Файл: Конструкция летательных аппаратов учебник..pdf

жно применять только в вентиляционных кабинах, так как он дает значительную утечку. Поступательно движущиеся тяги гер­ метизируются также уплотнительным пакетом со специальной набивкой, либо жйдкостью (фиг. 7.5).

Для уплотнения вращающихся валиков применяют сальни­ ковые уплотнения с морозостойкой смазкой. Вывод ручки управ­ ления герметизируется обычно при помощи герметической проре­ зиненной ткани (фиг. 7.6).

Фиг. 7.6

Работа элементов герметической кабины. Кабина (фиг. 7.7)

состоит из боковых криволинейных панелей, подкрепленных ар­ ками торцевых шпангоутов, пола и фонаря. Торцевые шпангоуты и пол подкреплены арками и балочками (фиг. 7.8). Поперечное се­ чение кабины, представленное на фиг. 7.9, определяется наличи­ ем с боков воздухоподводящих каналов двигателей. Герметиче­ ская кабина нагружена: во-первых, действием максимального из­

быточного давления р ИЗбэ — 1,5/»изб или максимального избыточ­

ного разрежения Рразр — — 0,5-^ ш а х т а х [/>разр бвреТСЯ Не МвНев 500 дан:/м2 (кг/м2)], во-вторых, изгибом и кручением как часть си­ ловой схемы фюзеляжа.

Коэффициент безопасности принимается / = 1,5.

Расчет кабины как части силовой схемы фюзеляжа не имеет каких-либо принципиальных особенностей, поэтому здесь рас­ смотрим вопросы местной прочности от действия перепада давле­ ний.

182: Боковые криволинейные панели работают по-разному в зависимости от направления действия перепада давления йр =- *= / ’изб —Рканала- Если перепад давления Д^1 направлен внутрь кабины (фиг. 7.9,а), то обшивка боковых панелей своим растя­ жением (практически без участия подкрепляющих ее арок) пе­ редает нагрузку на лонжероны. Возникающие при этом растя­ гивающие напряжения в обшивке ооб могут быть приближенно

Ф и г. 7.8

178

определены из равновесия элемента круговой цилиндрическом оболочки

R

°об =

аоб

где /? — радиус кривизны поперечного сечения панели;

поперечной изгибающей нагрузкой лонжеронов. Иначе работает криволинейная боковая панель, когда давление направлено в противоположную сторону (фиг. 7.9,6). В этом случае тонкая об­ шивка из-за потери устойчивости не может воспринимать пере­ пад давления \р 2 своим сжатием, поэтому прочность обеспечи­ вается арками (шпангоутами). Обшивка передает распределен­ ную нагрузку на арки, которые по краям опираются на лонжеро­ ны. Таким образом, арка нагружена со стороны обшивки погон­ ной воздушной нагрузкой qa = Ьр2-а, где а — расстояние меж­

ду арками.

В поперечном сечении круговой арки радиуса/? (см. фиг.7.9,6^ возникает сжимающее усилие N tpK = qa-R =* &p2-a-R. Это усилие должно быть меньше критического

N..арк

— a2 EI,эрк

R2

где /ар* — момент инерции сечения арки с учетом прилегаю­ щей к «ей обшивки.

183. Выше было принято, что опорами для боковых панелей являются лонжероны, которые работают при этом на изгиб под действием погонной поперечной нагрузки, равной ДpR. Если принять, что лонжероны защемлены в плоскости торцевых шпан­ гоутов, то максимальная величина изгибающего момента будет в опорах и может быть определена как

‘3^m1X** ApRF

12

где / — расстояние между торцевыми шпангоутами (длина от­ сека).

В случае, если изгибная жесткость лонжеронов мала, а ве­ личина углов а значительна, боковую панель следует рассчи­ тывать как оболочку незамкнутого криволинейного сечения, под­ крепленную арками (шпангоутами) и лонжеронами (стрингера­ ми), опертую на торцевые шпангоуты кабины и нагруженную погонной поперечной нагрузкой, равной 2 bpR sin а = <7вб0кПри этом она работает и рассчитывается аналогично подвижной части фонаря (см. п. 184).

184. Подвижная часть фюзеляжа (фиг. 7.10) крепится к са­ молету обычно четырьмя узлами. Учитывая симметрию, ее мо­ жно рассматривать как двухопорную тонкостенную балку (фиг. 7.10,6), работающую на поперечный изгиб под действием погон­ ной воздушной нагрузки

При мягком креплении остекления по контуру каркаса на по­ перечный изгиб работают только продольные элементы каркаса фонаря.

185. Силовой пол и торцевые шпангоуты кабины нагружа­

ются избыточным давлением pLeНагрузка с листов пола или со стенок торцевых шпангоутов передается на промежуточные подкрепляющие элементы (поперечные и продольные), которые передают ее далее на силовые элементы фюзеляжа, окаймляю­ щие пол или торцевой шпангоут. Пол, помимо избыточного дав­

ления, воспринимает значительные сосредоточенные силы, на­ пример, от катапультируемых сидений, колонок управления и пр. Для передачи этих сил пол подкрепляется усиленными балками.

186. Цилиндрические герметические отсеки имеют достаточ­ но широкое распространение в конструкции летательного аппа­ рата: кабины личного состава десанта, герметические отсеки для размещения оборудования или топлива в корпусах ракет и са­ молетов, воздухоподводящие и выходные каналы двигателей и пр.

180

Нагрузки герметического отсека складываются одновременно из общих нагрузок корпуса в районе отсека (фиг. 7.11), а так­ же дополнительно из нагрузок от внутреннего избыточного дав­ ления газа р т и наружного разрежения /?нар.

Эти дополнительные нагрузки от давления растягивают об­ шивку — стенку отсека в направлении по касательной к окруж­ ности. Кроме того, некоторые из них, передаваясь через днище, вызывают продольные нормальные напряжения в обшивке.

Расчетное сжимающее напряжение в поперечном сечении ци­ линдрического топливного отсека (продольное нормальное нап­ ряжение) будет

арасчетное растягивающее напряжение в продольном сечении

Оf ( P m + P m V)R

тойчивости при совместном действии осевых сжимающих и коль­ цевых растягивающих напряжений и 2) из условия прочности ее на сдвиг при этой нагрузке.

1) Условие устойчивости о, < окр.

Критическое напряжение выражается формулой kE

где k — коэффициент, зависящий от внутреннего Давления.

181

2) Максимальное касательное напряжение будет в площад­ ках, наклоненных к образующим под углом 45°:

Тогда условием прочности на сдвиг будет а, + а2 < ов .

Для днища бака, имеющего форму тела вращения, можно воспользоваться зависимостями для безмоментной оболочки. Нор­ мальное напряжение о,, направленное по касательной к меридио­ нальному сечению, находится из равновесия части днища, отсе­ ченной плоскостью, перпендикулярной оси х (фиг. 7.12):

где Rx — радиус поперечного сечения днища;

<р — угол между осью х и нормалью к образующей днища.

Напряжениео2,перпендикулярное напряжениюо^ом.фиг. 7.12), определяется из уравнения равновесия элемента днища

где R 1 и R2 — радиусы кри­ визн, соответственно мериди­ онального и перпендикулярно­ го ему сечений днища.

188.

пряжения в днище и цилинд­ рической части отсека с учетом влияния изгибной жесткости оболочки и наличия шпангоута по месту стыка днища с ци­ линдром при действии внутреннего избыточного давления

182