RU2709976C1 - Aircraft wing, aircraft wings caisson, center wing, spar (versions) - Google Patents
Aircraft wing, aircraft wings caisson, center wing, spar (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2709976C1 RU2709976C1 RU2019108376A RU2019108376A RU2709976C1 RU 2709976 C1 RU2709976 C1 RU 2709976C1 RU 2019108376 A RU2019108376 A RU 2019108376A RU 2019108376 A RU2019108376 A RU 2019108376A RU 2709976 C1 RU2709976 C1 RU 2709976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- spar
- caisson
- ccc
- ribs
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/18—Floors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/26—Attaching the wing or tail units or stabilising surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/22—Geodetic or other open-frame structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений, связанная единым творческим замыслом, относится к области авиационной техники, а именно, к конструкциям пассажирских и грузовых широкофюзеляжных самолетов и может быть использована в конструкциях крыла, частей крыла - центроплана, консолей, кессона крыла с силовыми наборами, включающими конструкции лонжеронов и нервюр.The group of inventions related by a single creative concept relates to the field of aviation technology, namely, to the designs of passenger and cargo wide-body aircraft and can be used in wing structures, wing parts - center section, consoles, wing box with power sets, including spars and ribs designs .
Из уровня техники известно крыло самолета, выполненное стреловидным, включающим центроплан, неотъемную и отъемную консольные части крыла (см. в кн. М.Н. Шульженко «Конструкция самолетов» изд. Машиностроение», М. 1971 г. стр. 78-81.), содержащее силовой каркас с несущими лонжеронами и нервюрами, совместно образующими кессон с тонкими бесстрингерными обшивками (см. там же стр. 80, рис. 2.23).It is known from the prior art that an airplane wing is made swept, including a center wing, an integral and detachable cantilever wing part (see in the book by MN Shulzhenko “Aircraft Design” ed. Mechanical Engineering, M. 1971, pp. 78-81. ), containing the power frame with bearing spars and ribs, together forming a caisson with thin striation-free casing (see ibid., p. 80, Fig. 2.23).
Недостатками технических решений такого крыла и его силовых частей являются повышенная материало- и трудоемкость изготовления конструктивных узлов, низкая собственная жесткость обшивок крыла, что чревато повышенной повреждаемостью в виде местных вмятин в эксплуатации и повышенные трудности технического обслуживания крыла ЛА в эксплуатации при проведении ремонтных операций. Из уровня техники известна конструкция крыла ЛА, содержащего каркас в виде кессона с наборами силовых элементов и панелями обшивок, состоящего из корневой и концевой частей, последние из которых выполнены из слоистого композиционного материала (см. патент RU 2191137, В64С, опубл. 20.10.2002).The disadvantages of the technical solutions of such a wing and its power parts are the increased material and laboriousness of the manufacture of structural units, the low intrinsic rigidity of the wing skins, which is fraught with increased damage in the form of local dents in operation and increased difficulties in maintenance of the aircraft wing in operation during repair operations. The prior art design of the wing of an aircraft containing a frame in the form of a caisson with sets of power elements and panels of skin, consisting of root and end parts, the latter of which are made of layered composite material (see patent RU 2191137, B64C, publ. 20.10.2002 )
К недостаткам данного технического решения относятся невысокие технико-экономические и эксплуатационные показатели крыла.The disadvantages of this technical solution include the low technical, economic and operational performance of the wing.
Из уровня техники известно также стреловидное крыло самолета, состоящее из центроплана, левой и правой консолей крыла и содержащее силовой каркас в виде кессона, образованного из элементов продольного и поперечного силовых наборов; продольный силовой набор включает лонжероны, и стрингеры, жестко связанные с панелями обшивок крыла; поперечный силовой набор кессона крыла включает нервюры, при этом крыло содержит секционированный топливный бак, носовую и хвостовую части и механизацию крыла, включающую, подвижно прикрепленные к переднему лонжерону левый и правый секционированные предкрылки, закрылки, элероны, интерцепторы и тормозные щитки (см. патент RU 2557638 С1).The swept wing of an aircraft is also known from the prior art, consisting of a center wing, left and right wing consoles and containing a power frame in the form of a caisson formed from elements of longitudinal and transverse power sets; longitudinal power set includes spars, and stringers, rigidly connected with the panels of the skin of the wing; the transverse wing set of the wing box includes ribs, while the wing contains a sectioned fuel tank, nose and tail parts and wing mechanics, including left and right sectioned slats, flaps, ailerons, spoilers and brake flaps, which are movably attached to the front spar (see RU patent 2557638 C1).
К недостаткам данного технического решения относятся относительно невысокая проработанная область применения крыла, конструкция которого предназначена для среднемагистральных самолетов, а точечные значения параметров существенно сужает область, оставляя нераскрытыми в изобретении значения соответствующих параметров крыла для широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов.The disadvantages of this technical solution include the relatively low developed area of application of the wing, the design of which is intended for medium-haul aircraft, and the point values of the parameters significantly narrow the region, leaving the values of the corresponding wing parameters for wide-body long-haul aircraft unopened in the invention.
Задача, решаемая заявленной группой изобретений, заключается в разработке и совершенствовании конструкции крыла для широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов, повышении технико-экономических и эксплуатационных характеристик, а также безопасности и надежности полетов.The problem solved by the claimed group of inventions is to develop and improve the design of the wing for wide-body long-haul aircraft, increasing technical, economic and operational characteristics, as well as safety and reliability of flights.
Поставленная задача в части крыла решается тем, что крыло самолета выполнено стреловидным в плане и снабжено по концам «вертикальной» законцовкой крыла (ВЗК) с углом αл.к. стреловидного отклонения линии вершин лобовой кромки (носиков) крыла от плоскости, нормальной к плоскости симметрии самолета, определенным в диапазоне значений αл.к.=(0,47÷0,66) [рад]; хвостовая кромка консольной части крыла выполнена с изломом в плане под углами βx.к.1 и βх.к.2 стреловидного отклонения от плоскости, нормальной к плоскости симметрии самолета, участков хвостовой кромки крыла до и после точки излома, определенными в диапазонах значений βx.к.1=(0,14÷0,20) [рад], βх.к.2=(0,3÷0,43) [рад], где βх.к.1 - угол отклонения в плане от упомянутой плоскости участка хвостовой кромки от фюзеляжа до точки излома кромки длиной Lx.к.1; βх.к.2=(βх.к.1+Δβх.к.) [рад], где βх.к.2 - то же, угол отклонения участка хвостовой кромки от точки излома до ВЗК длиной Lx.к.2; Δβх.к. - угол между пролонгированными участками линии кромки до и после точки излома хвостового контура крыла в плане; при этом крыло самолета включает несущую конструкцию с каркасом в виде кессона и систему поверхностей управления аэродинамическим качеством крыла, представляющую механизацию крыла, и включающую предкрылки, закрылки, тормозные щитки, элероны, интерцепторы, подвижно прикрепленные к несущим конструкциям кессона крыла и подключенные к исполнительным механизмам системы управления механизацией крыла с возможностью выполнения пространственных эволюций изменения аэродинамического качества крыла на разных этапах полета; причем несущая конструкция крыла включает жестко соединенные - центроплан (ЦЧК) и симметричные герметично примыкающие к нему через неразъемный в эксплуатации стыковой узел (условно не показано) левую и правую консоли полукрыла; каждая из консолей состоит из двух частей, неразъемной консольной части (КЧК) крыла, герметично примыкающей к центроплану, и соединенной с ней в каждом полукрыле через разъемный стыковой узел отъемной частью ОЧК; указанные части крыла выполнены с соотношением длин, определенным в диапазонах значений (ЦЧК):(КЧК):(ОЧК)=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95); при этом силовой каркас кессона указанных частей крыла образован из элементов продольного и поперечного наборов; продольный набор силового каркаса кессона каждой из указанных частей крыла образован из ориентированных по размаху крыла элементов и включает, по меньшей мере, передний и задний лонжероны, а также жестко связанные с ними в составе ЦЧК, КЧК и ОЧК верхнюю и нижнюю силовые обшивки, выполненные из панелей, усиленных стрингерами продольного набора размещенными в пределах указанных частей крыла с шаговой частотой, определенной в диапазоне γш.ч.ст.=(4,64÷6,55) [ед/п.м.]; поперечный набор каркаса кессона указанных частей крыла состоит из нервюр, установленных между передним и задним лонжеронами и выполненных в КЧК и ОЧК с уменьшением длины Lн. и высоты миделя Нм.н. каждой последующей более удаленной от фюзеляжа нервюры в функции от уменьшения высоты Нм.к.i. миделя Lн.i;=f(Bк.i.; Lк.i.) и ширины Вк аэродинамического профиля Lк.i. кессона Hм.н.i.=f(Hм.к.i.; Lк.i.), причем поперечный набор кессона крыла составляют нервюры, формирующие с обшивками аэродинамический профиль крыла, каждая консоль крыла содержит нервюры в количестве, определенном в диапазоне значений Nn=(40÷50), с уменьшением высоты минимального миделя периферийной нервюры ОЧК относительно высоты миделя бортовой нервюры в Nм.n. раз, что количественно определено в диапазоне относительных значений из выражения Nн.м.n.=Hmax м.n. кчк/Hmin м.n. очк=(5,99÷8,47) раз; при этом соотношение длин Lx.к.1 и Lx.к.2 участков хвостовой кромки крыла самолета может быть определено в диапазоне значений Lx.к.1:Lx.к.2=(0,44÷0,61), где Lx.к.1 - длина хвостовой кромки от фюзеляжа до точки излома указанной кромки в плане; Lx.к.2 - то же, длина участка хвостовой кромки крыла от точки излома в плане до ВЗК; кроме того часть площади ΔF1 полуразмаха крыла в плане в проекции на базовую плоскость крыла, считая от борта фюзеляжа до условной плоскости, параллельной вертикальной плоскости симметрии самолета и проходящей через точку излома хвостовой кромки крыла, может соотноситься с площадью ΔF2 периферийной части полуразмаха крыла, расположенной за точкой излома упомянутой кромки, как NΔF1/ΔF2=1,0 (±4,7%)÷1,0 (±4,7%), а безразмерная величина Fочк/кчк отношения площадей Fочк и Fкчк несущей части кессона полукрыла в плане может быть определена в диапазоне значений Fочк/кчк=Fочк:Fкчк=(0,84÷1,18)×10-1; при этом относительная площадь ΔFa.п.к. аэродинамической поверхности несущей части крыла (кессона) в плане может составлять ψ=ΔFa.п.к/Fo.п.к.=(0,43÷0,61)0,51 от общей поверхности Fo.п.к. крыла, создающей аэродинамическую подъемную силу и включающей суммарную площадь ΔFп.y.a.к. поверхностей элементов управления аэродинамическим качеством крыла, непосредственно участвующих в создании аэродинамической подъемной силы в полете самолета, здесь Fo.п.к.=(ΔFa.п.к.+ΔFп.y.a.к.); в поперечный набор кессона крыла могут входить нервюры кессона, которые могут быть подразделены на силовые, нервюры - перегородки, нервюры ограниченного перетекания топлива и рядовые; а также Nб.ц. балок центроплана в количестве Nб.ц.=(3÷7), установленных параллельно оси самолета; при этом нервюры могут быть размещены между передним и задним лонжеронами и выполнены в КЧК и ОЧК с уменьшением длины Lн. миделя Нм.н. последующих нервюр по мере удаления от фюзеляжа и высоты относительно аэродинамического профиля крыла максимально на двойную высоту стрингеров панелей обшивок кессона крыла.The task in the wing is solved by the fact that the wing of the aircraft is swept in plan and equipped at the ends of the "vertical" wingtip (WZC) with an angle α lk arrow-shaped deviation of the line of the tops of the frontal edge (spouts) of the wing from the plane normal to the plane of symmetry of the aircraft, defined in the range of α lk = (0.47 ÷ 0.66) [rad]; the tail edge of the cantilever part of the wing is made with a kink in the plan at angles β x.k.1 and β h.k.2 β x.k.1 = (0.14 ÷ 0.20) [rad], β x.k.2 = (0.3 ÷ 0.43) [rad], where β x.k.1 - deviation angle in plan from the aforementioned plane of the tail edge portion from the fuselage to the edge break point of length L x.k.1 ; β h.k. 2 = (β h.k. 1 + Δβ h.k. ) [rad], where β h.k. 2 is the same, the angle of deviation of the tail edge portion from the fracture point to the IBD of length L x. K.2 ; Δβ h.k. - the angle between the prolonged sections of the edge line before and after the break point of the wing tail contour in the plan; the wing of the aircraft includes a supporting structure with a frame in the form of a caisson and a system of surfaces for controlling the aerodynamic quality of the wing, which represents the mechanization of the wing, and includes slats, flaps, brake flaps, ailerons, spoilers, movably attached to the supporting structures of the wing box and connected to the actuators of the system control wing mechanization with the ability to perform spatial evolutions of changes in the aerodynamic quality of the wing at different stages of flight; moreover, the supporting structure of the wing includes rigidly connected - the center section (CSC) and symmetrical hermetically adjacent to it through the integral in operation butt assembly (not shown conditionally) of the left and right console half wing; each of the consoles consists of two parts, a one-piece console part (CCC) of the wing, which is tightly adjacent to the center section, and connected to it in each half-wing via a detachable butt assembly with a detachable part of the SCC; the indicated parts of the wing are made with the ratio of lengths defined in the ranges of values (CSC) :( CSC) :( CSP) = 1: (2.93 ÷ 4.14) :( 0.67 ÷ 0.95); wherein the power frame of the caisson of the indicated parts of the wing is formed from elements of the longitudinal and transverse sets; a longitudinal set of the power box of the caisson of each of the indicated parts of the wing is formed from elements oriented along the wing span and includes at least the front and rear spars, as well as the upper and lower power sheaths rigidly connected with them as a part of the CCC, CCC and CCC, made of panels reinforced by stringers longitudinally placed within the set of said wing portions with the intermittent frequency determined in the range of γ sh.ch.st. = (4.64 ÷ 6.55) [unit / m.]; the transverse set of the frame of the caisson of the indicated parts of the wing consists of ribs installed between the front and rear spars and made in CCF and PF with a decrease in length L n. and midship heights N m each subsequent rib more distant from the fuselage as a function of reducing the height N m.k.i. midsection L н.i ; = f (B к.i .; L к.i. ) and width В к of the aerodynamic profile L к.i. caisson H m.i. = f (H mk.i .; L k.i. ), moreover, the cross section of the wing box is composed of ribs that form the wing aerodynamic profile with skin, each wing console contains ribs in an amount defined in the range of values of N n = (40 ÷ 50), with a decrease in the height of the minimum midsection of the peripheral rib OCHK relative to the height of the midsection of the side rib in N m.n. times, which is quantified in the range of relative values from the expression N n.m.n. = H max m.n. CCC / H min m.n. point = (5.99 ÷ 8.47) times; the ratio of the lengths L x.k.1 and L x.k.2 of the sections of the tail edge of the wing of the aircraft can be determined in the range of values L x.k.1 : L x.k.2 = (0.44 ÷ 0.61 ), where L x.к.1 - the length of the tail edge from the fuselage to the break point of the specified edge in the plan; L x.k.2 - the same, the length of the section of the tail edge of the wing from the point of break in plan to the IBD; in addition, a part of the half-span area ΔF 1 of the wing in the projection onto the wing base plane, counting from the side of the fuselage to the conventional plane parallel to the vertical plane of symmetry of the aircraft and passing through the break point of the wing tail edge, can be correlated with the area ΔF 2 of the peripheral part of the half-span of the wing, located beyond the break point of the mentioned edge, as N ΔF1 / ΔF2 = 1.0 (± 4.7%) ÷ 1.0 (± 4.7%), and the dimensionless value F points / kchk area ratio F points and F kchk carrier parts of the caisson half wing in terms of can be determined in the range of beginnings F points / kchk = F points : F kchk = (0.84 ÷ 1.18) × 10 -1 ; the relative area ΔF a.p. the aerodynamic surface of the bearing part of the wing (caisson) in the plan can be ψ = ΔF a.p.c / F o.p. = (0.43 ÷ 0.61) 0.51 from the total surface F o.p. wing, creating aerodynamic lifting force and including the total area ΔF p.yak. surfaces of the aerodynamic quality control elements of the wing that are directly involved in creating aerodynamic lift in an airplane’s flight, here F o.p. = (ΔF a.p.c. + ΔF p.yak. ); the transverse set of the wing box can include the box ribs, which can be subdivided into power, rib - partitions, ribs of limited flow of fuel and ordinary; and also N b.ts. beams of the center section in the amount of N b.ts. = (3 ÷ 7) installed parallel to the axis of the aircraft; while the ribs can be placed between the front and rear spars and are made in CCF and PF with decreasing length L n. midship N N.M. subsequent ribs as you move away from the fuselage and the height relative to the aerodynamic profile of the wing maximally double the height of the stringers of the panels of the skin of the wing box.
Поставленная задача в части кессона крыла самолета решается тем, что кессон наделен функцией несущей части крыла, имеет силовой каркас коробчатого типа, выполнен сборным по количеству технологических узлов крыла и включает узел центральной части крыла (ЦЧК) - центроплан, который смонтирован за одно целое с фюзеляжем, и жестко герметично соединен с составным кессоном левой и правой консолей крыла, каждая из которых включает эксплуатационно неразъемную с кессоном центроплана часть крыла (КЧК), разъемно соединенную с отъемной частью крыла (ОЧК), наделенной смонтированным на периферийном конце технологическим узлом «вертикальной» законцовки крыла (ВЗК); соотношение длин указанных модулей принято в диапазоне значений (ЦЧК):(КЧК):(ОЧК)=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95); указанные части кессона соединены по размаху крыла через технологические стыки не менее, чем двумя передним и задним силовыми лонжеронами; при этом прямоугольный в плане кессон ЦЧК выполнен с соотношением сторон B/L, определенным в диапазоне B/L=(0,77÷1,09), где В - размер центроплана по длине фюзеляжа [м], L - то же, по размаху крыла; силовой каркас кессонов указанных модулей несущей части крыла образован элементами продольного и поперечного наборов, в первый из которых входят упомянутые передний и задний лонжероны и усиленные стрингерами профилированные панели верхней и нижней обшивок, образующие участки суперкритического аэродинамического профиля несущей части крыла; а силовой каркас ЦЧК дополнительно включает от трех до семи промежуточных лонжеронов; а поперечный набор силовых элементов каркаса кессонов содержит нервюры, формирующие указанный профиль несущей части крыла, выполненные в виде балок, соединенных поясами с верхней и нижней обшивками кессона через стрингеры и установленные с ними через один дискретные межстрингерные компенсаторы, ориентированные по оси нервюры; причем в поперечном наборе использованы следующие дифференцированные по степени полифункциональности назначения, нагруженности и конструктивному исполнению типы нервюр: - силовые, нервюры-перегородки, нервюры ограниченного перетекания топлива в секционированном топливном баке в ЦЧК и КЧК и рядовые нервюры; а панели обшивки продольного силового набора кессона выполнены переменной толщины по длине и с чередованием участков различной толщины в направлении по хорде крыла с образованием на внутренней стороне обшивки продольных корытообразных уменьшений толщины под стрингеры и нормальных к ним расположенных между стрингерами поперечных внутренних утолщений обшивки по оси нервюр; при этом кессон выполнен переменной высоты и ширины по размаху консоли крыла, выраженной по осям переднего и заднего лонжеронов КЧК и ОЧК, с характерными точками по торцам нервюр, осредненными градиентами уменьшения высоты от фюзеляжа к ВЗКThe problem in terms of the wing box of the aircraft is solved by the fact that the box is endowed with the function of the load-bearing part of the wing, has a box-shaped power frame, is made prefabricated in terms of the number of technological units of the wing, and includes a node of the central part of the wing (CSC) - the center section, which is mounted in one piece with the fuselage , and is rigidly hermetically connected to the composite caisson of the left and right wing consoles, each of which includes the wing part (CCC), which is operationally inseparable with the center section caisson, detachably connected to the detachable wing part ( CHK) endowed mounted on the distal end processing unit "vertical" winglets (IBD); the ratio of the lengths of these modules is accepted in the range of values (CCC) :( CCC) :( CCC) = 1: (2.93 ÷ 4.14) :( 0.67 ÷ 0.95); the indicated parts of the caisson are connected by the wingspan through technological joints by at least two front and rear power side members; in this case, the CCC casing, rectangular in plan, is made with the aspect ratio B / L defined in the range B / L = (0.77 ÷ 1.09), where B is the size of the center section along the fuselage length [m], L is the same, according to wingspan; the power frame of the caissons of these modules of the wing portion of the wing is formed by elements of longitudinal and transverse sets, the first of which includes the front and rear spars and stringer-reinforced profiled panels of the upper and lower skins forming sections of the supercritical aerodynamic profile of the wing portion; and the power frame of the Central Control Commission additionally includes from three to seven intermediate spars; and the transverse set of power elements of the frame of the caissons contains ribs that form the specified profile of the wing bearing part, made in the form of beams connected by belts to the upper and lower casing of the caisson through stringers and installed with them through one discrete interstring compensator oriented along the axis of the ribs; moreover, in the transverse set, the following types of ribs are used, differentiated by the degree of multifunctionality of the purpose, load, and design: - power ribs, partitions, ribs of limited flow of fuel in a sectioned fuel tank in the central fuel cell and CCC and ordinary ribs; and the lining panels of the longitudinal power box of the caisson are made of variable thickness along the length and alternating sections of different thickness in the direction along the wing chord with the formation on the inner side of the lining of longitudinal trough-like thickness decreases for the stringers and normal to them transverse internal thickenings of the lining located between the stringers along the axis of the ribs; wherein the caisson is made of variable height and width along the span of the wing console, expressed along the axes of the front and rear spars of the CCC and the SCC, with characteristic points along the ends of the ribs, averaged gradients of decreasing height from the fuselage to the SCC
Gн.л.п.=(Hmax л.п.-Hmin л.п.)/Lл.п.=(3,1÷4,4)×10-2 [м/м] иG nl = (H max hp- H min hp ) / L hp = (3.1 ÷ 4.4) × 10 -2 [m / m] and
Gн.л.з.=(Hmax л.з.-Hmin л.з.)/Lл.з.=(2,9÷4,1)×10-2 [м/м], гдеG n.a.s. = (H max hp- H min hp ) / L hp = (2.9 ÷ 4.1) × 10 -2 [m / m], where
Hmax л.п. и Hmin л.п. - максимальная и минимальная высота [м] переднего лонжерона, соответственно у фюзеляжа самолета и у периферийного конца ОЧК [м]; Hmax л.з. Hmin л.з. - то же, высота [м] заднего лонжерона у периферийного конца ОЧК; Lл.п. и Lл.з. - соответственно длина [м] переднего и заднего лонжеронов в пределах (КЧК + ОЧК); и градиентом уменьшения ширины кессона (схождения лонжеронов)H max l.p. and H min l.p. - the maximum and minimum height [m] of the front spar, respectively, at the fuselage of the aircraft and at the peripheral end of the BOC [m]; H max hp H min hp - the same, the height [m] of the rear spar at the peripheral end of OCHK; L L.P. and L hp - respectively, the length [m] of the front and rear side members within (CSC + CLC); and the gradient of reducing the width of the caisson (convergence of the side members)
Gш.к.=(Вш.к. max-Вш.к. min)/Lк.=(0,126÷0,177) [м/м]; гдеG W.C. = (In high-latitude max -V high - latitude min ) / L c. = (0.126 ÷ 0.177) [m / m]; Where
Вк.max - максимальная ширина [м] кессона у фюзеляжа; Вк. min - минимальная высота [м] лонжерона у периферийного конца ОЧК; Lк. - длина кессона Lк.=(LКЧК+LОЧК) [м] в установочной плоскости крыла.In k.max - maximum width [m] of the caisson near the fuselage; In K. min - the minimum height [m] of the spar at the peripheral end of OCHK; L k -.. L to the length of the caisson = (L + L POINTS CCC) [m] in the mounting plane of the wing.
Кессон крыла самолета может включать состыкованные кессон КЧК с кессоном ОЧК с сопряжением состыкованных участков заднего лонжерона в плане в одну прямую линию или вариантно с микроотклонениями оси корневого участка заднего лонжерона в пределах КЧК на угол до η1,з.л.≤-6,9×10-2 (-40) [рад] относительно направления полета с образованием микроизлома оси заднего лонжерона в плане в точке соединения ОЧК с КЧК на угол до η2,з.л.≤+5,2×10-2 [рад].An airplane wing box may include a docked box with a CCF box and an box with a box with conjugation of docked sections of the rear side member in plan in one straight line or, optionally, with micro deviations of the axis of the root section of the rear side member within the CCC by an angle up to η 1, p. ≤-6.9 × 10 -2 (-4 0 ) [rad] relative to the direction of flight with the formation of a micro-fracture of the axis of the rear spar in the plan at the point of connection between the BF and the BCC at an angle of up to η 2, p. ≤ + 5.2 × 10 -2 [rad].
Поставленная задача группы изобретений, связанных единым творческим замыслом в части центроплана решается тем, что центральная часть крыла самолета - центроплан, силовой каркас которого выполнен в виде кессона, собранного за одно целое с фюзеляжем самолета, вмонтирован в нижнюю половину высоты фюзеляжа, с которым соединен внахлестку приконцевой частью переднего и заднего лонжеронов с концевыми элементами силовых шпангоутов, выполненными в виде плоских плит, примыкающих с внешней стороны к стенке лонжерона; кроме того кессон ЦЧК вписан в уступ верхнего пояса и соответствующей части стенки расположенных под ним двух продольных балок фюзеляжа на глубину перепада высот балок, не менее высоты кессона ЦЧК, размещаемого в зоне указанного перепада высот без превышения высотного промежутка над конструкцией гермоднища в центральном отсеке салона самолета; причем кессон ЦЧК крыла самолета имеет прямоугольную в плане конфигурацию, выполнен с превышением длины Lц.ч.к. по размаху крыла над шириной Вц.ч.к. в N=L ц.ч.к./Вц.ч.к. = (1,05÷1,17) раз, и включает жестко связанные с образованием перекрестной силовой рамы продольный (по размаху крыла) и поперечный силовые наборы, в первый из которых, продольный по размаху крыла, входят передний и задний лонжероны, а также расположенные между ними с шаговой частотой γл≥(0,92÷1,38) [ед/м.п.] от трех до семи промежуточных лонжеронов; а второй из указанных поперечный набор силового каркаса ЦЧК включает не менее трех силовых нервюр, средняя из которых совмещена с плоскостью симметрии самолета, разрезана промежуточными лонжеронами на количество отсеков, превышающее на единицу число промежуточных лонжеронов ЦЧК и состыкованных торцами крайних секций нервюры силовыми соединениями с передним и задним лонжеронами ЦЧК, и остальными торцами секций, включая промежуточные, соответственно со всеми промежуточными лонжеронами ЦЧК, а две крайних нервюры ЦЧК совмещены с левым и правым бортами фюзеляжа; крайние лонжероны и нервюры, жестко соединены по контуру кессона ЦЧК с панелями верхней и нижней обшивок, выполненных переменной толщины δоб. от минимальной δmin об. у переднего до максимальной δmax об. у заднего лонжерона, удовлетворяющих условию δmax об.≥1,2 δmin об; панели обшивок выполнены сборно-монолитными и наделены погонажными элементами продольного силового набора (по размаху крыла) с образованием комбинированной конструкции в виде обшивки, жестко соединенной со стрингерами, расположенными между промежуточными и крайними лонжеронами ЦЧК с шаговой частотой γст.цчк, определенной в диапазоне значений γст.цчк = (4,64÷6,55) [ед/м.п.], ориентированных параллельно лонжеронам ЦЧК, и увеличивающих общую и местную жесткость, момент инерции панелей каркаса ЦЧК и несущую способность каркаса, на величину, достаточную для восприятия и обеспечения необходимого превышения несущей способности на расчетные сочетания максимальных статических и динамических нагрузок на крыло с запасом прочности не менее чем в 1,2 раза; при этом кессон ЦЧК включает ориентированные по размаху крыла передний и задний лонжероны ЦЧК из состава продольного силового набора кессона крыла и от трех до семи промежуточных лонжеронов; выполненный заедино с фюзеляжем кессон ЦЧК жестко соединен силовыми элементами стыков с левой и правой неотъемными в эксплуатации консольными частями крыла (КЧК), каждая из которых разъемно соединена по размаху крыла с отъемной частью крыла (ОЧК).The task of the group of inventions related by a single creative concept in the part of the center section is solved by the fact that the central part of the wing of the aircraft is the center section, the power frame of which is made in the form of a caisson assembled in one piece with the fuselage of the aircraft, mounted in the lower half of the height of the fuselage, to which is lapped the end part of the front and rear side members with end elements of power frames made in the form of flat plates adjacent from the outside to the side member wall; in addition, the central control box caisson is inscribed in the ledge of the upper belt and the corresponding part of the wall of the two fuselage longitudinal beams located under it to the height difference of the beams, not less than the height of the central control chamber placed in the zone of the indicated vertical difference without exceeding the height gap over the pressurized structure in the central compartment of the aircraft cabin ; moreover, the caisson of the central wing of the aircraft wing has a rectangular configuration in plan, made with an excess of the length L c.ch.k. spanwise width B over ts.ch.k. at N = L t.ch.k. / Vts.ch.k. = (1.05 ÷ 1.17) times, and includes longitudinal (in terms of wing span) and transverse power sets rigidly connected with the formation of a cross power frame, the first of which, longitudinal in terms of wing span, includes front and rear spars, as well as located between them with a step frequency of γ l ≥ (0.92 ÷ 1.38) [unit / mp] from three to seven intermediate spars; and the second of these, the transverse set of the CSC power frame, includes at least three power ribs, the middle of which is aligned with the plane of symmetry of the aircraft, cut by intermediate spars by the number of compartments, which exceeds the number of intermediate CCU spars and the edge sections of the edge ribs docked by the ends with power connections to the front and the rear side members of the central Cheka, and the remaining ends of the sections, including the intermediate, respectively, with all the intermediate side members of the Central Cheka, and the two extreme ribs of the Central Cheka are combined with the left and starboard side of the fuselage; extreme spars and ribs are rigidly connected along the contour of the CCC caisson with the panels of the upper and lower skins made of variable thickness δ rev. from the minimum δ min vol. at the front to the maximum δ max vol. in the rear spar, satisfying the condition δ max vol. ≥1.2 δ min rev ; Panel facings are made prefabricated monolithic and molded endowed with longitudinal elements of the power set (spanwise) to form a composite structure in the form of plating, rigidly connected to the stringers, arranged between the intermediate and outermost spars TSCHK to walking frequency st.tschk γ defined in the range st.tschk γ = (4,64 ÷ 6,55) [U / MP.] oriented parallel spars TSCHK and increasing general and local stiffness, inertia TSCHK carcass panels and supporting carcass ability, an amount to tatochnuyu for sensing and providing the necessary bearing capacity in excess of the estimated maximum combination of static and dynamic loads on the wing margin of safety of at least 1.2 times; wherein the CCC caisson includes the wing span oriented front and rear CCC spars from the longitudinal power set of the wing caisson and from three to seven intermediate spars; the coffer of the central control unit made together with the fuselage is rigidly connected by the power elements of the joints with the left and right integral console wing parts (CSC), each of which is detachably connected along the wingspan with the detachable wing part (OCHK).
Поставленная задача группы изобретений, связанных единым творческим замыслом в части (переднего) лонжерона решается тем, что лонжерон выполнен в качестве передней неразрезной трехпролетной несущей балки кессона крыла, средний пролет которой оперт на силовые шпангоуты фюзеляжа по границам центральной части крыла (ЦЧК) в зоне бортовых нервюр, совмещенных с фюзеляжем; при этом центральный пролет лонжерона через жесткие стыки торцами соединен с левым и правым консольными участками лонжерона силового каркаса кессона консолей крыла, каждая из которых содержит участок консольной части крыла (КЧК), неразъемно в эксплуатации состыкованный с центральным участком переднего лонжерона ЦЧК и разъемно состыкованный с участком переднего лонжерона отъемной части крыла (ОЧК); по размаху крыла лонжерон в пределах каждой из указанных частей крыла выполнен непрерывной длины, а длины Lл.цчк, Lл.кчк, Lл.очк участков лонжерона в составе продольного силового набора каждой части крыла определены в диапазоне соотношений Lцчк:Lкчк:Lочк=1:(3,1÷4,38):(0,77÷1,09); в поперечном сечении лонжерон имеет форму составного швеллера, включающего стенку в виде пластины, подкрепленной жестко соединенными с ней стойками уголкового и Z-образного профиля включительно, расположенными с двух сторон стенки лонжерона со взаимным смещением на часть шага последних и обрамленной верхним и нижним поясами, которые выполнены сборными из погонажных элементов несимметричного уголкового профиля с переменной по длине лонжерона площадью поперечного сечения и соотношением высоты и ширины полок элементов поясов на большей части длины лонжерона, указанные элементы поясов жестко соединены внахлестку своей вертикальной стенкой со стенкой лонжерона, а полка уголкового элемента каждого упомянутого пояса обращена внутрь кессона и адаптивно отклонена от горизонтали до сопряжения соответственно с верхней или нижней обшивкой кессона; при этом по размаху крыла стенка лонжерона консолей крыла выполнена переменной высоты, уменьшающейся от фюзеляжа самолета к «вертикальной» законцовке крыла (ВЗК) с осредненным градиентом GHл, определенным в диапазоне значений GHл=(Hmax л.-Hmin л.)/Lл.=****(3,1÷4,4)×10-2 [м/м]; где Hmax л. - максимальная высота переднего лонжерона у фюзеляжа самолета [м]; Hmin л - то же, минимальная высота у ВЗК, а Lл. - суммарная длина (Lкчк+Lочк); в пределах каждого консольного технологического узла крыла (КЧК, ОЧК) стенка лонжерона выполнена в виде пластины квазитрапецеидальной формы с короткими торцами высотой Hmax и Hmin и длинными верхней и нижней сторонами в пределах КЧК и ОЧК; отношение высот торцов лонжерона в КЧК определено в диапазоне значений Hmax кчк:Hmin кчк = (3,45÷4,88); и в ОЧК Hmax очк:Hmin очк = (1,11÷1,57); кроме того с внутренней стороны стенка переднего лонжерона по всей длине кессона жестко соединена с ответными торцами нервюр, расположенных на передней четверти длины лонжерона, считая от борта фюзеляжа с веерообразным пошаговым изменением угла αу.п.к. наклона оси нервюры к установочной плоскости крыла (УПК) в плане от αу.п.к. max = (π/2+ϕу.п.к.)=(1,66÷2,34) [рад], до αу.п.к. min=(π/2), а на остальной части длины крыла нервюры расположены нормально к УПК и пристыкованы к стенке лонжерона; при этом лонжерон в качестве продольного силового элемента кессона крыла, жестко соединен с панелями верхней и нижней силовых обшивок кессона усиленных стрингерами продольного силового набора; причем лонжерон по длине может быть жестко соединен с конструкцией носовой части крыла с возможностью восприятия нагрузок от предкрылка через винтовые механизмы, систему опор кареток, и непосредственного восприятия аэродинамических нагрузок от набегающего потока, передаваемых через верхнюю и нижнюю обшивки носовой части крыла при выпущенном предкрылке, а также через балку носовой части крыла и систему редукторов и опор винтовых механизмов и кареток предкрылка, прикрепленных каждая к лонжерону через опорные стойки стенки последнего; причем в стенке лонжерона может быть выполнено не менее 11 отверстий для пропуска свободных концов силового винта и не менее 20 проемов для пропуска свободных концов рельсов механизации предкрылка; проемы под силовые винты снабжены по контуру жестким двухсторонним компенсационным обрамлением, внешнее из которых наделено парой проушин для шарнирной установки редуктора упомянутого винта механизации предкрылка, и с внутренней стороны кессона кожухом, и герметично закрывающим полость кессона в зоне рабочих колебаний свободного конца винта; а упомянутые проемы для пропуска через стенку лонжерона концов рельсов механизации предкрылка снабжены по контуру компенсационным силовым обрамлением стенки лонжерона и с внутренней стороны, обращенной в полость кессона, наделены каждый герметичным кожухом; кроме того на части длины крыла, следующей за участком веерообразного расположения нервюр, нервюры пристыкованы к стенке заднего лонжерона нормально к УПК со средней шаговой частотой γн.л., определенной в диапазоне значений γн.л.=Nн/LΔл (1,26÷1,77)1,48 [ед/м.], где LΔл - часть длины переднего лонжерона КЧК, следующей за участком веерообразного расположения нервюр, плюс полная длина переднего лонжерона ОЧК, Nн - общее количество нервюр на указанном суммарном участке переднего лонжерона; при этом толщина стенки участков лонжерона в КЧК и ОЧК выполнена переменной с незначительным общим уменьшением по размаху КЧК и существенными местными увеличениями толщины до двух и более раз в зонах приложения сосредоточенных нагрузок от пилонов двигателей, и в зонах прикрепления к стенке элементов средств механизации передней части крыла (кареток, вала трансмиссии и вырезов под рельсы и винтовые механизмы приводов секций предкрылка) относительно средней расчетной толщины в том же участке длины стенки.The task of the group of inventions related by a single creative concept in the part of the (front) spar is solved by the fact that the spar is made as a front continuous three-span carrier beam of the wing box, the middle span of which is supported by the power frames of the fuselage along the borders of the central part of the wing (CZK) in the side section ribs combined with the fuselage; the central span span through the rigid joints with the ends connected to the left and right cantilever sections of the spar of the power frame of the caisson of the wing consoles, each of which contains a section of the cantilever part of the wing (CCC), which is integral with the central part of the front spar of the CCC and detachably docked front spar of the detachable part of the wing (GL); the wing span within each of the indicated parts of the wing is of continuous length, and the lengths L l.schk , L l.kchk , L l.sch. of the sections of the spar as part of the longitudinal power set of each part of the wing are defined in the range of ratios L ccc : L kchk : L points = 1: (3.1 ÷ 4.38) :( 0.77 ÷ 1.09); in cross section, the spar has the shape of a composite channel, including a wall in the form of a plate, reinforced by rigidly connected pillars of an angular and Z-shaped profile inclusive, located on both sides of the spar wall with mutual displacement by a part of the pitch of the latter and framed by upper and lower belts, which made of prefabricated linear elements of an asymmetric angle profile with a cross-sectional area variable along the length of the spar and a ratio of the height and width of the shelves of the belt elements by more part of the length of the spar, said elements are rigidly connected to the lap belts its vertical wall with the wall of the spar, and each shelf angular element of said belt facing the inside of the box and is inclined from horizontal adaptively to conjugation with the upper or lower shell of the box; at the same time, according to the wing span, the wall of the spar of the wing consoles is made of variable height, decreasing from the fuselage of the aircraft to the "vertical" wing tip (VZK) with an averaged gradient G Hl , defined in the range of values of G Hl = (H max l. -H min l. ) / L l. = **** (3.1 ÷ 4.4) × 10 -2 [m / m]; where H max l - the maximum height of the front spar at the fuselage of the aircraft [m]; H min l - the same, the minimum height at the IBD, and L l. - total length (L kchk + L points ); within each cantilever technological wing assembly (CCC, BVC), the spar wall is made in the form of a quasi-trapezoidal plate with short ends with heights Hmax and Hmin and long upper and lower sides within the CCC and the BCC; the ratio of the heights of the side members of the spar in the CCF is determined in the range of values of H max kchk : H min kchk = (3.45 ÷ 4.88); and in the extra point H max point : H min point = (1.11 ÷ 1.57); in addition, from the inside, the wall of the front spar along the entire length of the box is rigidly connected to the mating ends of the ribs located on the front quarter of the length of the spar, counting from the side of the fuselage with a fan-shaped step-by-step change in the angle α u.p. tilt axis to a mounting rib of the wing plane (CCP) in terms of α u.p.k. max = (π / 2 + ϕ s.p.c. ) = (1.66 ÷ 2.34) [rad], up to α s.p. min = (π / 2), and on the rest of the length of the wing, the ribs are located normally to the CPC and are docked to the side member wall; wherein the spar as a longitudinal power element of the wing box is rigidly connected to the panels of the upper and lower power casing of the box reinforced by stringers of the longitudinal power set; moreover, the length of the spar can be rigidly connected to the design of the wing of the wing with the possibility of perception of loads from the slat through the screw mechanisms, the support system of the carriages, and direct perception of aerodynamic loads from the incoming flow transmitted through the upper and lower skin of the wing of the wing with the slat extended, and also through the wing of the nose of the wing and the system of gears and bearings of the screw mechanisms and slats of the slat, each attached to the spar through the support posts of the wall of the latter; moreover, in the wall of the spar at least 11 holes can be made for passing the free ends of the power screw and at least 20 openings for passing the free ends of the slats mechanization rails; the openings for the power screws are provided with a rigid double-sided compensation frame along the contour, the external of which is endowed with a pair of eyes for hinging the gearbox of the said slat mechanization screw, and with a casing on the inside of the caisson, and hermetically closing the caisson cavity in the zone of working vibrations of the free end of the screw; and the aforementioned openings for passing through the wall of the spar of the ends of the rails of the slat mechanization are provided with a contour compensating power frame of the wall of the spar and each end has a sealed casing on the inside facing the cavity of the caisson; in addition, on the part of the length of the wing following the portion of the fan-shaped arrangement of ribs, the ribs are docked to the wall of the rear spar normally to the CCP with an average step frequency of γ nl defined in the range of γ nl = N n / L Δl (1.26 ÷ 1.77) 1.48 [u / m], where L Δl is a part of the length of the front spar of the CCC following the portion of the fan-shaped arrangement of ribs, plus the total length of the front spar of the CCC, N n is the total number of ribs on the specified total area of the front spar; the wall thickness of the spar sections in the CCC and CCC is made variable with a slight overall decrease in CCC span and significant local thickness increases up to two or more times in the areas of application of concentrated loads from engine pylons, and in the areas of attachment of the front wing wing mechanization elements to the wall (carriages, transmission shaft and cutouts for rails and screw mechanisms for the drive sections of the slat) relative to the average design thickness in the same section of the wall length.
Поставленная задача группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, в части (заднего) лонжерона решена тем, что лонжерон выполнен в качестве задней консольной балки по размаху крыла самолета в составе продольного набора силовых элементов кессона, и состоит из состыкованных частей технологической сборки крыла, а именно центральной части (ЦЧК) и входящих в состав консолей каждого полукрыла, включая лонжерон консольной части крыла (КЧК), неразъемно в эксплуатации состыкованный с задним лонжероном ЦЧК и разъемно состыкованный с задним лонжероном отъемной части крыла (ОЧК); по размаху крыла задний лонжерон выполнен непрерывной длины в пределах каждой из указанных частей крыла, а длины Lл.цчк, Lл.кчк, Lл.очк участков лонжерона в составе продольного силового набора каждой части крыла определены в диапазоне соотношений Lцчк:Lкчк:Lочк=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95); в поперечном сечении задний лонжерон имеет форму составного швеллера, стенка которого выполнена в виде пластины, подкрепленной с двух сторон жестко соединенными с ней стойками, в том числе уголкового и Z-образного профиля включительно, расположенными со взаимным смещением на часть шага последних; стенка лонжерона обрамлена верхним и нижним поясами, которые обращены в кессон навстречу ответным полкам переднего лонжерона, выполнены сборными из погонажных элементов несимметричного уголкового профиля с переменными по длине лонжерона площадью поперечного сечения и соотношением высоты и ширины полок элементов поясов на большей части длины лонжерона, указанные элементы поясов жестко соединены внахлестку своей вертикальной стенкой со стенкой лонжерона, а полка уголкового элемента каждого упомянутого пояса лонжерона адаптивно отклонена от горизонтали до сопряжения соответственно с верхней или нижней обшивкой кессона; при этом по размаху крыла стенка лонжерона выполнена переменной высоты, уменьшающейся в пределах каждого консольного технологического узла крыла (КЧК, ОЧК), соответственно в КЧК от фюзеляжа самолета до стыка с ОЧК и в пределах ОЧК от стыка с КЧК до стыка с «вертикальной» законцовкой крыла (ВЗК), в которых имеет форму трапецеидальной пластины с короткими торцами соответственно высотой Hmax л. кчк и Hmin л. кчк, а также Hmax л. очк и Hmin л. очк и с длинными верхней и нижней сторонами в пределах каждого указанного технологического узла КЧК и ОЧК; отношение высот торцов лонжерона в пределах КЧК определено в диапазоне значений Hmax л. кчк : Hmin л. кчк=(3,12÷4,40), а в пределах ОЧК определено в диапазоне значений Hmax л. очк : Hmin л. очк=(1,25÷1,76), при этом указанные части заднего лонжерона выполнены с осредненными градиентами изменения высоты стенок по размаху крыла GH л кчк, в том числе для КЧК с градиентом, определенным в диапазоне значений GH л кчк = (Н max л. кчк-Hmin л. кчк)/Lл. кчк = (2,9÷4,1)×10-2 [м/м]; где Hmax л кчк. - максимальная высота заднего лонжерона КЧК у фюзеляжа самолета [м]; Hmin л кчк - то же, минимальная высота лонжерона КЧК у стыка с ОЧК; Lл кчк. - длина заднего лонжерона КЧК; и для ОЧК с осредненным градиентом GH л очк, определенным в диапазоне значений GH л очк = (Hmax л. очк-Hmin л. очк)/Lл. кчк = (0,015÷0,022); где Hmax л очк. - максимальная высота заднего лонжерона у стыка с КЧК [м]; Hmin л очк - то же, минимальная высота заднего лонжерона у стыка с ВЗК, а Lл очк. - длина заднего лонжерона ОЧК; кроме того лонжерон, являясь одним из главных элементов продольного силового набора кессона крыла, может быть жестко соединен с панелями верхней и нижней силовых обшивок кессона, усиленных стрингерами указанного продольного силового набора, а также может быть жестко соединен по длине с опорными конструкциями системы элементов механизации хвостовой части крыла (закрылков, элеронов, интерцепторов, тормозных щитков); при этом механизм совершения пространственных эволюций в диапазоне «закрылок убран» - «закрылок выпущен», выполнен с возможностью передачи нагрузок от подвески элементов управления аэродинамическим качеством крыла в том числе механизм перемещений среднего закрылка выполнен с возможностью передачи нагрузок через подвижную каретку, шарнирно прикрепленную к носовой части закрылка, а сама шарнирно оперта с двух сторон парными группами роликов-на реборду балки рельса механизации закрылка, сопряжена со спиралью винта редуктора системы механизации крыла с передачей усилий, на пояса и укрепленную внешними силовыми стойками стенку заднего лонжерона; причем толщина стенки лонжерона в КЧК и ОЧК может быть выполнена переменной с незначительным общим уменьшением по размаху крыла и существенными местными увеличениями толщины до двух и более раз в зонах приложения сосредоточенных нагрузок от пилонов двигателей, и в зонах прикрепления к стенке элементов средств механизации задней части крыла (рельсы закрылков) относительно средней расчетной толщины на том же участке длины стенки; кроме того на большей части длины крыла, следующей за участком веерообразного расположения нервюр, нервюры пристыкованы к стенке заднего лонжерона нормально к УПК со средней относительной шаговой частотой γн.л., определенной в диапазоне значенийThe task of the group of inventions related by a single creative concept, in the part of the (rear) spar, is solved by the fact that the spar is made as a rear cantilever beam according to the wing span of the aircraft as part of a longitudinal set of power elements of the caisson, and consists of docked parts of the technological assembly of the wing, namely the central part (CSC) and the part of the consoles of each half wing, including the spar of the cantilever part of the wing (CSC), which is inseparably in operation docked with the rear spar of the CSC and detachably docked with the bottom side member of the detachable part of the wing (GL); spanwise rear spar formed continuous length within each of said wing portions, and the length L l.tschk, l.kchk L, L l.ochk spar sections consisting of a set of longitudinal force of each part of the wing defined ratios ranging tschk L: L kchk : L points = 1: (2.93 ÷ 4.14) :( 0.67 ÷ 0.95); in cross section, the rear side member has the shape of a composite channel, the wall of which is made in the form of a plate, supported on both sides by rigidly connected uprights, including a corner and Z-shaped profile inclusive, located with mutual displacement by a part of the pitch of the latter; the side member wall is framed by the upper and lower chords, which face the caisson towards the counter flanges of the front side member, made of prefabricated linear elements of an asymmetric angle profile with cross-sectional area variable along the length of the side member and the ratio of the height and width of the shelf element shelves over most of the length of the side member of the belts are rigidly lapped with their vertical wall to the side member wall, and the shelf of the corner element of each said side member belt is adaptively off it is from horizontal to interface with the upper or lower casing of the caisson, respectively; at the same time, according to the wing span, the side member wall is made of variable height, decreasing within each cantilever technological wing assembly (CSC, CLC), respectively in CSC from the fuselage of the aircraft to the joint with the VOC and within the VOC from the joint with the CSC to the joint with a “vertical” wingtip wing (IBD), in which it has the shape of a trapezoidal plate with short ends, respectively, with a height of H max l. CCC and H min L. CCC , as well as H max l. point and H min L. a point and with long upper and lower sides within each specified technological node CCC and CCC; the ratio of the heights of the ends of the spar within the CCC is determined in the range of values of H max L. kchk : H min l. kchk = (3.12 ÷ 4.40), and within the bounds is determined in the range of values of H max l. point : H min l point = (1.25 ÷ 1.76), while the indicated parts of the rear spar are made with averaged gradients of wall height variation along the wing span G H l kchk , including for KChK with a gradient defined in the range of values of G H l kchk = (N max l. Kchk -H min l. Kchk ) / L l. kchk = (2.9 ÷ 4.1) × 10 -2 [m / m]; where H max l kch. - the maximum height of the rear spar KCHK at the fuselage of the aircraft [m]; H min l CCC - the same, the minimum height of the spar CCC at the junction with the CC; L l kchk. - the length of the rear spar KCHK; and for the GVF with an averaged gradient of G H l points , defined in the range of values of G H l points = (H max l. points -H min l. points ) / L l. kchk = (0.015 ÷ 0.022); where H max l points. - the maximum height of the rear spar at the junction with the CCF [m]; H min l points - the same, the minimum height of the rear spar at the junction with the IBD, and L l points. - the length of the rear spar OChK; in addition, the spar, being one of the main elements of the longitudinal power set of the wing box, can be rigidly connected to the panels of the upper and lower power casing of the box, reinforced by stringers of the specified longitudinal power set, and can also be rigidly connected in length with the supporting structures of the system of the elements of the tail mechanization wing parts (flaps, ailerons, spoilers, brake flaps); the mechanism of spatial evolution in the range of “flap retracted” - “flap released” is made with the possibility of transferring loads from the suspension of the aerodynamic wing quality control elements, including the mechanism for moving the middle flap with the ability to transfer loads through a movable carriage pivotally attached to the bow parts of the flap, while it itself is pivotally supported on both sides by paired groups of rollers — on the flange of the flap of the flap mechanization rail, is interfaced with the spiral of the gear reducer of the system m hanizatsii wing with the transmission of efforts to the belt and a reinforced external force wall uprights rear spar; moreover, the wall thickness of the spar in the CCC and the CCC can be made variable with a slight overall decrease in wing span and significant local thickness increases up to two or more times in the areas of application of concentrated loads from engine pylons, and in the areas of attachment to the wall of the elements of mechanization of the rear wing (flap rails) relative to the average design thickness in the same section of the wall length; in addition, over most of the length of the wing following the area of the fan-shaped arrangement of ribs, the ribs are docked to the wall of the rear spar normally to the CPC with an average relative step frequency γ nl defined in the range of values
γн.л.=ΔN/ΔL=(1,19÷1,69) [ед/мп.], где ΔN - количество нервюр в кессоне КЧК, расположенных за участком веерообразного расположения нервюр; ΔL - длина участка кессона КЧК с нервюрами, расположенными нормально к УПК.γ nl = ΔN / ΔL = (1.19 ÷ 1.69) [units / mp.], Where ΔN is the number of ribs in the caisson of CCC located behind the area of the fan-shaped arrangement of ribs; ΔL is the length of the section of the caisson of CCC with ribs located normally to the CPC.
Технический результат группы изобретений заключается в разработке и совершенствовании конструкции крыла для широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов с повышенными технико-экономическими и эксплуатационными характеристиками, а также безопасностью надежностью в полетах, что достигается за счет найденных в группе изобретений параметров стреловидности крыла широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета формы и конструктивного решения кессона центроплана и консолей крыла, смещения максимального объема крыла и, следовательно, топливного бака, размещаемого в кессоне крыла, к фюзеляжу самолета, что обеспечивает уменьшение предполетного изгибающего момента при расчетной максимальной загрузке крыла топливом и снижение требуемой материалоемкости важнейшей несущей конструкции широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета. На повышение надежности и безопасности выполнения полетов существенно влияет также найденное в изобретении соотношение шаговой частоты и дифференцированная форма конструктивного исполнения осевой ориентации и взаимного расположения различных конструктивных групп нервюр на найденных в группе изобретений для центроплана, КЧК и ОЧК различных длинах участков кессона по размаху крыла.The technical result of the group of inventions consists in the development and improvement of the wing design for wide-body long-range aircraft with improved technical, economic and operational characteristics, as well as safety and reliability in flights, which is achieved due to the parameters of the wing sweep of a wide-body long-range aircraft of the shape and design solution of the caisson found in the group of inventions center section and wing consoles, displacement of the maximum volume of the wing and, investigator but, a fuel tank placed in the wing box to the fuselage of the aircraft, which reduces the pre-flight bending moment at the estimated maximum wing loading with fuel and reduces the required material consumption of the most important supporting structure of the wide-body long-range aircraft. The increase in the reliability and safety of flights is also significantly affected by the step frequency ratio found in the invention and the differentiated form of the axial orientation design and the relative position of the various rib groups on the wing section found in the group of inventions for the center section, KChK and OChK different lengths of the sections of the caisson.
Сущность группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, поясняется чертежами, где:The essence of the group of inventions related by a single creative concept is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображено крыло самолета в плане с кессоном и элементами поверхностей управления аэродинамическим качеством крыла;in FIG. 1 shows an airplane wing in plan with a caisson and elements of the aerodynamic quality control surfaces of the wing;
на фиг. 2 - полукрыло с частями крыла (0,5 ЦЧК, КЧК, ОЧК и ВЗК), углами стреловидности, лонжеронами и нервюрами крыла в плане;in FIG. 2 - half wing with parts of the wing (0.5 CCC, CCC, CCC and VZK), sweep angles, side members and wing ribs in the plan;
на фиг. 3 - передний лонжерон кессона ЦЧК крыла в разрезе;in FIG. 3 - front spar of the caisson of the central wing of the central wing in section;
на фиг. 4 - то же, задний лонжерон кессона ЦЧК крыла в разрезе;in FIG. 4 - the same, rear spar of the caisson of the central wing of the central wing in section;
на фиг. 5 - то же, дополнительный лонжерон кессона ЦЧК крыла в разрезе;in FIG. 5 - the same, an additional spar of the caisson of the CZK wing in section;
на фиг. 6 - показан в аксонометрии фрагмент кессона центральной части крыла;in FIG. 6 - a perspective view shows a fragment of a caisson of the central part of the wing;
на фиг. 7 - то же, фрагмент консольной части крыла;in FIG. 7 - the same, a fragment of the cantilever part of the wing;
на фиг. 8 - то же, фрагмент крепления переднего лонжерона кессона ЦЧК к шпангоуту фюзеляжа самолета в аксонометрии;in FIG. 8 is the same, a fragment of the fastening of the front spar of the caisson of the Central Control Committee to the frame of the fuselage of the aircraft in a perspective view;
на фиг. 9 - то же, фрагмент крепления заднего лонжерона кессона ЦЧК к шпангоуту фюзеляжа самолета в аксонометрии;in FIG. 9 is the same, a fragment of the mounting of the rear spar of the caisson of the Central Control Committee to the frame of the fuselage of the aircraft in a perspective view;
на фиг. 10 - показано полукрыло самолета с детализированными несущей частью (кессоном) и элементами управления аэродинамическим качеством крыла системы механизации крыла в аксонометрии;in FIG. 10 - shows the wing of the aircraft with detailed bearing part (caisson) and aerodynamic quality control elements of the wing mechanization system of the wing in a perspective view;
на фиг. 11 - показана рядовая нервюра, фасад;in FIG. 11 - shows an ordinary rib, facade;
на фиг. 12 - показаны две половины ΔF1 и ΔF2 площади полукрыла в плане;in FIG. 12 shows two halves of ΔF 1 and ΔF 2 of the half-wing area in plan;
на фиг. 13 - показаны площади Fочк и Fкчк кессона полукрыла в плане;in FIG. 13 - shows the area F points and F kchk caisson half wing in the plan;
на фиг. 14 - показан передний лонжерон КЧК, поперечный разрез;in FIG. 14 - shows the front spar CCC, cross section;
на фиг. 15 - то же, задний лонжерон КЧК, поперечный разрез;in FIG. 15 - the same, rear spar CCC, cross section;
на фиг. 16 - показан в аксонометрии узел крепления к заднему лонжерону кронштейнов для крепления рельса механизации закрылка;in FIG. 16 - a perspective view of a mounting unit to the rear side member of the brackets for fastening the flap mechanization rail is shown;
на фиг. 17 - показан узел механизации носовой части крыла с предкрылком в убранном положении, поперечный разрез;in FIG. 17 - shows the site of mechanization of the nose of the wing with a slat in the retracted position, a cross section;
на фиг. 18 - то же, с предкрылком в выпущенном положении, поперечный разрез;in FIG. 18 - the same, with a slat in the released position, a cross section;
на фиг. 19 - показана разрез крыла по бортовой нервюре;in FIG. 19 - shows a section of the wing along the side rib;
на фиг. 20 - показан фрагмент узла соединения консольной части крыла с центропланом через верхний пояс бортовой нервюры. Вид со стороны КЧК. Разрез по размаху крыла.in FIG. 20 - shows a fragment of the junction of the cantilever part of the wing with the center wing through the upper belt of the side rib. View from the side of the club. Wing span section.
Сущность изобретения. Крыло 1 самолета выполнено стреловидным в плане. По концам крыло 1 снабжено «вертикальной» законцовкой 2 крыла (ВЗК). Крыло 1 выполнено с углом αл.к. стреловидного отклонения линии вершин лобовой кромки 3 (носиков) крыла от плоскости 4, нормальной к плоскости 5 симметрии самолета, определенным в диапазоне значений αл.к.=(0,47÷0,66) [рад]. Хвостовая кромка 6 консольной части 7 крыла 1 выполнена с изломом в плане под углами βх.к.1 и βх.к.2 стреловидного отклонения от плоскости, нормальной к плоскости симметрии самолета, участков хвостовой кромки 6 крыла до и после точки излома 8, определенными в диапазонах значений βх.к.1=(0,14÷0,20) [рад], βх.к.2=(0,31÷0,43) [рад], где βх.к.1 - угол отклонения в плане от упомянутой плоскости участка хвостовой кромки 6 от фюзеляжа (условно не показан) до точки излома 8 кромки 6 длиной Lx.к.1; βх.к.2=(βх.к.1+Δβх.к.) [рад], где βх.к.2 - то же, угол отклонения участка хвостовой кромки 6 от точки излома 8 до ВЗК длиной Lx.к.2; Δβх.к. - угол между пролонгированными участками линии кромки 6 до и после точки излома 8 хвостового контура крыла 1 в плане.SUMMARY OF THE
Крыло 1 самолета включает несущую конструкцию с каркасом в виде кессона 9 и систему поверхностей управления аэродинамическим качеством крыла 1, представляющую механизацию крыла 1, и включающую предкрылки 10, закрылки 11, тормозные щитки 14, элероны 15, 16 интерцепторы 17. Указанные элементы 10-17 механизации крыла подвижно прикреплены к несущим конструкциям кессона 9 крыла 1 и подключены к исполнительным механизмам (условно не показаны) системы управления механизацией крыла 1 с возможностью выполнения пространственных эволюций изменения аэродинамического качества крыла 1 на разных этапах полета.The
Несущая конструкция крыла 1 включает жестко соединенные -центроплан 18 (ЦЧК) и симметрично примыкающие к нему неразъемные в эксплуатации левую 19 и правую 20 консольные части КЧК 7 крыла 1. Левая и правая консольные части 19 и 20 крыла соединены в каждом полукрыле через разъемный стыковой узел 21 с отъемной частью 22 ОЧК крыла 1. ОЧК 22 снабжена конструкцией «вертикальной» законцовки крыла ВЗК 2 с соотношением длин указанных частей крыла, определенным в диапазонах значений (ЦЧК):(КЧК):(ОЧК)=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95).The supporting structure of the
Несущая конструкция крыла 1 включает жестко соединенные - центроплан 18 (ЦЧК) и симметричные герметично примыкающие к нему через неразъемный в эксплуатации стыковой узел (условно не показано) левую 19 и правую 20 консоли полукрыла. Каждая из консолей 19 и 20 состоит из двух частей, неразъемной консольной части (КЧК) 7 крыла, герметично примыкающей к центроплану 18, и соединенной с ней в каждом полукрыле через разъемный стыковой узел 21 отъемной частью ОЧК 22. Указанные части крыла выполнены с соотношением длин указанных частей крыла, определенным в диапазонах значений (ЦЧК):(КЧК):(ОЧК)=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95).The supporting structure of the
ОЧК 22 снабжена на свободном конце «вертикальной» законцовкой крыла ВЗК 2.OCHK 22 is equipped at the free end with a "vertical" wingtip of the WZK 2.
Силовой каркас кессона 9 указанных частей крыла образован из элементов продольного 23 и поперечного 24 наборов.The power frame of the caisson 9 of the indicated parts of the wing is formed from elements of the longitudinal 23 and transverse 24 sets.
Продольный набор 23 силового каркаса кессона 9 каждой из указанных частей крыла образован из ориентированных по размаху крыла элементов и включает, по меньшей мере, передний 25 и задний 26 лонжероны.A
С лонжеронами 25 и 26 жестко связанны в составе ЦЧК 18, КЧК 7 и ОЧК 22 верхнюю 27 и нижнюю 28 силовые обшивки, выполненные из панелей. Верхняя 27 и нижняя 28 силовые обшивки усилены стрингерами 29 продольного набора 23, которые размещены в пределах указанных частей крыла 1 с шаговой частотой, определенной в диапазоне γш.ч.ст.=(4,64÷6,55) [ед/п.м.].With the
Поперечный набор 24 каркаса кессона 9 указанных частей крыла состоит из нервюр 30. Нервюры 30 установлены между передним 25 и задним 26 лонжеронами и выполнены в КЧК 7 и ОЧК 22 с уменьшением длины Lн и высоты миделя Нм.н. каждой последующей более удаленной от фюзеляжа нервюры в функции от уменьшения высоты Hм.к.i. миделя и Lн.i=f(Bк.i.; Lк.i.) и ширины Вк аэродинамического профиля Lк.i. кессона 9 Hм.н.i=f(Hм.к.i.; Lк.i.).The transverse set 24 of the frame of the caisson 9 of the indicated parts of the wing consists of
Поперечный набор 24 кессона 9 крыла 1 составляют нервюры 30, формирующие с обшивками 27 и 28 аэродинамический профиль крыла 1. Каждая консоль 19, 20 крыла 1 содержит нервюры 30 в количестве, определенном в диапазоне значений Nn=(40÷50). По размаху крыла 1 в направлении от фюзеляжа самолета к ВЗК 2 нервюры выполнены с уменьшением высоты миделя нервюры. Минимальный мидель периферийной нервюры ОЧК 22 имеет высоту меньше высоты миделя бортовой нервюры в Nм.n. раз. Количественно указанное превышение миделя высоты бортовой нервюры определено в диапазоне относительных значений Nн.м.n.=Hmax м.n.кчк/Hmin м.n.очк = (5,99÷8,47) раз.The transverse set 24 of the caisson 9 of the
Крыло 1 выполнено с соотношением длин Lx.к.1 и Lx.к.2 участков хвостовой кромки 6 крыла 1 до и после точки излома 8, определенным в диапазоне значений Lx.к.1:Lx.к.2=(0,44÷0,61), где Lx.к.1 - длина хвостовой кромки 6 от фюзеляжа самолета до точки излома 8 указанной кромки в плане; Lx.к.2 - то же, длина участка хвостовой кромки 6 крыла 1 от точки излома 8 в плане до ВЗК 2.
Часть площади ΔF1 31 полуразмаха крыла 1 в плане в проекции на базовую плоскость крыла, считая от борта фюзеляжа до условной плоскости 32, которая проведена параллельно вертикальной плоскости 5 симметрии самолета и проходит через точку излома 8 хвостовой кромки 6 крыла 1 и условно делит площадь крыла самолета пополам на две части ΔF1 31≅ΔF2 33, расположенной за точкой излома 8 упомянутой кромки 6 периферийной части полуразмаха крыла 1 и вариантно может соотноситься с площадью ΔF1 31, как NΔF1/ΔF2 = 1,0(±4,7%)÷1,0(±4,7%). А безразмерная величина Fочк/кчк отношения площадей Fочк 34 и Fкчк 35 несущей части кессона полукрыла в плане определена в диапазоне значений Fочк/кчк=Fочк:Fкчк=(0,84÷1,18)×10-1.Part of the area ΔF 1 31 of the half-span of
Относительная площадь ΔFa.п.к. 36 аэродинамической поверхности кессона 9 в плане составляет ψ=ΔFa.п.к/Fo.п.к.=(0,43÷0,61) от общей поверхности Fo.п.к. 37 крыла, создающей аэродинамическую подъемную силу. Поверхность Fo.п.к. 37 включает суммарную площадь ΔFп.y.a.к. поверхностей элементов управления аэродинамическим качеством крыла, непосредственно участвующих в создании аэродинамической подъемной силы в полете самолета, Fo.п.к.=(ΔFa.п.к.+ΔFп.y.a.к.) [м2].Relative area ΔF a.p. 36 of the aerodynamic surface of the caisson 9 in terms of ψ = ΔF a.p.k. / F o.p. = (0.43 ÷ 0.61) from the
В поперечный набор 24 кессона 9 крыла 1 входят нервюры 30. Нервюры 30 подразделяют на силовые, нервюры - перегородки, нервюры ограниченного перетекания топлива и рядовые (условно не показано). Кроме этого в поперечный относительно размаха крыла набор 24 входят балки 38 центроплана 18. Балки 38 могут быть вариантно установлены параллельно плоскости 5 симметрии самолета в количестве Nб.ц.=(4÷8).The transverse set 24 of the caisson 9 of the
Нервюры 30 поперечного набора 24, размещены между передним 25 и задним 26 лонжеронами с уменьшением длины Lн. последующих нервюр по длине КЧК 7 и ОЧК 22 пропорционально уменьшению ширины кессона 9, а высоты миделя Нм.н. относительно аэродинамического профиля крыла 1 максимально на двойную высоту стрингеров 29 панелей обшивок 27, 28 кессона 9 крыла 1 по мере удаления от фюзеляжа самолета.The
Поставленная задача группы изобретений, связанных единым творческим замыслом в части кессона крыла самолета решена тем, что кессон 9 для выполнения функции несущей части крыла 1 наделен силовым каркасом коробчатого типа, выполнен сборным по количеству технологических узлов крыла и включает узел центральной части крыла ЦЧК 18 - центроплан, который смонтирован за одно целое с фюзеляжем, и жестко герметично соединен с составным кессоном 9 левой 19 и правой 20 консолей крыла 1. Каждая из указанных консолей 19 и 20 включает эксплуатационно неразъемную с кессоном центроплана 18 часть крыла КЧК 7, разъемно соединенную с отъемной частью крыла ОЧК 22. Консольная часть ОЧК 22 наделена смонтированным на периферийном конце технологическим узлом «вертикальной» законцовки крыла ВЗК 2.The task of the group of inventions related to a single creative concept in the part of the wing box of the aircraft is solved by the fact that the box 9 for performing the functions of the bearing part of the
Соотношение длин указанных частей крыла принято в диапазоне значений (ЦЧК):(КЧК):(ОЧК)=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95). Указанные части кессона 9 соединены по размаху крыла 1 через технологические стыки КЧК с ОЧК 21 не менее, чем двумя передним и задним силовыми лонжеронами; при этом прямоугольный в плане кессон ЦЧК выполнен с соотношением сторон B/L, определенным в диапазоне B/L=(0,77÷1,09), где В - размер центроплана по длине фюзеляжа [м], L - то же, по размаху крыла; силовой каркас кессонов указанных частей кессона 9 крыла 1 образован элементами продольного 23 и поперечного 24 наборов, в первый из которых входят упомянутые передний 25 и задний 26 лонжероны и усиленные стрингерами 29 профилированные панели верхней 27 и нижней 28 обшивок, образующие участки суперкритического аэродинамического профиля (условно не показано) кессона крыла 1. Кроме этого продольный по размаху крыла силовой набор элементов каркаса кессона ЦЧК дополнительно включает от трех до семи дополнительных лонжеронов 40.The ratio of the lengths of the indicated parts of the wing is accepted in the range of values (CCC) :( CCC) :( SCC) = 1: (2.93 ÷ 4.14) :( 0.67 ÷ 0.95). The indicated parts of the caisson 9 are connected by the
Поперечный набор 24 силовых элементов каркаса кессона 9 содержит нервюры 30, выполненные в виде балок. Нервюры 30 через стрингеры 29 и установленные между ними через один дискретные межстрингерные компенсаторы (условно не показано), ориентированные по оси нервюры 30, соединены поясами 41 с панелями верхней 27 и нижней 28 обшивок кессона 9.The transverse set 24 of the power elements of the frame of the caisson 9 contains
Обшивки 27 и 28, подкрепленные стрингерами 29 и соединенные в составе силового каркаса кессона 9 с лонжеронами 25 и 26, а также с нервюрами 30, формируют профиль несущей части крыла 1.
В поперечном наборе 24 использованы следующие дифференцированные по степени полифункциональности назначения, нагруженности и конструктивному исполнению типы нервюр 30: - силовые, нервюры-перегородки, нервюры ограниченного перетекания топлива в секционированном топливном баке в ЦЧК и КЧК и рядовые нервюры. Панели обшивок 27 и 28 продольного силового набора 23 кессона 9 выполнены переменной толщины по длине. А в поперечном направлении, ориентированном по хорде крыла 1, панели 27 и 28 выполнены с чередованием участков различной толщины с образованием на внутренней стороне обшивки продольных корытообразных уменьшений толщины под стрингеры 29 (условно не показано). Нормально к упомянутым корытообразным уменьшениям толщины панелей 27, 28 обшивок на участках между стрингерами 29 под и над поясами нервюр 30 по оси последних выполнены поперечные внутренние утолщения (условно не показано) обшивки нервюр 30, на которых размещены поперечные вставки на высоту стрингеров 29 для поперечного соединения поясов нервюры с обшивками.In the transverse set 24, the following types of
Кессон 9 выполнен с аэродинамическим профилем переменной высоты и ширины по размаху консоли крыла 1. Изменение указанных параметров кессона 9 выражено по осям переднего 25 и заднего 26 лонжеронов КЧК 7 и ОЧК 22, с возможностью определения конкретных значений по характерным точкам расположения торцов нервюр 30, через осредненные градиенты уменьшения высоты от фюзеляжа до «вертикальной» законцовки 2 из выраженийThe caisson 9 is made with an aerodynamic profile of variable height and width along the span of the
Gн.л.п.=(Hmax л.п.-Hmin л.п.)/Lл.п.=(3,1÷4,4)×10-2 [м/м] иG nl = (H max hp- H min hp ) / L hp = (3.1 ÷ 4.4) × 10 -2 [m / m] and
Gн.л.з.=(Hmax л.з.-Hmin л.з.)/Lл.з.=(2,9÷4,1)×10-2 [м/м], гдеG n.a.s. = (H max hp- H min hp ) / L hp = (2.9 ÷ 4.1) × 10 -2 [m / m], where
Hmax л.п. и Hmin л.п. - максимальная и минимальная высота [м] переднего лонжерона 25 соответственно у фюзеляжа самолета и у периферийного конца ОЧК 22 [м]; Hmax л.з. Hmin л.з.. - то же, высота [м] заднего лонжерона 26 у периферийного конца ОЧК 22; Lл.п. и Lл.з. - соответственно длина [м] переднего 25 и заднего 26 лонжеронов в пределах (КЧК+ОЧК).H max l.p. and H min l.p. - the maximum and minimum height [m] of the
Аналогично параметры уменьшения ширины кессона (схождения в плане лонжеронов 25 и 26) выражены градиентомSimilarly, the parameters for reducing the width of the caisson (convergence in terms of
Gш.к.=(Вш.к. max-Вш.к. min)/Lк.=(0,126÷0,177) [м/м]; гдеG W.C. = (In high-latitude max -V high - latitude min ) / L c. = (0.126 ÷ 0.177) [m / m]; Where
Вк.max - максимальная ширина [м] кессона 9 у фюзеляжа; Вк. min - минимальная высота [м] лонжерона 25, 26 у периферийного конца ОЧК 22; Lк. - длина кессона; Lк.=(LКЧК+LОЧК) [м] в установочной плоскости крыла.In k.max - maximum width [m] of the caisson 9 at the fuselage; In K. min - the minimum height [m] of the
Кессон 9 крыла 1 самолета может быть состыкован каркасом КЧК 7 с каркасом кессона ОЧК 22 через, в том числе с сопряжением одноименных участков заднего лонжерона 26. Последние могут быть сопряжены построением осей упомянутых участков лонжеронов 26 КЧК 7 и ОЧК 22 в одну прямую линию или вариантно с микроотклонениями в плане оси корневого участка заднего лонжерона 26 от линии, параллельной УПК в пределах КЧК на угол в интервале до η1, з.л.≤+6,9×10-2 [рад] относительно направления полета, и с образованием микроизлома оси заднего лонжерона 26 в плане на угол с вершиной в точке соединения ОЧК 22 с КЧК 7, определенный от указанной плоскости до η2, з.л.≤-5,2×10-2 [рад].The caisson 9 of the
Центральная часть крыла 1 самолета - центроплан 18 содержит силовой каркас, который выполнен в виде кессона 9, собранного за одно целое с фюзеляжем самолета. Центроплан 18 вмонтирован в нижнюю половину высоты фюзеляжа и состыкован левой и правой приконцевой частью переднего 25 и заднего 26 лонжеронов с примыкающими к ним внахлестку нижними участками силовых шпангоутов 42 и 43, выполненными в виде плоских плит, примыкающих с внешней стороны к стенке лонжерона 25, 26.The central part of the
Кессон 9 ЦЧК 18 крыла самолета вписан в уступ верхнего пояса и соответствующей части стенки расположенных под ним двух продольных балок фюзеляжа на глубину перепада высот балок, не менее высоты кессона ЦЧК, размещаемого в зоне указанного перепада высот без превышения высотного промежутка над конструкцией гермоднища (условно не показано) обитаемого объема фюзеляжа в центральном отсеке салона самолета.The caisson 9 of the
Кессон 9 ЦЧК 18 имеет прямоугольную в плане конфигурацию. Выполнен с превышением длины Lц.ч.к. по размаху крыла над шириной Вц.ч.к. в N=L ц.ч.к./Вц.ч.к.=(1,05÷1,17) раз. и включает жестко связанные с образованием перекрестной силовой рамы 44 продольный 23 (по размаху крыла) и поперечный 24 силовые наборы. В первый из указанных силовых наборов, продольный 23 по размаху крыла 1, входят передний 25 и задний 26 лонжероны, а также расположенные между ними с шаговой частотой γл ≥(0,92÷1,38) [ед/м.п.] от трех до семи промежуточных (дополнительных) 40 лонжеронов ЦЧК. А второй из указанных поперечный набор силового каркаса ЦЧК 18 включает не менее трех силовых нервюр. Средняя из указанных нервюра совмещена с плоскостью симметрии самолета, разрезана промежуточными лонжеронами 40 на количество секций (условно не показано), превышающее на единицу число промежуточных лонжеронов 40 ЦЧК. Разрезанные секции средней нервюры герметично состыкованы внешними торцами крайних секций с передним 25 и задним 26 лонжеронами ЦЧК 18, а остальными торцами, включая торцы промежуточных секций, средняя нервюра соединена соответственно со всеми промежуточными лонжеронами ЦЧК.Caisson 9
Две крайние нервюры ЦЧК 18 совмещены с левым и правым бортами фюзеляжа (условно не показано). Крайние лонжероны и нервюры ЦЧК 18, жестко соединены по контуру кессона с панелями верхней 27 и нижней 28 обшивок. Силовые обшивки 27 и 28 выполнены переменной толщины δоб. от минимальной δmin об. у переднего 25 до максимальной δmax об. у заднего 26 лонжерона, удовлетворяющих условию δmax об. ≥1,2 δmin об. Панели обшивок 27 и 28 наделены стрингерами 29 продольного силового набора (по размаху крыла) с образованием комбинированной конструкции в виде обшивки, жестко соединенной со стрингерами 29. Стрингеры 29 расположены между дополнительными 40 и основными передним 25 и задним 26 лонжеронами ЦЧК 18 с шаговой частотой γст.цчк, определенной в диапазоне значений γст.цчк = (4,39÷6,19) [ед/м.п.] параллельно лонжеронам ЦЧК. Комбинация панелей обшивок 27, 28 со стрингерами 29, расположенными в указанном диапазоне частоты, обеспечивают оптимальное достижение заявленного технического результата, работая на увеличение общей и местной жесткости, момента инерции панелей обшивок 27, 28 и несущей способности каркаса ЦЧК 18 в целом на величину, достаточную для восприятия и обеспечения необходимого превышения несущей способности на расчетные сочетания максимальных статических и динамических нагрузок на крыло 1 с запасом прочности не менее чем в 1,2 раза. В рамках реализации группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, заявленный технический результат достигают при оптимальном соотношении материало-, трудо- и энергозатрат на изготовление конструкции при обеспечении повышенного ресурса крыла 1 самолета. Выход за диапазон, найденный в группе изобретений, связанных единым творческим замыслом, оптимальной частоты расположения стрингеров 29 обшивок 27 и 28 в сторону увеличения частоты стрингеров 29, несоблюдение заявленных диапазонов параметров толщин обшивок 27 и 28 каркаса кессона 9 приводит к неоправданному увеличению материало-, трудоемкости изготовления и монтажа элементов каркаса и не достижению заявленного технического результата в виде требуемого адекватного увеличения прочностных, жесткостных характеристик и ресурса конструкции. Запредельное не предусмотренное найденным в группе изобретений диапазоном частот разреженное размещение стрингеров 29 приведет к необходимости неоправданного компенсационного увеличения толщины обшивок 27 и 28 и, следовательно, к необоснованному повышению материалоемкости конструкции кессона 9 и не достижению заявленного технического результата.The two extreme ribs of the
Кессон 9 ЦЧК 18 включает ориентированные по размаху крыла передний 25 и задний 26 лонжероны ЦЧК 18 из состава продольного силового набора кессона 9 крыла 1 и от четырех до восьми промежуточных лонжеронов 25 и 26.The caisson 9 of the
Выполненный заедино с фюзеляжем кессон 9 ЦЧК 18 жестко соединен силовыми элементами стыков с левой 19 и правой 20 неотъемными в эксплуатации консольными частями крыла КЧК 7. Каждая из частей КЧК 7 разъемно соединена по размаху крыла 1 с отъемной частью крыла ОЧК 22.The caisson 9 of the
В заявленной группе изобретений, связанной единым творческим замыслом, разработан передний лонжерон 25 кессона 9 крыла 1.In the claimed group of inventions connected by a single creative concept, the
Лонжерон 25 выполнен в качестве передней неразрезной трехпролетной несущей балки кессона 9 крыла 1. Средний пролет лонжерона 25 оперт по концам на силовые шпангоуты 42 и 43 фюзеляжа по границам центральной части крыла (ЦЧК) 18 в зоне левой и правой бортовых нервюр 45, совмещенных с фюзеляжем.
Центральный пролет лонжерона 25 через жесткие стыки торцами соединен с левым 19 и правым 20 консольными участками лонжерона 25 силового каркаса 9 кессона консолей крыла 1. Каждая из которых содержит участок консольной части крыла (КЧК) 7, неразъемно в эксплуатации состыкованный с центральным участком переднего лонжерона ЦЧК 18 и разъемно состыкованный с участком переднего лонжерона 25 отъемной части крыла (ОЧК) 22.The central span of the
По размаху крыла 1 лонжерон 25 в пределах каждой из указанных частей крыла выполнен непрерывной длины, а длины Lл.цчк, Lл.кчк, Lл.очк участков лонжерона 25 в составе продольного силового набора каждой части крыла 1 определены в диапазоне соотношений Lцчк : Lкчк : Lочк=1:(3,1÷4,38):(0,77÷1,09).1
В поперечном сечении лонжерон 25 имеет форму составного швеллера, включающего стенку 46 в виде пластины, подкрепленной жестко соединенными с ней стойками 47. Стойки 47 выполнены из элементов уголкового и Z-образного профиля или переменного сечения по высоте в зонах прикрепления на переднем лонжероне 25 силовых агрегатов механизации крыла - вала 53, редуктора 54 крутящего момента, винтового механизма 55 и рельса 56 предкрылка 57, изменяющих аэродинамическое качество крыла 1. Большая часть стоек 47 расположена с двух сторон стенки 46 лонжерона 25 со взаимным смещением на часть шага последних. Стенка 46 лонжерона 25 обрамлена сборными верхним 48 и нижним 49 поясами. Пояса 48, 49 выполнены из погонажных элементов несимметричного уголкового профиля с переменной по длине лонжерона 25 площадью поперечного сечения и соотношением высоты и ширины полок 51, 52 элементов поясов 48, 49 на большей части длины лонжерона 25. Указанные элементы поясов жестко соединены внахлестку своей вертикальной стенкой 50 со стенкой 46 лонжерона 25, а полки 51, 52 уголкового элемента каждого упомянутого пояса 48, 49 обращены внутрь кессона 9 и адаптивно отклонены от горизонтали до сопряжения соответственно с верхней 27 или нижней 28 обшивкой кессона 9.In cross section, the
Стенка 46 лонжерона 25 консолей 19, 20 крыла 1 выполнена переменной высоты по размаху крыла 1. Высота стенки 46 лонжерона 25 уменьшается от фюзеляжа самолета к «вертикальной» законцовке крыла (ВЗК) 2 с градиентом изменения высоты GHл, определенным в диапазоне значений GHл=(Hmax л.-Hmin л.)/Lл.=(3,1÷4,4)×10-2 [м/м]. Здесь Hmax л. - максимальная высота переднего лонжерона 25 у фюзеляжа самолета [м]; Hmin л - то же, минимальная высота у ВЗК 2, а Lл.=(Lкчк+Lочк) - суммарная длина лонжерона 25.The
В пределах каждого консольного технологического узла крыла 1 (КЧК 7, ОЧК 22) стенка 46 лонжерона 25 выполнена в виде пластины трапецеидальной или квазитрапецеидальной формы с короткими торцами высотой Hmax и Hmin и длинными верхней и нижней сторонами в пределах КЧК 7 и ОЧК 22. Отношение высот торцов лонжерона 25 в КЧК 7 определено в диапазоне значений Hmax кчк:Hmin кчк=(3,45÷4,88). И в ОЧК 22 Hmax очк:Hmin очк=(1,11÷1,57).Within each cantilevered technological node of wing 1 (
С внутренней стороны стенка 46 переднего лонжерона 25 по всей длине кессона 9 жестко соединена с ответными торцами нервюр 30.On the inner side, the
На передней четверти длины лонжерона 25, считая от борта фюзеляжа нервюры 30 расположены с веерообразным пошаговым изменением угла αу.п.к. наклона оси каждой последующей нервюры 30 к установочной плоскости крыла (УПК) в плане от αу.п.к.max=(π/2+ϕу.п.к.)=(1,66÷2,34)1,95 [рад], до αу.п.к.min=(π/2).On the front quarter of the length of the
На остальной части длины крыла 1 нервюры 30 расположены нормально к УПК и пристыкованы к стенке 46 лонжерона 25.On the rest of the length of the
Лонжерон 25 в качестве продольного силового элемента кессона 9 крыла 1, жестко герметично соединен с панелями верхней 27 и нижней 28 силовых обшивок кессона 9, усиленных стрингерами 29 продольного силового набора 23.The
Лонжерон 25 по длине жестко соединен с конструкцией носовой части 58 крыла 1 с возможностью восприятия лонжероном нагрузок от предкрылка 57 через винтовые механизмы 55, систему опор кареток 59, и непосредственного восприятия аэродинамических нагрузок от набегающего потока, передаваемых через верхнюю 60 и нижнюю 61 обшивки носовой части 58 крыла 1 при выпущенном предкрылке 57, а также через балку 62 носовой части 58 крыла 1 и систему редукторов 54 и опор 63 винтовых механизмов 55 и кареток 59 предкрылка 57, прикрепленных каждая к лонжерону 25 через опорные стойки 47 стенки 46.The
В стенке 46 лонжерона 25 может быть выполнено не менее 11 отверстий для пропуска свободных концов силового винта 64 и не менее 20 проемов для пропуска свободных концов рельсов 56 механизации предкрылка 57. Проемы под силовые винты 64 могут быть снабжены по контуру жестким двухсторонним компенсационным обрамлением (условно не показано). Внешняя часть может быть наделена парой проушин (условно не показано) для шарнирной установки редуктора упомянутого винта 64 механизации предкрылка 57. С внутренней стороны кессона 9 стенка 46 лонжерона 25 наделена кожухом 65, герметично отделяющим зону рабочих колебаний винта 64 от полости кессона 9, совмещенной с топливным баком крыла 1.At least 11 holes for passing the free ends of the
Упомянутые проемы для пропуска через стенку 46 лонжерона 25 концов рельсов 56 механизации предкрылка 57 снабжены по контуру компенсационным силовым обрамлением 66 стенки 46 лонжерона 25 с внутренней стороны, обращенной в полость кессона 9. Обрамление 66 может быть наделено герметичным кожухом 65, отделяющим подвижный конец рельса 56 от зоны топливного бака (условно не показано) полости кессона 9 в крыла 1.The said openings for passing through the
На части длины крыла 1, следующей за участком веерообразного расположения нервюр 30, последние могут быть пристыкованы к стенке переднего лонжерона нормально к УПК со средней шаговой частотой γн.л., определенной в диапазоне значенийOn the part of the length of the
γн.л.=Nн/LΔл (1,26÷1,77)1,48 [ед/м.]. Здесь LΔл - часть длины переднего лонжерона 25 КЧК 7, следующей за участком веерообразного расположения нервюр 30; Nн - общее количество нервюр 30 на указанном суммарном участке переднего лонжерона 25.γ nl = N n / L Δl (1.26 ÷ 1.77) 1.48 [u / m]. Here L Δl - part of the length of the
Такое же соединение нервюр 30 с передним лонжероном 25 может быть пролонгировано на полную длину ОЧК 22 переднего лонжерона 25.The same connection of the
Толщина стенки 46 участков лонжерона 25 в КЧК 7 и ОЧК 22 может быть выполнена переменной с незначительным общим уменьшением по размаху КЧК 7 и с существенными местными увеличениями толщины до двух и более раз в зонах приложения сосредоточенных нагрузок от пилонов двигателей (условно не показано). Аналогичное варьирование толщины стенки 46 может быть выполнено в зонах прикрепления к лонжерону элементов силового привода предкрылка 57 системы механизации крыла 1 (кареток 59, вала трансмиссии 53 и вырезов под рельсы 56 и винтовые механизмы 55 приводов секций предкрылка 57) относительно средней расчетной толщины на тех же участках стенки 46.The
Задний лонжерон 26 выполнен в качестве консольной балки по размаху крыла 1 самолета в составе продольного набора 23 силовых элементов кессона 9. Лонжерон 26 состоит из участков лонжерона состыкованных частей технологической сборки крыла 1. А именно, представляет один из основных силовой элемент продольного набора 23 центральной части (ЦЧК) 18. И входит в состав консолей каждого полукрыла 19, 20, включая участок лонжерона 26 консольной части крыла (КЧК) 7, неразъемно в эксплуатации состыкованный с участком заднего лонжерона 26 ЦЧК 18. И разъемно состыкован с задним лонжероном 26 отъемной части крыла (ОЧК) 22.The
По размаху крыла задний лонжерон 26 выполнен непрерывной длины в пределах каждой из указанных частей 19, 20 крыла 1. А длины Lл.цчк, Lл.кчк, Lл.очк участков лонжерона 26 в составе продольного силового набора 23 каждой части крыла 1 определены в диапазоне соотношений Lцчк:Lкчк:Lочк=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95),In terms of the wing span, the
В поперечном сечении задний лонжерон 26 имеет форму составного швеллера. Стенка 46 лонжерона 26 выполнена в виде пластины, подкрепленной с двух сторон жестко соединенными с ней стойками 68. Стойки 68 выполнены на свободных участках уголкового и Z-образного профиля включительно и для повышения местной и общей устойчивости стойки 68 расположены с двух сторон стенки 69 по длине лонжерона 26 со взаимным смещением на часть шага стоек.In cross section, the
На участках навески на лонжерон 26 агрегатов механизации крыла 1 стойки 68 выполнены с переменным по высоте увеличением площади и момента инерции поперечного сечения.On the sections of the hinge on the
Стенка лонжерона 26 обрамлена верхним 70 и нижним 71 поясами. Полки 72 и 73 поясов 70 и 71 заднего лонжерона 26 обращены в кессон 9 навстречу ответным полкам 51 и 52 переднего лонжерона 25. Пояса 70 и 71 выполнены сборными из погонажных элементов несимметричного уголкового профиля с переменной по длине лонжерона 26 площадью поперечного сечения и соотношением высоты и ширины полок 72 и 73 элементов поясов на большей части длины лонжерона 26. Указанные элементы поясов 70 и 71 жестко соединены внахлестку своей вертикальной стенкой 74 и 75 со стенкой лонжерона 69. При этом полки 72 и 73 уголкового элемента каждого упомянутого пояса 70 и 71 лонжерона 26 адаптивно отклонены от горизонтали до сопряжения соответственно с верхней 27 или нижней 28 обшивкой кессона 9.The wall of the
Стенка 69 лонжерона 26 по размаху крыла 1 выполнена переменной высоты, уменьшающейся в пределах каждого консольного технологического узла крыла 1 (КЧК 7, ОЧК 22), соответственно, в КЧК 7 от фюзеляжа самолета до стыка с ОЧК 22 и в пределах ОЧК от стыка с КЧК до стыка с «вертикальной» законцовкой крыла (ВЗК) 2. Стенка 69 имеет форму трапецеидальной пластины с короткими торцами соответственно высотой Hmax л. кчк и Hmin л. кчк, а также Hmax л. очк и Hmin л. очк и с длинными верхней и нижней сторонами в пределах каждого указанного технологического узла КЧК 7 и ОЧК 22.The
Отношение высот торцов лонжерона 26 в пределах КЧК 7 определено в диапазоне значений Hmax л. кчк : Hmin л. кчк = (3,12÷4,40), а в пределах ОЧК 22 определено в диапазоне значений Hmax л. очк : Hmin л. очк=(1,25÷1,76).The ratio of the heights of the ends of the
Указанные части заднего лонжерона 26 выполнены с осредненными градиентами изменения высоты стенок по размаху крыла GH л кчк. В том числе для КЧК 7 с градиентом, определенным в диапазоне значений GH л кчк=(Hmax л. кчк-Hmin л. кчк)/Lл. кчк=(2,9÷4,1)×10-2 [м/м]. Здесь Н max л кчк. - максимальная высота заднего лонжерона 26 КЧК 7 у фюзеляжа самолета [м]; Hmin л кчк - то же, минимальная высота лонжерона 26 КЧК 7 у стыка с ОЧК 22; Lл кчк. - длина заднего лонжерона КЧК 7; и для ОЧК 22 с осредненным градиентом GH л очк, определенным в диапазоне значений GH л очк=(Hmax л. очк-Hmin л. очк)/Lл. кчк=(0,015÷0,022)0,018; где Hmax л очк. - максимальная высота заднего лонжерона 26 у стыка с КЧК 7 [м]; Hmin л очк - то же, минимальная высота заднего лонжерона 26 у стыка с ВЗК 2, а Lл очк. - длина заднего лонжерона ОЧК 22.The indicated parts of the
На большей части длины крыла 1 нервюры 30 пристыкованы к стенке заднего лонжерона 26 нормально к установочной плоскости крыла 1 УПК.For most of the length of
Лонжерон 26, являясь одним из главных элементов продольного силового набора 23 кессона 9 крыла 1, может быть жестко соединен с панелями верхней 27 и нижней 28 силовых обшивок кессона 9, усиленных стрингерами 29 указанного продольного силового набора 23. Лонжерон 26 также может быть жестко соединен по длине с опорными конструкциями системы элементов механизации хвостовой части крыла 1 - закрылков 11, 12, 13, элеронов 15, 16, интерцепторов 17, тормозных щитков 14.
Механизм совершения пространственных эволюций в диапазоне «закрылок убран» - «закрылок выпущен», может быть выполнен с возможностью передачи нагрузок от подвески элементов управления аэродинамическим качеством крыла 1. В том числе механизм перемещений среднего закрылка 12 может быть выполнен с возможностью передачи нагрузок через подвижную каретку (условно не показано), шарнирно прикрепленную к носовой части закрылка (условно не показано). А сама каретка шарнирно оперта с двух сторон парными группами роликов на реборду балки рельса (условно не показано) механизации закрылка. Сопряжена со спиралью винта редуктора (условно не показано) системы механизации крыла с передачей усилий через силовой кронштейн 76, на пояса и укрепленную внешними силовыми стойками 77 стенку 69 заднего лонжерона 26.The spatial evolution mechanism in the range “flap retracted” - “flap released” can be made with the possibility of transferring loads from the suspension of the aerodynamic quality control elements of
Толщина стенки 69 лонжерона 26 в КЧК 7 и ОЧК 22 выполнена переменной с незначительным общим уменьшением по размаху крыла 1 и существенными местными увеличениями толщины до двух и более раз в зонах приложения сосредоточенных нагрузок от пилонов двигателей, и в зонах прикрепления к стенке 69 элементов средств механизации задней части крыла 1 относительно средней расчетной толщины на том же участке длины стенки 69.The
Кроме того, на части длины крыла 1, следующей за участком веерообразного расположения нервюр, нервюры 30 пристыкованы к стенке 69 заднего лонжерона 26 нормально к УПК со средней относительной шаговой частотой γн.л., определенной в диапазоне значенийIn addition, on the part of the length of the
γн.л.=ΔN/ΔL=(1,19÷1,69)1,41 [ед/мп.]. Здесь ΔN - количество нервюр 30 в кессоне КЧК 7, расположенных за участком веерообразного расположения нервюр; ΔL - длина участка кессона 9 КЧК 7 с нервюрами 30, расположенными нормально к УПК.γ nl = ΔN / ΔL = (1.19 ÷ 1.69) 1.41 [units / mp.]. Here ΔN is the number of
Пример реализации группы изобретений. Конструкцию крыла, основные узлы и конструктивные элементы изготавливают из авиационных материалов типа Д16Т, стали, титановых сплавов, а также углепластиков, стеклопластиков и слоистых материалов типа сотопласта с последующим многослойным нанесением на внутренние поверхности несущих конструкций - нервюр, лонжеронов, стыков с панелями обшивок.An example implementation of a group of inventions. The wing structure, the main components and structural elements are made of aviation materials such as D16T, steel, titanium alloys, as well as carbon fiber, fiberglass and laminated materials such as honeycomb, followed by multilayer coating on the inner surfaces of the supporting structures - ribs, spars, joints with panels of skin.
Несущие панели обшивок изготавливают путем раскроя и последующего фрезерования металлических плит с образованием продольных выемок между нервюрами и поперечных утолщений под нервюры.The bearing panels of the casing are made by cutting and subsequent milling of metal plates with the formation of longitudinal grooves between the ribs and transverse thickenings under the ribs.
Кессон крыла собирают на стапеле. Выкладывают панели верхней и нижней обшивок. Устанавливают на панелях стрингера, соединяют: панели, оснащенные стрингерами, с каркасом кессона. Собранный кессон КЧК монтируют на стапеле через стыковые элементы с кессоном ЦЧК. Затем аналогично присоединяют к кессону КЧК кессон ОЧК. Монтируют носовые и хвостовые части крыла, приводные агрегаты механизации крыла. Устанавливают элементы поверхности управления аэродинамическим качеством крыла - секции предкрылков, внутреннего, среднего и наружного закрылков, элеронов, интерцепторов и тормозных щитков.The caisson wings are assembled on a slipway. Lay out the panels of the upper and lower skins. Install on the stringer panels, connect: panels equipped with stringers with a caisson frame. The assembled caisson CCC is mounted on a slipway through the butt elements with the caisson CCC. Then, in a similar manner, the caisson OChK is attached to the coffer of the CCC. Mount the nose and tail parts of the wing, drive units of wing mechanization. The elements of the wing aerodynamic quality control surface are installed - sections of slats, inner, middle and outer flaps, ailerons, spoilers and brake flaps.
Пример работы крыла самолета. Крыло самолета работает на стоянке на статические нагрузки от собственного веса консолей крыла, подвешенных к крылу двигателей и веса топлива в симметрично размещенных в консолях секционированных топливных баках. Нагрузку от консолей передают на центроплан, вмонтированный в фюзеляж самолета и через фюзеляж на опоры шасси самолета. В экстремальных погодных ситуациях крыло может воспринимать существенные временные нагрузки от ураганного ветра гидрометеоров в виде снега, града и ледяного дождя.An example of an airplane wing. The wing of the aircraft is stationary for static loads from the dead weight of the wing consoles suspended from the wing of the engine and the weight of the fuel in the sectionalized fuel tanks placed symmetrically in the consoles. The load from the consoles is transferred to the center section mounted in the aircraft fuselage and through the fuselage to the aircraft landing gear. In extreme weather situations, the wing can take significant temporary loads from the hurricane wind of hydrometeors in the form of snow, hail and ice rain.
Различают три этапа работы крыла - в режиме взлета и посадки и в режиме полета на крейсерских скоростях. Режим взлета связан с началом разбега набором скорости и аэродинамической подъемной силы крыла.There are three stages of wing operation - in take-off and landing mode and in flight mode at cruising speeds. The takeoff mode is associated with the start of the take-off by a set of speed and aerodynamic lift of the wing.
Для сокращения времени и дистанции разбега средствами механизации крыла выпускают на предельную величину предкрылки и закрылки максимально увеличивая аэродинамическое качество подъемной силы крыла. После отрыва самолета от ВПП по мере набора скорости в воздухе постепенно убирают выпуск упомянутых элементов управления аэродинамическим качеством крыла - предкрылков и закрылков и убирают шасси в том числе частично в отсеки крыла. Штатный полет самолета выполняют на крейсерских скоростях при полностью убранных предкрылках закрылках, выравнивая при необходимости параметры полета другими элементами управления аэродинамическим качеством крыла, в том числе элеронами и интерцепторами. В режиме захода на посадку и выполнения посадки выполняют действия с элементами управления аэродинамическим качеством крыла и выпуска шасси в порядке, обратном действиям при взлете.To reduce the time and take-off distance by means of wing mechanization, slats and flaps are released to the maximum value, maximizing the aerodynamic quality of the wing lift. After the airplane has torn off from the runway as the speed increases in the air, the release of the aforementioned elements of the aerodynamic quality control of the wing — slats and flaps — is gradually removed and the landing gear removed, including partially in the wing compartments. A regular flight of the aircraft is performed at cruising speeds with the flaps completely flap retracted, aligning, if necessary, flight parameters with other aerodynamic wing quality control elements, including ailerons and interceptors. In the approach and landing mode, they perform actions with the aerodynamic quality control elements of the wing and landing gear in the reverse order of actions during take-off.
Технический результат группы изобретений, связанных единым творческим замыслом, достигается при значениях параметров, найденных в изобретениях группы, и принимаемых в пределах диапазонов, приведенных для соответствующего параметра объекта в формуле изобретения. А при выходе значения параметра за пределы указанного в формуле диапазона, технический результат не может быть гарантирован в связи с недопустимым рассогласованием с другими взаимосвязанными параметрами объекта и группы изобретений.The technical result of a group of inventions related by a single creative concept is achieved with the values of the parameters found in the inventions of the group and taken within the ranges given for the corresponding parameter of the object in the claims. And when the parameter value goes beyond the range specified in the formula, the technical result cannot be guaranteed due to unacceptable mismatch with other related parameters of the object and group of inventions.
Так, найденный в изобретении для крыла самолета угол стреловидного отклонения линии вершин лобовой кромки αл.к. крыла относительно плоскости, нормальной к плоскости симметрии самолета, обеспечивает достижение технического результата при параметрах угла αл.к.=(0,47÷0,66) [рад] и не гарантирует достижения требуемого результата при значениях угла αл.к. меньше 0,47 [рад], так как при таких значениях угла существенно ухудшается соотношение аэродинамического качества крыла и удельной материалоемкости на единицу площади крыла. А при значениях αл.к. больше 0,66 [рад] существенно неоправданно и недопустимо возрастает материалоемкость крыла на единицу подъемной силы для широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета.So, the angle of swept deflection of the line of tops of the frontal edge α lk found in the invention for an airplane wing wing relative to the plane normal to the plane of symmetry of the aircraft, ensures the achievement of a technical result with the parameters of the angle α lk = (0.47 ÷ 0.66) [rad] and does not guarantee the achievement of the desired result with values of the angle α lk less than 0.47 [rad], since at such values of the angle the ratio of the aerodynamic quality of the wing and the specific material consumption per unit area of the wing is significantly deteriorated. And at values of α l. more than 0.66 [rad] significantly increases the material consumption of the wing per unit of lift for a wide-body long-range aircraft.
Аналогично, найденные в группе изобретений конфигурация выполненной с изломом хвостовой кромки крыла и угловые параметры конфигурации хвостовой кромки крыла в плане до βx.к.1=(0,14÷0,20) [рад] и после точки излома βх.к.2=(0,31÷0,43) [рад], обеспечивают оптимальную компоновку крыла с размещением до 90% объема установленного в крыле топливного бака на участке до точки излома хвостовой кромки, максимально приближенном к фюзеляжу, и максимума долевой части аэродинамической подъемной силы соответствующей части площади крыла. В результате чего достигается наибольшее уменьшение материалоемкости конструкции крыла при оптимальном компромиссе сочетаний статических и динамических расчетных нагрузок. Выход за пределы принятых в изобретении диапазонов значений углов βх.к.1=(0,14÷0,20) [рад] и βх.к.2=(0,31÷0,43) [рад] приводит к разбалансировке геометрических параметров и резкому повышению материалоемкости крыла.Similarly, the configuration found in the group of inventions made with a kink of the tail edge of the wing and the angular configuration parameters of the tail edge of the wing in plan up to β x.k.1 = (0.14 ÷ 0.20) [rad] and after the break point β x.k .2 = (0.31 ÷ 0.43) [rad], provide an optimal wing layout with placement of up to 90% of the volume of the fuel tank installed in the wing in the area up to the break point of the tail edge, as close as possible to the fuselage, and the maximum of the aerodynamic lift share forces of the corresponding part of the wing area. As a result, the greatest reduction in the material consumption of the wing structure is achieved with the optimal compromise of combinations of static and dynamic design loads. Going beyond the accepted in the invention ranges of values of the angles β h.k. 1 = (0.14 ÷ 0.20) [rad] and β h.k.2 = (0.31 ÷ 0.43) [rad] leads to unbalancing of geometric parameters and a sharp increase in the material consumption of the wing.
Так же срабатывают на достижение заявленного технического результата найденные в группе изобретений, связанных единым творческим замыслом, соотношения диапазонов параметров длин частей крыла (ЦЧК):(КЧК):(ОЧК)=1:(2,93÷4,14):(0,67÷0,95), оптимально заточенные под конструктивные параметры крыла широкофюзеляжных дальнемагистральных пассажирских и грузовых самолетов. Выход за указанные параметры соотношения длин частей крыла в любую из указанных границ диапазонов относительных значений длин ЦЧК, КЧК и ОЧК достижение заявленного технического результата не гарантировано из-за разбалансировки удельного вклада той или иной части крыла в создание удельной требуемой подъемной силы на единицу материалоемкости крыла.The ratios of the ranges of the parameters of the lengths of the wing parts (CCC) :( CCC) :( CCC) = 1: (2,93 ÷ 4,14) :( 0 are also triggered to achieve the claimed technical result, found in a group of inventions related by a single creative concept: , 67 ÷ 0.95), optimally sharpened for the design parameters of the wing of wide-body long-haul passenger and cargo aircraft. Going beyond the specified parameters of the ratio of the lengths of the wing parts to any of the specified boundaries of the ranges of the relative lengths of the CCC, CCC and CCC the achievement of the claimed technical result is not guaranteed due to the unbalancing of the specific contribution of one or another part of the wing to the creation of the specific required lift per unit of material consumption of the wing.
Аналогично работают на достижение заявленного технического результата общей конструктивной композицией крыла найденные в группе изобретений диапазоны геометрических параметров кессона, центроплана и лонжеронов крыла, обеспечивая оптимальное аэродинамическое качество надежность и ресурс крыла, безопасности и надежности полетов при уменьшении материало- и энергоемкости в процессе изготовления крыла и эксплуатации самолета.The ranges of geometric parameters of the caisson, center wing and wing spars found in the group of inventions work similarly to achieve the claimed technical result by the general constructive composition of the wing, providing optimum aerodynamic quality, reliability and resource of the wing, safety and reliability of flights, while reducing material and energy consumption during the manufacture of the wing and operation the plane.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019108376A RU2709976C1 (en) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | Aircraft wing, aircraft wings caisson, center wing, spar (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019108376A RU2709976C1 (en) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | Aircraft wing, aircraft wings caisson, center wing, spar (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2709976C1 true RU2709976C1 (en) | 2019-12-23 |
Family
ID=69022924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019108376A RU2709976C1 (en) | 2019-03-22 | 2019-03-22 | Aircraft wing, aircraft wings caisson, center wing, spar (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2709976C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111027144A (en) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | Stiffness-based wing box type selection method |
RU2743770C1 (en) * | 2020-09-07 | 2021-02-25 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Composite longeron |
CN114048543A (en) * | 2021-10-18 | 2022-02-15 | 中航通飞华南飞机工业有限公司 | Weight and strength associated wing box longitudinal structure parameter definition method |
CN114348235A (en) * | 2022-01-18 | 2022-04-15 | 湖南航天环宇通信科技股份有限公司 | Integrated wing aileron driving device and installation method |
RU227867U1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-08-07 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | CENTER PLANE OF THE WING OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLE |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4162777A (en) * | 1978-05-02 | 1979-07-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Canted spar with intermediate intercostal stiffeners |
US7909292B2 (en) * | 2004-12-22 | 2011-03-22 | Airbus Deutschland Gmbh | Wing unit, in particular spar box, for forming aerodynamically active surfaces of an aircraft, in particular airfoils, horizontal tail units or rudder units of a plane |
RU2557638C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Корпорация "Иркут" | Aircraft wing |
-
2019
- 2019-03-22 RU RU2019108376A patent/RU2709976C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4162777A (en) * | 1978-05-02 | 1979-07-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Canted spar with intermediate intercostal stiffeners |
US7909292B2 (en) * | 2004-12-22 | 2011-03-22 | Airbus Deutschland Gmbh | Wing unit, in particular spar box, for forming aerodynamically active surfaces of an aircraft, in particular airfoils, horizontal tail units or rudder units of a plane |
RU2557638C1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Корпорация "Иркут" | Aircraft wing |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111027144A (en) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | Stiffness-based wing box type selection method |
CN111027144B (en) * | 2019-12-24 | 2023-09-22 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | Wing box model selection method based on rigidity |
RU2743770C1 (en) * | 2020-09-07 | 2021-02-25 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Composite longeron |
CN114048543A (en) * | 2021-10-18 | 2022-02-15 | 中航通飞华南飞机工业有限公司 | Weight and strength associated wing box longitudinal structure parameter definition method |
CN114348235A (en) * | 2022-01-18 | 2022-04-15 | 湖南航天环宇通信科技股份有限公司 | Integrated wing aileron driving device and installation method |
RU2828443C1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-10-11 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Wing centre section of aircraft-type unmanned aerial vehicle with vertical take-off and landing (vtol) |
RU227867U1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-08-07 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | CENTER PLANE OF THE WING OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLE |
RU2828508C1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-10-14 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Wing console of aircraft type uav with vertical take-off and landing (vtol) |
RU2830724C1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-11-25 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Unmanned aerial vehicle and method of its assembly |
RU2830730C1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-11-25 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Wing of aircraft-type unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing (vtol) |
RU2830728C1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-11-25 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Beam of aircraft-type unmanned aerial vehicle with vertical take-off and landing (vtol) |
RU2831842C1 (en) * | 2024-06-06 | 2024-12-16 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | Aircraft-type unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing (vtol) and method of its assembly |
RU231111U1 (en) * | 2024-10-03 | 2025-01-13 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Университет Иннополис" | CENTER PLANE OF THE WING OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2709976C1 (en) | Aircraft wing, aircraft wings caisson, center wing, spar (versions) | |
US5899409A (en) | Large dimension aircraft | |
US8177170B2 (en) | Aircraft comprising a central fairing that adjusts the pressure on the wing structures by means of local geometric deformations | |
US9067670B2 (en) | Frame for an opening provided in an aircraft fuselage | |
US8523101B2 (en) | Short take-off aircraft | |
EP2602183B1 (en) | Aircraft rib assembly | |
CN111409816B (en) | Variable camber wing leading edge structure | |
EP2626291B1 (en) | Structural joint having continuous skin with inside and outside stringers | |
CN115535211A (en) | Aircraft and method of manufacturing an aircraft | |
US9381992B2 (en) | Leading edge for an aircraft lifting surface | |
RU2557638C1 (en) | Aircraft wing | |
US20080203228A1 (en) | Double-Shell Design Center Box | |
US11780567B2 (en) | Wingtip device for an aircraft | |
RU2462395C2 (en) | Airframe of multipurpose class vi aircraft | |
US20250100669A1 (en) | Aircraft fuselage wing attachment cutout configurations incorporating perimeter box beams | |
RU2481243C1 (en) | Aircraft wing and outer wing joint assembly | |
RU2443599C1 (en) | Fuselage central part and beam | |
WO2015016731A1 (en) | Aircraft (variants) | |
RU2335430C1 (en) | High-capacity aircraft | |
CN114906313A (en) | Connection structure of aircraft empennage and fuselage | |
US2258134A (en) | Aircraft wing structure | |
EP2612811A1 (en) | A combination comprising an aircraft wing trailing edge section and an adjustment body | |
JP7656441B2 (en) | Structural composite airfoil with directly bonded forward spar and related methods | |
CN218317251U (en) | Unmanned aerial vehicle's organism and unmanned aerial vehicle | |
US2228253A (en) | Aircraft construction |