САМОЛЕТ Як - 18Т. Конструкция и эксплуатация - Учебное пособие (Янкович Ю.И.)

3. консоли крыла

Консоли крыла (см. рис. 18) состоят из каркаса, дюралевой и полотняной обшивок.

Каркас консолей. Каркас каждой консоли собран из двух лонжеронов 1 и 15 и девятнадцати нервюр, в число которых входят нормальные, силовые, баковые и три распорные. Каркас расчален шестью стальными ленточными расчалками 10, расположенными по диагонали между распорными нервюрами в двух плоскостях. В каждой консоли, в отсеке между лонжеронами и нервюрами № 5 и 8А размещен топливный бак. В лобовом отсеке левой консоли между нервюрами № 9 и 10 установлена фара, которая крепится на специальном лонжероне, изготовленном из материала Д16АТ толщиной 1 мм.

На левой же консоли у нервюры № 16 закреплен приемник воздушных давлений ПВД-6М. Он представляет собой стальную трубку размером 28×1 и длиной 340 мм, приваренную точечной сваркой к двум скобам, которые своими лапками приклепаны к элементам каркаса. На обеих консолях между нервюрами № 13 и 14 па переднем лонжероне установлены стальные узлы швартовки 5 самолета. На ободах законцовок консолей расположены аэронавигационные огни БАНО - 45.

На каждой консоли установлены три узла подвески элерона; корневой на нервюре № 8А, средний 11 на первой распорной нервюре между контурными нервюрами № 11 и 12, концевой 9 на третьей распорной нервюре между, контурными нервюрами № 17 и 18. Хвостики нервюр начиная с № 8А укорочены и образуют элеронный отсек.

Лонжероны консолей. Передний лонжерон консоли представляет собой клепаную балку переменного сечения, состоящую из стенки и двух полок. Стенка изготовлена из листового материала Д16АТ толщиной 1,5 мм и собрана из двух частей, склепанных между собой на участке между нервюрами № 11 и 12. Полки лонжерона между нервюрами № 5 и 12 (верхняя и нижняя) состоят из верхнего и нижнего поясов 20 и верхнего и нижнего угольников лонжеронов 18. Верхний пояс и верхний угольник лонжерона изготовлены из дюралевых профилей ПР С1650-4 и Пр 650-3, нижний угольник - из дюралевого профиля Пр 10С-15, нижний пояс представляет собой листовую накладку из материала Д16АТ толщиной 5 мм.

Между нервюрами № 12 и 17 полки лонжерона состоят из верхнего и нижнего угольников. От нервюры № 17 до 19 лонжерон представляет собой швеллер, изготовленный из листового материала Д16АМ толщиной 2 мм. Задний лонжерон швеллерного сечения изготовлен из листового материала Д16АМ толщиной 2,5 мм и состоит из двух частей, склепанных внахлестку между собой на участке между нервюрами № 14 и 15. Верхняя полка лонжерона до нервюры № 12 усилена уголком из дюралевого листа толщиной 3 мм. В стенке лонжерона у нервюры № 11 имеется вырез под угловую качалку управления элеронами. В корневой части переднего и заднего лонжеронов на болтах Ø 6 и 8 мм установлены штампованные из материала 30ХГСА узлы стыковки консолей с центропланом. На поясах переднего лонжерона и на стенке заднего лонжерона имеются упоры для фиксации распорных нервюр. Упоры закреплены совместно с ушками крепления ленточных расчалок.

В местах установки упоров стенка переднего лонжерона подкреплена вертикальными профилями, изготовленными из материала Д16АТ.

Нервюры консолей. Нормальные нервюры крыла с № 9 по № 19 (рис. 22) изготовлены из дюралюминия. Нервюры разрезные, со штампованными из листа толщиной 0,8 и 1,0 мм носками. Носки нервюр имеют отбортованные отверстия облегчения. Нервюры с № 9 по 18 - ферменной конструкции, изготовлены клепкой из профилей П-образного сечения с толщиной листа 0,5 мм. Нервюра № 19 имеет штампованные среднюю стенку и хвостик толщиной 0,8 мм.

 

Рис. 22 Нормальная нервюра консоли крыла.

1 – носок;

2 - передний лонжерон отъемной части крыла;

3 - верхний пояс нервюры;

4 – стойки;

5 - уголок крепления верхнего пояса к лонжерону;

6 - задний лонжерон консоли;

7 – раскосы;

8 - кница крепления нижнего пояса к лонжерону;

9 - нижний пояс нервюры.

Силовые нервюры № 5 и № 8А состоят из двух полок (верхней и нижней), изготовленных из профилей Г - образного сечения Д16Т Пр 100-3 и штампованной дюралевой стенки толщиной 0,8 мм.

 

Рис 23. Распорная нервюра консоли крыла.

 

1 - передний лонжерон консоли крыла;

2 - серьга крепления ленточных расчалок;

3 - упор;

4 - стенка лонжерона;

5 – кницы;

6 - нижний пояс нервюры;

7 – раскосы;

8 - задний лонжерон консоли крыла;

9 – упор;

10 – гайка;

11 – шайба;

12 - верхний пояс нервюры.

Нервюра № 7 в средней части изготовлена из профилей Z-образного сечения толщиной 0,8 мм и имеет вырез под установку топливного бака.

Таблица 5. Спецификация ленточных расчалок

Место установки

№ расчалки

Длина, мм

Количество на одну консоль

1-й крест между контурной нервюрой № 8А и распорной нервюрой №1

№7

1000

4

2-й крест

№6

950

4

3-й крест

№6

910

4

Таблица 6. Сила натяжения ленточных расчалок

Расчалки

Кресты расчалок

Нижний предел натяжения, кгс

275

220

220

Верхний предел натяжения, кгс

455

308

308

 

По нервюрам № 6 и 8 осуществлено крепление баков топливной системы: средние верхние части этих нервюр изготовлены из профилей П-образного сечения толщиной 0,8 мм. Бак подтягивается к этим профилям металлическими лентами, одни концы которых крепятся к профилям нервюр, а другие стягиваются с помощью тандеров. На поверхности П-образных профилей и лент, прилегающих к баку, наклеены полосы фетра, предохраняющие баки от потертостей.

Две распорные нервюры № 1 и № 2, расположенные между контурными нервюрами № 11 - 12 и № 14 - 15, ферменной конструкции и изготовлены из труб (рис 23). Пояса распорных нервюр № 1 и 2 изготовлены из трубы Д1Т размером 25×1, а раскосы всех нервюр - из труб Д1Т16×1. К поясам с раскосами приклепаны штампованные кницы толщиной 1,5 мм. В концы труб поясов вставлены точеные из материала Д16Т конусные или ушковые стаканчики (пояса нервюры № 1 со стороны заднего лонжерона), которыми нервюры фиксируются в упорах и ушковых болтах, установленных на полках лонжеронов.

Распорная нервюра № 3, расположенная между нервюрами № 17 и 18, штампована из материала Д16АМ толщиной 2 мм. Пояса нервюры образованы из профилей Д16Т Пр 102-2. Нервюра крепится к лонжеронам с помощью стальных ушковых болтов, они же крепят и серьги расчалок. Упоры под распорные нервюры № 1 и 2 изготовлены из стали 45; с одного конца они имеют конусные углубления под стаканчиками нервюр, другой конец упоров имеет резьбовую часть. Упоры и ушковые болты крепятся к полкам лонжеронов совместно с серьгами крепления ленточных расчалок (см. рис 18). Серьги изготовлены из листовой стали 20 толщиной 3 и 4 мм. На серьгах у отверстий крепления ленточных расчалок припаяны шайбы.

Справочные данные по расчалкам приведены в табл. 5 и 6.

Узлы навески элерона. На каждой консоли крыла установлено по три узла навески элерона. Корневой узел приклепан к хвостовику силовой нервюры № 8А. Он представляет собой сварной из материала 30ХГСА кронштейн, состоящий из стального уголка и втулки с отверстием под ось навески элерона.

Средний и концевой узлы навески элерона представляют собой штампованные из материала АК-6 кронштейны, в отверстиях которых запрессованы двухрядные шарикоподшипники для болтов навески. Средний узел крепится четырьмя болтами к заднему лонжерону, причем два из них - ушковые. Они одновременно крепят к заднему лонжерону распорную нервюру № 2.

Концевой узел навески крепится к двум ушковым болтам крепления распорной нервюры № 3 и может свободно вращаться в горизонтальной плоскости вокруг оси крепления его к ушковым болтам.

Обшивка консолей. Носок консоли до переднего лонжерона по всему размаху, вся часть каркаса между нервюрами № 5 и 8А обеих консолей имеют дюралевую обшивку, средняя часть каркаса консоли от нервюры № 8Л до законцовки - полотняную. Металлическая обшивка расположена и на нижней поверхности средней части каркаса, придавая определенную форму щели между крылом и элероном. Обшивка толщиной Ø 1,2 мм приклепывается к бортам хвостиков нервюр и входит в обод крыла.

Законцовка консоли крыла 6 (см. рис. 18) представляет собой обтекатель, штампованный из материала Д16 толщиной 0,8 мм. Соединение обтекателя с нервюрой № 19 осуществляется заклепками. Лобовая обшивка толщиной 0,8 мм приклепывается к бортам носков нервюр заклепками Ø 2,6 мм. Металлическая обшивка между нервюрами № 5 и 8А состоит из четырех панелей, изготовленных химическим фрезерованием.

Верхняя и нижняя панели, расположенные между лонжеронами и нервюрами № 5 и 8А, изготовлены из материала Д16АТ толщиной 1,2 мм с минимальной толщиной химического фрезерования до 0,6 мм. Верхняя панель приклепана к каркасу заклепками диаметром 4 мм. Нижняя панель для обеспечения подхода к топливному баку сделана съемной и крепится к каркасу винтами и анкерными гайками. На обеих панелях по линии нервюр № 6 и 8 приклепаны ложементы фасонного профиля для крепления топливного бака. Верхняя и нижняя хвостовые панели изготовлены из материала Д16АТ толщиной 1,0 мм и химически фрезерованы до 0,6 мм. Панели приклепаны к каркасу с помощью заклепок Ø 2,6 мм.

 

Рис. 24. Элерон:

 

1 - корневой узел навески элерона;

2 - балансировочный груз;

3 - лонжерон элерона;

4 - дюралевый уголок;

5 - кронштейн подсоединения тяги управления элероном;

6 - триммер элерона;

7 - хвостовой стрингер;

8 - балансировочный груз;

9 - полотняная обшивка;

10 - дюралевая обшивка;

11 - концевой узел навески элерона;

12 - кронштейн навески элерона;

13 - элеронный кронштейн среднего узла навески элерона;

14 - кронштейн подсоединения тяги;

15 - нервюра элерона № 4.

 

Полотняная обшивка консоли выполнена из антисептированного материала АМ - 100. Между полотном и нитками по полкам нервюр проложены усилительные киперные ленты с прошивкой кромки ленты по концам и в середине. Ленты приклеены клеем АК - 20. С этой же целью пояса переднего лонжерона оклеены перкалевой лентой. Швы по контурам консоли оклеены зубчатой лентой ЛАПЗ шириной 40 мм, а по контурам нервюр шириной 30 мм.

Вырезы под лючки и отверстия оклеены также зубчатыми лентами и полотняными шайбами. Перед обтяжкой полотном носок крыла покрывается один раз аэролаком первого покрытия Л - 1Н.

К зашивке элеронного отсека полотнище чехла приклеивается клеем АК - 20. Полотняная обшивка консолей покрывается аэролаком и окрашивается перхлорвиниловымл эмалями ХВ - 16. Все наружные швы, машинные и ручные, после второго покрытия проглаживаются ручной гладилкой. У каждой нервюры в месте выхода ее к заднему лонжерону в обшивке сделаны дренажные отверстия, оклеенные целлулоидными шайбами. Все заклепочные швы и стыки обшивки выравнивают шпаклевкой АШ - 32 (желтой).

Элероны - органы поперечного управления самолетом. На самолете Як-18Т используются элероны щелевого типа (рис. 24), с дифференциальным управлением, представляющие собой отклоняющиеся части крыла, расположенные на его концах вдоль задней кромки.

Элерон установлен на каждой консоли крыла между нервюрами № 8А и 19. Кинематически оба элерона связаны так, что при повороте штурвала управления самолетом влево или вправо элероны на левом и правом крыле отклоняются в разные стороны. При повороте штурвала вправо левый элерон отклоняется вниз, правый - вверх, при повороте штурвала влево - правый элерон отклоняется вниз, а левый отклоняется вверх. У крыла с опущенным элероном подъемная сила увеличивается, а у крыла с поднятым элероном подъемная сила уменьшается. Разность подъемных сил создает кренящий момент, под действием которого самолет начнет вращаться в сторону поднятого элерона.

Самолет с обычными элеронами, отклоняющимися на одинаковые углы, обладает хорошей поперечной управляемостью только на малых углах атаки. На больших углах атаки лобовое сопротивление крыла с опущенным элероном увеличивается на большую величину, чем лобовое сопротивление крыла с поднятым элероном. Вследствие разности лобовых сопротивлений крыльев возникает момент рыскания и нарушается устойчивый режим виража.

Самолет начинает скользить в сторону, обратную крену. Это особенно опасно на малой скорости и при больших углах атаки, когда самолет может войти в штопор.

Для уменьшения разворачивающего момента на самолете применяется дифференциальное управление элеронами. Дифференциальное управление имеет такую кинематику, при которой отклонение одного элерона вверх происходит на больший угол, чем другого вниз при постоянном соотношении между углами.

Щелевые элероны с дифференциальным управлением, создавая при отклонении обычную разность подъемных сил левого и правого полукрыла, имеют и разное по величине лобовое сопротивление. У поднятого элерона лобовое сопротивление возникает вследствие того, что его носок отклоняется вниз и выступает за габариты профиля крыла (рис. 25). Кроме того, благодаря разности углов отклонения элеронов (20° вверх и 15° вниз) сопротивление поднятого элерона а, следовательно, и лобовое сопротивление будет больше.

 

Рис. 25 Схема работы элерона

 

 

Элероны имеют весовую балансировку и осевую аэродинамическую компенсацию. Весовая балансировка, заключающаяся в совмещении его центра тяжести с осью вращения, достигается грузом, расположенным в носовой части элерона. В случае отсутствия весовой балансировки при колебаниях крыла вверх - вниз сила инерции элерона, приложенная в центре тяжести, будет вызывать его отклонение и создавать дополнительную аэродинамическую силу, направленную в сторону движения крыла и являющуюся возмущающей.

Работа, совершаемая возмущающей силой, может быть настолько большей, что приведет к возникновению одного из видов флаттера - изгибно-элеронного (упругих самовозбуждающихся колебаний крыла самолета). С момента возникновения флаттер настолько быстро развивается, что через весьма незначительный промежуток времени конструкция разрушается.

Для уменьшения усилия на штурвале при управлении элеронами последние имеют аэродинамичную компенсацию, которая осуществляется с помощью осевого компенсатора - части элерона, расположенной перед его осью вращения на всей его длине. Уменьшение усилий на штурвале при применении аэродинамической компенсации происходит за счет того, что часть аэродинамической силы, воздействующей на элерон, приходится на осевой компенсатор и создает момент, противоположный моменту на самом элероне. Относительная площадь осевой компенсации элерона самолета Як-18Т составляет 0,265. Больше увеличение относительной площади компенсатора уравнивает моменты элерона и компенсатора и приводит к «перекомпенсации», которая недопустима в управлении самолетом.

Конструкция элерона самолета Як-18Т состоит из каркаса и обшивки (см. рис. 24). Каркас элерона собран из трубчатого лонжерона, изготовленного из трубы Д16Т 38х2 мм, одиннадцати нервюр и хвостового стрингера. Нервюры отштампованы из материала Д16. Крепление нервюр к лонжерону производится заклепками с помощью дюралевых штампованных уголков. В стенках нервюр имеются отверстия под лонжерон и отверстия облегчения. Носок элерона по всей длине обшит дюралевым листом толщиной 0,5 мм, хвостики нервюр связаны между собой хвостовым стрингером, изготовленным из материала Д16АМ с толщиной листа 0,5 мм.

К хвостовому стрингеру между нервюрами № 4 и 6 приклепан триммер элерона, представляющий собой пластинку из материала Д16АТ толщиной 1,2 мм с десятью отверстиями Ø 1,5 мм, расположенными в одну линию, позволяющими легко отгибать пластинку на земле при подготовке к полету для необходимой балансировки самолета по замечанию пилота. Обшивка элерона выполнена из полотна АМ - 100 и натянута на каркас элерона «чулком». При обтяжке каркаса полотном допускается расположение основы полотна перпендикулярно нервюрам. Крепление полотна к нервюрам осуществляется нитками «Маккей» 9,5/8.

Все заклепочные соединения под полотняной обшивкой оклеиваются бумагой с клеем АК - 20. Сверху обшивка покрыта аэролаком и окрашена эмалью. Лакокрасочное покрытие полотняной обшивки элерона производят аналогично покрытию консолей крыла.

Навеска элерона на консоль осуществляется на трех узлах. Два узла приклепаны к лонжерону элерона в районах нервюр № 4 и № 10. Третий узел навески, представляющий собой сварной из стали 20 кронштейн с впрессованным в него шарикоподшипником, приклепан к нервюре № 1. На лонжероне элерона, кроме узлов навески, установлен в районе нервюры № 4 кронштейн для подсоединения тяги управления.

Кронштейн выполнен из материала АК-6. В ушко кронштейна для подсоединения тяги запрессован шарикоподшипник. В носке элерона в корневой и концевой частях установлены балансировочные грузы, представляющие собой стальные трубки, закрепленные с помощью специальных дюралевых кронштейнов на лонжероне элерона.

Посадочный щиток. Для уменьшения посадочной скорости и длины пробега при посадке на центроплане установлен посадочный щиток типа «Шренк», расположенный по всему размаху центроплана. Хорда щитка равна 450 мм. Увеличение подъемной силы крыла при отклонении щитка происходит за счет увеличения вогнутости (кривизны) профиля и образования зоны разрежения между неподвижной частью крыла и щитком.

Щиток (рис. 26) представляет собой клепаную конструкцию, состоящую из лонжерона швеллерного сечения, 13 штампованных нервюр, подкрепляющих носков Z - образного сечения, хвостового стрингера, верхней коробки и листовой дюралевой обшивки. Лонжерон щитка изготовлен из материала Д16АТ - Л1,0; нервюры - из Д16АМ - 0,8; подкрепляющие носки щитка - из Д16АМ - 0,6. Передняя часть каркаса щитка с

Рис 26. Посадочный щиток:

1 - петля крепления щитка к центроплану; 2 - нервюра; 3 - коробка; 4 - левый узел крепления штока подъемника щитка; 5 - подкрепляющий носок; 6 - лонжерон;

7 - обшивка; 8 - хвостовой стрингер; 9 - левый узел крепления амортизатора

 

внутренней стороны усилена коробкой 3, изготовленной из материала Д16АМ с толщиной листа 1 мм, с выштампованными по всей длине рядами отверстий облегчения. На задней кромке щитка приклепан стрингер 8, изготовленный из материала Д16АТ, который связывает хвостики нервюр.

Обшивка щитка изготовлена из материала Д16АТ и крепятся к каркасу заклепками. Щиток крепится к центроплану с помощью петли 1.

Одна створка петли прикреплена к щитку, вторая к заднему лонжерону центроплана. Створки петель соединены между собой шомполом из проволоки ОВС. В носовой части щитка по нервюрам № 5 и 10 (считая слева по полету) установлены узлы крепления штоков подъемников щитка 4. Узлы представляют собой сварные из материала 30ХГСА кронштейны, которые крепятся заклепками к обшивке и лонжерону центроплана. Узлы крепления шнурового амортизатора 9 состоят из двух ушков, изготовленных из материала Д16АТ толщиной 1,2 мм, соединенных между собой трубчатой стальной заклепкой С203Т 8x1 мм, образующей отверстие для крепления амортизатора. Узлы крепятся к задней стенке и борту лонжерона щитка четырьмя заклепками.

К правой (по полету) торцевой нервюре щитка на расстоянии 245 мм от оси его навески приклепан стальной сварной кронштейн с втулкой, в которую вворачивается регулируемый нажимной винт концевого выключателя щитка.