - přenáší zatížení do trupu) Provedení: - ohýbaný plech podélné výztuhy - válcované, lisované profily podélníky Žebra Funkce: - zjištění aerodynamického tvaru - přenos aerodynamického zatížení na podélnou nosnou soustavu křídla - stabilizace potahu proti zvlnění (potahová pole mezi žebry) - zavedení lokálních sil uchycení závěsů kormidel, podvozku, pohonných jednotek, místa zlomů nosníků šípových křídel, zesílená žebra - oblasti s výřezy zesílená žebra - prostory vnitřních nádrží v křídle křídla

podélníky - stabilizace potahu + přenos podélných napětí s částí potahu okolí podélníku (tzv.

3 KONSTRUKCE KŘÍDLA - III Konstrukce: - dělené plné (lisované z duralových plechů, odlehčovací otvory, otvory pro průchod mechanismů řízení, zářezy pro podélné výztuhy) - příhradové (velké stavební výšky) Potahy Funkce: - zjištění aerodynamického tvaru (obal) - přenos aerodynamického zatížení na vnitřní konstrukci křídla (netuhé potahy) - pevnostní prvek (tuhé potahy) část nebo kompletní zatížení (panely) (krut torzní skříně kompletní zatížení - nosné skříně, panely) Rozdělení: - netuhé (tkanina) - tuhé tenké (překližka, dural. plechy stabilizace podélníky a žebry - pole) - tuhé panelové (sendvičové, kompozitní, integrální)

křídla (netuhé potahy) - pevnostní prvek (tuhé potahy) část nebo kompletní zatížení (panely) (krut torzní skříně kompletní zatížení - nosné skříně, panely)

4 KONSTRUKCE KŘÍDLA - IV integrální panely tenká křídla nadzvukových letounů Závěsy a spojovací kování Konstrukčně pevnostní rozdělení - staticky určité (závěsná kování norníkových křídel málo zatížených letounů) - pevnostní prvek (vícebodová závěsná kování, přírubové spoje)

staticky určité (závěsná kování norníkových křídel málo zatížených

5 KONSTRUKCE KŘÍDLA - V staticky určité = síly ve spoji lze odvodit ze statické podmínky rovnováhy spoj podélným čepem typu "oko + vidlice" čep lze namáhat pouze na střih odejímá pouze 2 stupně volnosti (2 posuvy ) staticky určitý spoj křídla 3 prostorově vhodně umístěné čepy typu "oko + vidlice" (odejmutí 6 stupňů volnosti tělesa: 3 posuvy + 3 rotace) staticky neurčité - vyšší technologická náročnost, + konstrukce bezpečná po poruše (zálohování "Fail Safe") + efektivní přenos větších zatížení dva odejmuté stupně volnosti staticky určité uchycení jednonosníkového křídla staticky neurčité uchycení dvounosníkov. křídla staticky neurčité uchycení mnohostojinového tenkého křídla alternativa se zadním uchycením

staticky neurčité - vyšší technologická náročnost, + konstrukce bezpečná po poruše (zálohování "Fail Safe") + efektivní přenos větších zatížení dva odejmuté stupně volnosti

6 KONSTRUKCE KŘÍDLA - VI Přírubové spoje - staticky neurčité, přenos velkých zatížení

7 KONSTRUKCE KŘÍDLA VII Letecké tenkostěnné konstrukce

8 KONSTRUKCE KŘÍDLA VIII Konstrukčně pevnostní schémata - rozdělení konstrukcí I. Konstrukce podle způsobu přenosu zatížení potahem - bez nosného potahu: (nepřenáší smyková zatížení - plátno) - nosníkové s vnitřním vyztužením - nosníkové se skříňovým nosníkem - geodetické (historické) - s nosným potahem (smyk od krutu kombinované tah/tlak + smyk) - nosníkové: - jednonosníkové s pomocným nosníkem - dvounosníkové - vícenosníkové - nosníkové poloskořepiny - poloskořepiny - skořepiny II. Konstrukce podle způsobu přenosu zatížení v příčném průřezu - torzní skříň - nosný potah pouze smykové napětí od krutu - nosná skříň - nosný potah smykové napětí od krutu i normálná napětí od tahu/tlaku II. Konstrukce podle počtu dutin v příčném průřezu - jednodutinové jedna torzní nebo nosná skříň - dvou a vícedutinové - více jedna torzních nebo nosných skříní 1. Nosníkové konstrukce (s nosným potahem) Kostra norníkové konstrukce sportovního letounu

(historické) - s nosným potahem (smyk od krutu kombinované tah/tlak + smyk) - nosníkové: - jednonosníkové s pomocným nosníkem - dvounosníkové - vícenosníkové - nosníkové poloskořepiny - poloskořepiny

9 KONSTRUKCE KŘÍDLA IX 1.1 Nosníkové konstrukce s pomocným nosníkem Hlavní nosník přenos ohybu do trupu Pomocný nosník - nepřenáší ohyb na konstrukci trupu!!! (způsob uchycení) (vytváření torzní dutiny, umožňuje uchycení kormidel, staticky určité uchycení křídel malých sportovních letounů, jedno nebo. dvoudutinové Konstrukční schémata:

Pomocný nosník - nepřenáší ohyb na konstrukci trupu!

10 KONSTRUKCE KŘÍDLA X 1.2 Dvounosníkové konstrukce dva hlavní nosníky přenos ohybu do trupu oběma nosníky staticky neurčité uchycení křídel, více zatížená křídla 1.3 Vícenosníkové konstrukce Tenká křídla nadzvukových letounů extrémní ohybová zatížení

trupu oběma nosníky staticky neurčité uchycení křídel, více

11 KONSTRUKCE KŘÍDLA XI 2. Nosníkové poloskořepiny Zhuštěné podélné vyztužení potahu: podélníky + spolunosná šířka potahu přenos tahových/tlakových napětí efektivní zvýšení průřezu pásnic nosníků rozdělení ohybu: nosníky ~ 40% podélníky + spolunosná šířka potahu ~ 40% Není-li přírubový spoj nebo průběžné křídlo podélníky charakter pomocných nosníků (nepřenáší tahové/ tlakové napětí na konstrukci trupu) zesílení kořenové části křídla pro přenos zatížení na pásnice nosníků nosníková poloskořepina průběžného křídla

efektivní zvýšení průřezu pásnic nosníků rozdělení ohybu: nosníky ~ 40% podélníky + spolunosná šířka potahu ~ 40% Není-li

12 KONSTRUKCE KŘÍDLA XII nosníková dvounosníková poloskořepina s nosnou skříní děleného šípového křídla středního proudového letounu s pohonnými jednotkami na trupu: 3. Poloskořepiny nosníky konstrukčně efektivní do zatížení pásnice cca 2t/cm šířky zhuštění podélníků nosníkových poloskořepin na úkor pásnic nosníků nosníky: - stojiny (posouvající síla) - pásnice průřezově blízké podélníkům konstrukční schéma nosné skříně skořepinového charakteru z pásnic a z huštěných podélníků se spolunosnou šířkou potahu připojené přírubovým spojem

Poloskořepiny nosníky konstrukčně efektivní do zatížení pásnice cca 2t/cm šířky zhuštění podélníků nosníkových poloskořepin na úkor

13 KONSTRUKCE KŘÍDLA XIII Výhody poloskořepinové konstrukce panelizace (souběžná výroba potahov. panelů) Nevýhody obtížnější zavádění lokálních sil, větší otvory v konstrukci Poloskořepinové konstrukce křídel velkých dopravních letounů Nosná poloskořepinové skříň z předního a zadního nosníku (v kořen. části od motoru často zesílena vnitřním nosníkem dvoudutinová nosná skříň) uchycení: žebra: přírubový šikmý spoj k vnitřnímu trupovému centroplánu podélná ve směru letu (kvalitnější aerodynamický tvar a povrch, snazší přenos ohybu v místě šikmého spoje křídlo trup, ) kolmá na nosníky (kratší, lehčí, lepší technologie spojení s nosníkem, ) B-737 A-300

skříň z předního a zadního nosníku (v kořen.

14 KONSTRUKCE KŘÍDLA XIV Konstrukce schéma křídla letounu DC-10

15 KONSTRUKCE KŘÍDLA XV Konstrukce schéma křídla letounu L-1011

16 KONSTRUKCE KŘÍDLA XVI 4. Skořepiny teoreticky = dutina bez vnitřních nosných prvků zatížení přenášené pouze tuhým potahem "potah nese vše" prakticky = vyztužující podélné a svislé prvky Typy skořepin: 1. Integrální panelové konstrukce - tenká křídla nadzvukových letounů viz Potahy, KONSTRUKCE KŔIDLA IV mechanicky nebo chemiky frézované potahové panely - pro zvýšení tuhosti soustava hustých stojin tzv mnohostojinové konstrukce - kompozitní panely sendvičové skořepiny 2. Sendvičové skořepiny výhody tuhost, povrch výhody - zaváděné lokální síly, spoje, obtížná kontrola, opravitelnost, odolnost proti rázu

17 POLOHA A USPOŘÁDÁNÍ KŘÍDLA Konfigurace křídlo - trup Hornoplošník: + menší vzdálenost trup- země (provoz),nečistoty do motoru, vyšší max vztlak - hmotnější konstrukce (nouzové přistání na trupu, uchycení podvozku), větší SOP Středoplošník: + nejmenší interferenční odpor - průchod křídla středem trupem u průběžného křídla Dolnoplošník: + nízký podvozekr - největší interferenční odpor aerodynamické přechody, největší vzepětí (stranová stabilita) Vícekřídlé uspořádání

Středoplošník: + nejmenší interferenční odpor - průchod křídla středem trupem u průběžného křídla Dolnoplošník: +

18 SPOJENÍ KŘÍDLO TRUP I Křídlo: 1. nedělené (průběžné) + závěsné uchycení, které není namáháno ohybem křídla - výrobně a montážně náročnější větší celek, omezení vnitřních prostor trupu 2. dělené podle polohy dělicí roviny: - v rovině symetrie letounu (charakter nedělen. křídla minimalizován přenos ohybu na trup) - u trupu -. na konci centroplánu (menší síly ve spoji, v trupu charakter nedělen. křídla - ohyb)

náročnější větší celek, omezení vnitřních prostor trupu 2.

19 SPOJENÍ KŘÍDLO TRUP II Centroplán Spojení křídel velkých dopravních letounů na spojovací box v trupu = vnitřní centroplán

20 SPOJENÍ KŘÍDLO TRUP III Šípová křídla Zlom nosníku (křídlo trupový nosník) rozklad ohybového momentu M o na. - ohyb do trupového nosníku M o cosγ - krut namáhající místo zlomu M o sinγ Konstrukční opatření: zesílení oblasti v místě zlomu: - zesílené žebro (kořenové) - příčná výztužná žebra - zesílení nosníku (pásnice)

- ohyb do trupového nosníku M o cosγ - krut namáhající místo zlomu M o sinγ

21 SPOJENÍ KŘÍDLO TRUP IV Konstrukční příklad zesílení nosníků poloskořepinové skříně šípového křídla

Podobné dokumenty

STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - I

STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - I Stabilizační plocha pomocná vztlaková plocha, která stabilizuje letový režim ("vhodné letové vlastnosti při odchylkách z ustáleného letového režimu) Stabilita: vznik