Крыло биплана

Крыло биплана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при создании легких самолетов с бипланным крылом . Цель изобретения - снижение веса, упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик крыла. Крыло биплана имеет трубчатые лонжероны, установленные на силовых элементах фюзеляжа шарнирно на горизонтальных разнесенных шарнирах. Вертикальная стойка шарнира соединена своими хвостовиками с лонжеронами . Хвостовики имеют резьбу противоположного направления и снабжены контргайками. Диагональные расчалки и вертикальные стойки лежат в одной поперечной вертикальной плоскости, образуя схему плоский биплан, Точка шарнирного крепления вертикальной стойки к лонжеронам крыла лежит в пределах 0.6-0,7 полуразмаха последнего, Нервюры крыла отверстиями облегчения с отбортовками, имеющими впадины и выступы, надеты на трубчатый лонжерон, установлены с фиксированным шагом и жестко соединены с лонжероном по выступам. Лонжерон расположен вблизи центра давления профиля крыла. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<5115 ?? 64 ?? 3>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4850987/23 (22) 11,06.90 (46) 15.09.92. Бюл. М 34 (71) Экспериментальное объединение "Фотон" (72) К.М, Жидовецкий (73) Акционерное общество "Авиатика" (56) ТИ ЦАГИ, N6,,1986,,с. 18 — 19, рис. 18.

"Летецви а Космонавтика", " + К", 10/89, с, 16-18. (54) КРЫЛО БИПЛАНА (57) Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при создании легких самолетов с бипланным крылом. Цель изобретения — снижение веса, упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик крыла, Крыло биплана имеет трубчатые лонжероны, установленные на силовых элементах фюзеляжа

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при создании легких самолетов с бипланным крылом.

Известно крыло биплана "Уинг Динг"

11, имееющее два крыла одинакового размаха с односторонней полотняной обшивкой. Крылья имеют по два лонжерона, по две вертикальные стойки и диагональные расчалки. Механизация крыла выполнена в виде искривляемой задней кромки верхнего крыла с помощью расчалок-тросов (гаширование).

Недостатком данного крыла является его низкая технологичность и небольшое значение подъемной силы, реализуемое на нем, а также невысокая эффективность механизации и ощутимый люфт ручки управления при гашировании, „„ЯЛ„„1762749 АЗ шарнирно на горизонтальных разнесенных шарнирах. Вертикальная стойка шарнира соединена своими хвостовиками с лонжеронами. Хвостовики имеют резьбу противоположного направления и снабжены контргайками. Диагональные расчалки и вертикальные стойки лежат в одной поперечной вертикальной плоскости, образуя схему "плоский биплан", Точка шарнирного крепления вертикальной стойки к лонжеронам крыла лежит в пределах 0,6-0,7 полуразмаха последнего, Нервюры крыла отверстиями облегчения с отбортовками, имеющими впадины и выступы, надеты на трубчатый лонжерон, установлены с фиксированным шагом и жестко соединены с лонжнмпвытпмЛнн еро о о с у а, о жеро расположен вблизи центра давления профиля крыла. 1 з. и. ф-лы, 6 ил, Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является крыло биплана "Мистраль, имеющее два крыла с трубчатыми лонжеронами, вертикальные стойки, подкосы. Обшивка крыльев двухсторонняя. Нижнее крыло установлено цельноповоротно с возможностью дифференциального отклонения его половин.

Недостатком данного крыла является сложность конструкции для крыла биплана такого колеса, связанная с сопряжением цельноповоротного нижнего крыла и неподвижного верхнего, а также увеличение веса за счет подкоса, работающего на растяжение-сжатие, вместо расчалок, Целью изобретения является снижение веса, упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик крыла.

1 О ,ЬЭ

0 (лЭ

1762749

55

Поставленная цель достигается тем, что в крыле биплана, содержащем трубчатые лонжероны, соединенные с силовыми элементами фюзеляжа, и вертикальную стойку, соединенную своими концами с лонжеронами верхнего и нижнего крыла, согласно изобретению лонжероны крыльев установлены на силовых элементах фюзеляжа шарнирно на горизонтальных разнесенных шарнирах, вертикальная стойка выполнена регулируемой длины в виде тандера, хвостовики которого установлены на резьбе противоположного направления, снабжены контргайками и соединены шарнирно слонжеронами крыльев, крыло биплана снабжено диагональными расчалками, соединяющими точки шарнирного крепления вертикальных стоек к лонжеронам крыла с силовыми элементами фюзеляжа таким образом, что и расчалки и вертикальные стойки лежат в одной поперечной вертикальной плоскости с образованием "плоский биплан", при этом точка шарнирного крепления вертикальной стойки к лонжерону крыла лежит в пределах от 0,6 до 0,7 полуразмаха последнего.

Кроме того, в нервюрах крыла биплана выполнены отверстия облегчения с отбортовками, одним из которых, имеющим отбортовку со впадинами и выступами, они надеты на лонжерон, установлены с фиксированным шагом и жестко соединены с последним по выступам, причем лонжерон расположен вблизи центра давления профиля крыла.

На фиг. 1 изображено крыло биплана, вид спереди; на фиг. 2 — разнесенный шарнир крепления трубчатого лонжерона, вид спереди; на фиг, 3 — то же, вид в плане; на фиг. 4 — крепление нервюры крыла на трубчатом лонжероне; на фиг. 5 — схема распределения нагрузок на крыле и его упругая линия в зависимости от местоположения точки крепления вертикальной стойки к трубчатому лонжерону; на фиг. 6 — размещение лонжерона по профилю крыла.

Буквами на чертежах обозначены:

00 — участок до вертикальной стойки;

Zcm — ее координата по размаху;

Y — прогиб; д — смещение стойки, Крыло 1 биплана имеет трубчатые лонжероны 2, установленные на силовых элементах 3 фюзеляжа шарнирно на горизонтальных разнесенных шарнирах 4

Вертикальная стойка 5 соединена своими хвостовиками 6 и 7 с лонжеронами 2 крыла

1 шарнирно. Хвостовики 6 и 7 имеют резьбу противоположного направления и снабжены контргайками 8 и 9. Крыло 1 имеет диа5

35 гональные расчалки 10, соединяющие точки шарнирного крепления вертикальной стойки 5 своими хвостовиками 6 и 7 к лонжеронам 2 крыла 1 с силовыми элементами 3 фюзеляжа. Диагонал ьн ые расчал ки 10 и вертикальные стойки 5 лежат в одной поперечной вертикальной плоскости с образованием схемы "плоский биплан".

Точка шарнирного крепления вертикальной стойки 5 к лонжеронам 2 крыла 1 лежит в пределах от 0,6 до 0,7 полуразмаха последнего. В нервюрах 11 крыла 1 выполнены отверстия облегчения 12 с отбортовками 13, одним из которых, имеющим отбортовку со впадинами 14 и выступами 15, нервюры 11 надеты на трубчатый лонжерон 2, установлены с фиксированным шагом и жестко соединены с лонжероном 2 по выступам 15.

Трубчатый лонжерон 2 расположен вблизи центра давления профиля крыла 1.

Крыло биплана выполняет свои функции следующим образом.

В полете на крыле 1 реализуется подьемная сила, которая выражается в виде распределенной нагрузки по размаху крыла 1.

От распределенной нагрузки крыло 1 изгибается, т. е. на крыле 1 возникает изгибающий момент, Между тем, крыло 1 испытывает и сосредоточенные нагрузки, например, в точках крепления вертикальных стоек 5 к лонжеронам 2 крыла 1. В случае неправильного или произвольного выбора точек крепления вертикальных стоек 5 к лонжеронам крыла 2 упругая линия крыла 1 принимает непрогнозируемый характер, что потребует упрочнения крыла 1, и следовательно, увеличение его веса. Продольно-поперечный изгиб лонжерона 2 на участке ОО вызывается, с одной стороны, распределенной аэродинамической нагрузкой, а с другой стороны, горизонтальной компонентой силы, передаваемой через вертикальную стойку 5 с нижнего крыла 1 на верхнее, Известно из теории прочности, что наиболее благоприятная работа элемента конструкции лонжерона 2 на участке 00 возможна тогда, что изначальный прогиб сжатого элемента близок к нулю, что и достигается в данном техническом решении целенаправленным расположением точки крепления вертикальной стойки 5 по размаху крыла 1. Оптимальным же является выбор точки крепления вертикальных стоек 5 к лонжеронам 2 в пределах от 0,6 до 0,7 полуразмаха крыла 1. В случае уменьшения значения местоположения указанной точки, -д, максимальный прогиб Y крыла 1 вниз будет у точки шарнирного крепления лонжерона 2 к силовым элементам 3 фюзеляжа.

Свободные концы крыла 1 на полуразмахе

1762749

> 0,5 будут изгибаться консольно вверх. В случае вынесения точки крепления вертикальных стоек 5 к лонжеронам 2 за пределы

0,7 полуразмаха крыла 1, + д, "внутренняя часть" крыла 1 на участке 00 будет изгибаться вверх, а часть крыла 1 на участке полуразмаха > 0,8 будет изгибаться вниз, И в том и в другом случае указанный характер нагружения крыла 1 и его изгиб не являются оптимальными, что потребует упрочнения крыла, например, лонжеронов 2 и, следовательно, приведет к увеличению веса. Установлено расчетом и подтверждено экспериментально, что оптимальное положение точки крепления вертикальных стоек

5 к лонжеронам 2 крыла 1 лежит в пределах

0,6 — 0,7 полуразмаха Z последнего. При таком положении крыло1 на участке от точки крепления лонжерона 2 к силовым элементам 3 фюзеляжа до точки крепления вертикальной стойки 5 к лонжерону 2 имеет почти нулевой прогиб, а на участке Z > 0,7 полуразмаха изгибается консольно вверх, что является штатным нагружением элементов крыла 1 изгибающим моментом. При таком характере нагружения возможно избежать необоснованного упрочнения конструкции крыла 1, Все нагрузки, действующие на крыло 1, воспринимаются трубчатыми лонжеронами

2, вертикальными стойками 5 и диагональными расчалками 10, т. е. элементами, лежащими в одной поперечной вертикальной плоскости, из чего следует, что конструктивно-силовая схема данного крыла представляет собой так называемый "плоский биплан", Нагрузки, воспринимаемые трубчатыми лонжеронами 2, передаются на силовые элементы 3 фюзеляжа через разнесенные шарниры 4, которые, в силу своего конструктивного выполнения, способны воспринимать и крутящий момент, создавая на опорах лонжерона 2 пару сил.

Данная конструкция биплана отличается своей простотой, что позволяет проводить операции сборки-разборки и регулировки в "полевых" условиях на неподготовленных площадках. Для сборки, например, необходимо пристыковать трубчатые лонжероны 2 к силовым элементам 3 фюзеляжа на разнесенных шарнирах

4, Затем вертикальную стойку 5 хвостовиками 6 и 7 шарнирно пристыковать к верхнему и нижнему крыльям 1. При этом, размер вертикальной стойки 5 может быть произвольным. Для регулировки крыла 1 и получения его заданной конфигурации, 5

55 необходимых установочных углов вращают вертикальную стойку 5, выдвигая хвостовики 6 и 7 из вертикальной стойки 5, При этом предварительно установленные расчалки

10 натягиваются до заданной конфигурации крыла биплана, после чего хвостовики 6 и 7 фиксируются контргайками 8 и 9, Операция разборки повторяется в обратном порядке.

Стойка же 5 удлиняется до получения межцентрового расстояния между осями шарниров хвостовиков 6 и 7, равного заданной величины "А", чем обеспечивается потребная конфигурация крыльевой системы в целом. Дополнительная нивелировка при соблюдении размера "А" не требуется. Это удобно в эксплуатации не только для перевозки, но и для проведения профилактического осмотра и ремонта основных силовых элементов конструкции крыла 1, Формула изобретения

1. Крыло биплана, содержащее трубчатые лонжероны, соединенные с силовыми элементами фюзеляжа, и вертикальную стойку, соединенную своими концами с лонжеронами верхнего и нижнего крыла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения веса, упрощения конструкции и улучшения эксплуатационных характеристик крыла, лонжероны крыльев установлены на силовых элементах фюзеляжа шарнирно на горизонтальных разнесенных шарнирах, вертикальная стойка выполнена регулируемой длины в виде тандера, хвостовики которого установлены на резьбе противоположного направления, снабжены контргайками и соединены шарнирно с лонжеронами крыльев, крыло биплана снабжено диагональными расчалками, соединяющими точки шарнирного крепления вертикальной стойки к лонжеронам крыла с силовыми элементами таким образом, что и расчалки и вертикальные стойки лежат в одной поперечной вертикальной плоскости с образованием схемы "плоский биплан", при этом точка шарнирного крепления вертикальной стойки к лонжерону крыла лежит в пределах 0,6 — 0,7 полуразмаха последнего.

2, Крыло по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в нервюрах крыла выполнены отверстия облегчения с отбортовками, одним из которых, имеющими отбортовку со впадинами и выступами, они надеты на лонжерон, установлены с фиксированным шагом и жестко соединены с последним по выступам, причем лонжерон расположен вблизи центра давления профиля крыла, 1762749

1762749

1762749

1762749, / и, (/ х

У

Сос:ав гге-: : ..-":и.".,овецкий

Редактор Т,Шарганова Техред Ь1,Мор-;=.þÿë Корректор А,Ворович

Заказ 3267 Гира " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета lio:;ÿîáðåòeíèÿ÷ и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, "К-35. Раушская наб,, 4/5

Производственно-издательский комб ат "Г1атент", г. Ужгород. уп.Гагарина, 01