Крыльевой короб
Кессон закрылки самолета с неподвижным крылом является основной несущей конструкцией крыла, которая образует структурный центр крыльев, а также точку крепления для других компонентов крыла, таких как передней кромки , поворотные крылья , закрылки задней кромки и крыло. -наконечники устройства . Кессон крыла продолжается за пределы видимых корневых частей крыла и соединяется с фюзеляжем в центральном кессоне крыла, который образует структурное ядро самолета.
Кессон крыла назван так потому, что во многих конструкциях комбинация переднего и заднего лонжеронов , а также верхней и нижней обшивок крыла вместе образует естественную «коробчатую» форму, проходящую через крыло. [1] Хотя внутренняя конструкция крыла обычно обеспечивает большую часть прочности за счет комбинации лонжеронов, нервюр и стрингеров, внешняя обшивка также обычно несет на себе часть нагрузок. На многих самолетах внутренний объем кессона крыла также используется для хранения топлива, что обычно называют конструкцией мокрого крыла . [1]
все чаще используются композитные материалы В последние годы в кессоне крыла ; эта тенденция в основном преследовалась для достижения меньшего веса по сравнению с конструкциями, в которых используются только традиционные материалы. [2] [3] В частности, углеродное волокно стало популярным материалом благодаря очень высокому соотношению прочности и веса. [4] В январе 2017 года европейский аэрокосмический конгломерат Airbus Group объявил, что они создали первый в мире цельный композитный центральный короб крыла, заявив, что он обеспечивает 20-процентное снижение стоимости производства за счет более простой сборки. [5]
Оценка и тестирование
[ редактировать ]Из-за своей решающей структурной роли кессон подвергается тщательному анализу и проверке, чтобы быть уверенным в его возможностях, а также для достижения оптимальных характеристик. Таким образом, различные методы расчета и проверки возникающих напряжений были разработаны аэрокосмическими инженерами и использованы производителями самолетов. [1] Использование все более совершенных расчетов и испытаний напрямую способствовало созданию более легких и эффективных крыльев. [2] Во второй половине двадцатого века использование технологии автоматизированного проектирования (САПР) стало обычным явлением в аэрокосмических программах; Таким образом, пакеты программного обеспечения, такие как CATIA, играют важную роль в процессе проектирования и производства. [1]
обычно требуют физической проверки конструктивных характеристик кессона крыла в процессе сертификации гражданских авиалайнеров Кроме того, сертифицирующие органы . Соответственно, производители самолетов обычно производят нелетные испытательные образцы, которые подвергаются наземным испытаниям, оказывая нагрузки, в 1,5 раза превышающие максимальные аэродинамические силы, которые, как ожидается, возникнут в любой момент на протяжении всего срока службы. [6] Разрушающие испытания элементов крыла существовали с самых первых дней существования авиации, хотя конкретные используемые методы становились все более изощренными, особенно после изобретения в 1938 году тензодатчика , который широко использовался в аэрокосмической промышленности со времен Второй мировой войны. Война . [7]
Неразрушающий контроль также проводится не только во время первоначального процесса сертификации, но часто на протяжении всего срока службы отдельного самолета, чтобы защитить его от усталостного разрушения или проверить потенциальные нанесенные повреждения. [8] Общие методы включают визуальный осмотр, ультразвуковой контроль, радиографический контроль, электромагнитный контроль, акустическую эмиссию и ширографию . [9] [10] Иногда с помощью таких методов выявляется необходимость замены кессона отдельного самолета; хотя это довольно трудоемкая и дорогостоящая процедура, из-за которой эксплуатанты часто предпочитают вместо этого прекратить срок эксплуатации самолета, такие замены иногда выполняются. [11] [12] Летом 2019 года ВВС США были вынуждены приземлить более 100 своих транспортных самолетов Lockheed Martin C-130 Hercules для проверки и проведения ремонтных работ после обнаружения чрезмерного растрескивания крыла. [13] Самолеты, рассчитанные на длительный срок службы, часто получают замену кессонов крыльев в рамках программ продления срока службы. [14]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Имманувель, Д.; Арулсельван, К.; Манииарасан, П.; Сентилкумар, С. (2014). «Анализ напряжений и оптимизация веса конструкции кессона крыла, подвергающейся полетным нагрузкам» (PDF) . Международный журнал техники и науки (IJES) . 3 (1): 33–40. ISSN 2319-1813 .
- ^ Jump up to: а б Мавр, Г.; Кассапоглу, К.; де Алмейда, SFM; Феррейра, CAE (2019). «Изменение веса в конструкции композитного кессона крыла: влияние различных вариантов конструкции» . Журнал CEAS Aeronaut . 10 (2): 403–417. дои : 10.1007/s13272-018-0321-4 .
- ^ Оливери, Винченцо; Зукко, Джованни; Питерс, Даниэль; Клэнси, Gearoid; Телфорд, Роберт; Рухи, Мохаммед; Макхейл, Чиаран; О'Хиггинс, Ронан; Янг, Тревор; Уивер, Пол (апрель 2019 г.) [2 января 2019 г.]. «Проектирование, производство и испытание на месте консолидированного крыльевого короба переменной жесткости из термопластика». Журнал АИАА . 57 (4): 1671–1683. Бибкод : 2019AIAAJ..57.1671O . дои : 10.2514/1.J057758 . S2CID 128172559 .
- ^ Каннингем, Джастин (13 июня 2014 г.). «Аэрокосмическая промышленность переходит на крылья из углеродного волокна» . Инженерные материалы .
- ^ «Новая конструкция центрального крыла Airbus открывает большие перспективы для самолетов будущего» . Группа компаний Эйрбас. 13 января 2017 г.
- ^ «Boeing успешно завершил разрушающие испытания крыла 787» . Мир композитов . 17 ноября 2008 г. Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 г. Проверено 31 августа 2011 г.
- ^ Ховерстен, Пол (30 апреля 2009 г.). «Тогда и сейчас: в состоянии стресса» . Журнал «Авиация и космос» .
- ^ Снайдер, Х. Лоуренс; Ридер, Франклин Л.; Диркин, Уильям (июль 1972 г.). Испытания на остаточную прочность и распространение трещин на центральных крыльях самолета C-130 с усталостными повреждениями, вызванными эксплуатацией (PDF) (Отчет). НАСА . Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2015 г.
- ^ Голизаде, С. (2016). «Обзор методов неразрушающего контроля композиционных материалов» . Структурная целостность Procedia . 1 : 50–57. дои : 10.1016/ж.простр.2016.02.008 .
- ^ Байрактар, Э.; Антолович, С.Д.; Батиас, К. (12 сентября 2008 г.). «Новые разработки в области неразрушающего контроля композиционных материалов и их применение в технологии производства». Журнал технологии обработки материалов . 206 (1–3): 30–44. дои : 10.1016/j.jmatprotec.2007.12.001 .
- ^ Хаусман, Дамиан (15 ноября 2006 г.). «Авиалогистический центр модернизирует центральные коробки крыла на самолетах С-130» . Командование материальной частью ВВС .
- ^ «Поддержание полета C-130: замена коробки центрального крыла» . Ежедневник оборонной промышленности . 4 апреля 2007 г.
- ^ Инсинна, Валери (8 августа 2019 г.). «ВВС США приостановили полеты более чем сотни самолетов C-130 из-за «нетипичного» взлома» . Новости обороны .
- ^ Томкинс, Ричард (18 июля 2017 г.). «Marshall Aerospace and Defense привлечена к работе над C-130J» . Юнайтед Пресс Интернэшнл .