Крылья с внутренним подкосом

В рассмотренных выше схемах из-за необходимости постановки усиленных нервюр – бортовой нервюры 1–2
и нервюры 2–2'–2'' – затрудняется осуществление выреза для размещения шасси, особенно если колесо при уборке частично укладывается в фюзеляже. Этот недостаток устранен в стреловидном крыле с внутренним подкосом (рис. 4.12, а). Внутренний подкос 1'–3, по конструкции аналогичный лонжерону, разгружает от изгиба панели корневой части крыла и бортовую нервюру.

Рис. 4.12. Схема стреловидного крыла с внутренним подкосом

Концевая часть крыла представляет собой моноблочную конструкцию. Крыло опирается на внутренний подкос в точках 1 и 3 и шарнирно в узле 2 на фюзеляж.

При проектировочном расчете крыло рассматривают как двухопорную балку с консолью. Опорами являются узел 2 на борту фюзеляжа и узел 3 на внутреннем подкосе. Расчет крыла на участке от сечения, отстоящего от нервюры 3–4 на расстоянии, до конца крыла может быть произведен так же, как и расчет прямого моноблочного крыла. При расчете корневой части крыло считается однолонжеронным. Корневая часть крыла (рис. 4.12, б) со стороны консоли нагружается перерезывающей силой Q и изгибающим моментом М по лонжерону. Вся местная нагрузка корневой части крыла относится к переднему лонжерону. Крутящий момент крыла Мкр, подсчитанный относительно оси переднего лонжерона, передается на силовые элементы корневой части изгибом нервюры 3–4. Перерезывающая сила Q передается в узле 3 на внутренний подкос. Крутящий момент Мкр изгибом нервюры 3–4 передается в виде пары сил R3 = R4 = Мкр / на внутренний подкос в узле 3 и на задний лонжерон в узле 4. Сила R4 передается на внутренний подкос в точке 1 шарнирного крепления к нему заднего лонжерона; R1 = R4.

От силы R1 в точке 4 на заднем лонжероне действует изгибающий момент DМ = R1.

Так как рассматривается только действие крутящего момента Мкр, то из условий равновесия консольной части крыла на переднем лонжероне должен возникнуть такой же по величине, но обратный по знаку, изгибающий момент. Следовательно, в точке 3 на переднем лонжероне действует изгибающий момент Мл = М + DМ. В узлах крепления переднего лонжерона – узле 2 на борту фюзеляжа и узле 3 на внутреннем подкосе – от этого момента возникнут реакции

Кроме того, от местной нагрузки корневой части t в узлах 2 и 3 будут реакции:

Внутренний подкос работает на изгиб от сил Q, R_{3 л}, R_{3 t} и R₃, приложенных в узле 3, и силы R₁, приложенной в узле 1.

Передний лонжерон в корневой части представляет собой балку на двух опорах, нагруженную распределенной нагрузкой t и изгибающим моментом Мл, приложенным в узле 3.

Задний лонжерон на участке 1–4 работает как балка, закрепленная на консольной части крыла и нагруженная в узле 1 силой R1.

Нервюра 3–4 нагружена погонными касательными усилиями q от крутящего момента крыла и работает от этого момента на изгиб как двухопорная балка с консолью. Расчетные схемы силовых элементов корневой части крыла и эпюры перерезывающих сил и крутящих моментов для них показаны на рис. 4.13.

Рис. 4.13.Расчетные схемы и эпюры Q и М для силовых элементов корневой части стреловидного крыла с внутренним подкосом

После определения нагрузок находятся площади поперечного сечения поясов и толщины стенок подкоса, лонжеронов и нервюры.

Для крыльев с большим углом стреловидности, внутрь которых убирается шасси, можно применить схему с внутренним подкосом, имеющим перелом оси у борта фюзеляжа (рис. 4.9, г). Отличие в работе силовых элементов в корневой части такого крыла состоит лишь в нагрузке бортовой нервюры изгибающим моментом от изгибающего момента внутреннего подкоса Мб.н = М sin c, где c– угол стреловидности внутреннего подкоса. Поэтому в этой схеме бортовая нервюра должна быть усиленной.