La estructura del avión generalmente consta de cinco partes principales: alas, fuselaje, cola, tren de aterrizaje y unidad de potencia (principalmente la introducción de alas y fuselaje).
Ala (de avión)
Tipo de viga de piel delgada
La principal característica estructural es que la piel es muy delgada, generalmente hecha de una aleación de aluminio liviana, y el ala longitudinal Las vigas son muy fuertes (las hay vigas simples, vigas dobles o vigas múltiples, etc.) Las vigas longitudinales son pocas y débiles, y la sección de la barra lyna es mucho mayor que la sección de la viga longitudinal. Al disponer una viga longitudinal, se deben disponer varias paredes longitudinales al mismo tiempo. Este tipo de ala generalmente no se usa en su totalidad, sino que se divide en dos alas, izquierda y derecha, conectadas al fuselaje a través de varias juntas a tope en las raíces de la viga y la pared para transferir cargas concentradas. Las estructuras de ala con viga de revestimiento fino se utilizan comúnmente en los primeros aviones de baja velocidad o en aviones agrícolas y deportivos modernos. La estructura del ala de estos aviones es relativamente alta, y la viga es el único elemento que transmite el momento flector total. Se disponen vigas fuertes a la altura de la sección.
Tipo monobloque de vigas múltiples
Estructuralmente hablando, la piel es más gruesa y el panel de pared compuesto por largueros y tiras de ala lyna puede soportar el momento de flexión longitudinal total; las vigas están dispuestas de forma densa, el área de la sección transversal de la viga longitudinal es cercana o ligeramente menor que el área de la sección transversal de la viga, la viga o la pared y el panel forman una sección de caja cerrada, lo que mejora la torsión; rigidez de la estructura del ala. Para aprovechar al máximo las características mecánicas del ala integral de vigas múltiples, es mejor conectar las alas izquierda y derecha en su conjunto y atravesar el fuselaje. A veces, para facilitar el uso y el mantenimiento, se puede configurar una superficie de separación de diseño en la dirección del tramo para conectar todo el ala en un todo en forma de conexiones dispersas a lo largo de la periferia de la caja del ala, y luego conectar toda el ala a el fuselaje a través de varias articulaciones.
Tipo de revestimiento grueso de paredes múltiples (a veces llamado tipo de revestimiento grueso de haces múltiples, en lo sucesivo denominado tipo de revestimiento múltiple)
Este tipo de ala está equipada con más alas longitudinales. paredes (generalmente 5 más de tres); espesor de la piel (desde unos pocos milímetros hasta más de diez milímetros); las vigas longitudinales se dividen en dos tipos: menos nervaduras y más nervaduras; Sin embargo, combinado con la necesidad de fuerza concentrada, se deben disponer al menos de 3 a 5 refuerzos en cada ala. Cuando las alas izquierda y derecha están integradas en una, la conexión al fuselaje es similar a un tipo integral de haces múltiples. Pero también hay algunos que son similares al tipo de haz de piel delgada, divididos en alas izquierda y derecha, conectados a ellas en el costado del fuselaje. En este momento, a menudo pasan del tipo de paredes múltiples al tipo de vigas múltiples, y las raíces de varias vigas con menos que el número de paredes están conectadas al fuselaje en la raíz.
Piel
La función directa de la piel es formar la superficie exterior aerodinámica del ala. Para que la resistencia del ala sea lo más pequeña posible, la piel debe ser suave para reducir su deformación desigual durante el vuelo. Desde la perspectiva de la fuerza, las cargas aerodinámicas actúan directamente sobre la piel, por lo que la piel soporta cargas aerodinámicas locales perpendiculares a su superficie. Además, el revestimiento también participa en la tensión general del ala: se combina con la red o la pared del ala del larguero para formar una estructura cerrada de paredes delgadas en forma de caja para resistir el torque del ala cuando el revestimiento; es más grueso, se combina con la pared del ala. Las vigas largas forman paneles de pared que soportan las fuerzas axiales causadas por los momentos de flexión del ala. Los paneles de pared son modulares o monolíticos. Algunos tipos estructurales (como las alas de múltiples redes) tienen revestimientos muy gruesos, que van desde unos pocos milímetros hasta más de diez milímetros, y a menudo se fabrican en forma de paneles de pared integrales. En este momento, la piel se convertirá en el componente más importante, o incluso el único, que soporta tensiones y momentos de flexión.
Archas largas
Las vigas longitudinales (también llamadas largueros) son elementos conectados a la piel y las nervaduras. Hay cargas aerodinámicas sobre los largueros. En las alas modernas, generalmente participa en la tensión general del ala: soporta parte de la fuerza axial causada por el momento de flexión del ala. Es uno de los componentes importantes que soportan la tensión en el marco longitudinal. Además de las funciones de soporte mencionadas anteriormente, las vigas largas y las nervaduras de las alas desempeñan conjuntamente una determinada función de soporte en la piel.
Costillas
El propósito de una estructura de costillas de ala normal es mantener la forma deseada de la sección del ala. Generalmente conectado con piel y largueros. Cuando el ala se somete a cargas aerodinámicas, proporciona soporte vertical al revestimiento y a los largueros con su propia rigidez en el plano. Al mismo tiempo, las nervaduras se apoyan sobre la piel y el alma de la viga (o muro) a lo largo del perímetro. Cuando las nervaduras están cargadas, la piel y el alma proporcionan un flujo de corte de soporte para las nervaduras en sus respectivos planos.
Aunque los rigidizadores también tienen las funciones anteriores, se utilizan principalmente para soportar y transmitir grandes cargas concentradas en su propio plano o cargas adicionales provocadas por discontinuidades estructurales (como grandes aberturas).
Larguero longitudinal
El larguero está compuesto por un alma y un ala (o ala) (Figura 3.11).
El larguero del ala es un componente simple que soporta la fuerza que soporta principalmente la fuerza cortante q y el momento flector m. En algunos tipos estructurales, es la principal parte del ala que soporta la fuerza longitudinal y soporta todo o la mayor parte del momento flector del ala. . La mayoría de los largueros de las alas están fijados al fuselaje en sus raíces.
Muro Longitudinal
El ala del muro longitudinal (incluyendo el alma) es mucho más débil que el ala del lyna, y generalmente es similar a una armadura. La unión de las paredes longitudinales con el fuselaje es articulada, es decir, los almas no tienen pestañas. Generalmente, las paredes y almas no pueden soportar momentos de flexión, sino que forman una sección de caja cerrada con el revestimiento para soportar el par del ala. La pared trasera también tiene la función de sellar el volumen interno del ala.
Fuselaje
La función principal del fuselaje es transportar pasajeros, tripulación, armas, carga y equipos diversos, como la cola y el motor; estar conectados en uno solo.
Tipo viga truss
La estructura del fuselaje con viga truss se caracteriza por estar compuesta por varias (como cuatro) cerchas con una gran área de sección transversal. En esta estructura de fuselaje, el número de largueros es pequeño y débil, y los largueros pueden incluso ser discontinuos. Piel fina. En el fuselaje de esta estructura, la fuerza axial generada por la flexión la soportan principalmente las cerchas, y el revestimiento y las cerchas largas solo soportan una pequeña parte de la fuerza axial. Todas las fuerzas de corte son soportadas por la piel.
Tipo truss
Este tipo de fuselaje se caracteriza por tener trusses largos, densos y fuertes, es de piel gruesa; En este punto, la fuerza axial generada por la flexión será soportada por el panel de pared compuesto por múltiples largueros y una piel más gruesa todavía será soportada completamente por la piel;
Monocasco
La estructura del fuselaje monocasco está formada por una piel y unos tabiques. Se caracteriza por la ausencia de largueros y piel gruesa. La gruesa piel soporta todas las fuerzas axiales y de corte generadas por la flexión, el corte y la torsión generales del fuselaje. Los espaciadores sirven para mantener la forma de la sección transversal del fuselaje, soportar el revestimiento y absorber y dispersar fuerzas concentradas dentro del plano de la estructura. De hecho, este tipo de fuselaje rara vez se utiliza. La razón fundamental es que el fuselaje tiene una carga relativamente pequeña y las grandes aberturas en el fuselaje son inevitables, lo que reducirá la tasa de utilización de los materiales de revestimiento y el fortalecimiento de las aberturas aumentará la tasa de utilización. peso. Por lo tanto, solo se utiliza para partes de la estructura del fuselaje que tienen grandes cargas aerodinámicas y requieren rigidez local de la piel, como la cabeza, la máscara de la nariz, el cono de cola, etc. La estructura específica también puede tener la forma de una estructura tipo sándwich o de una pieza giratoria integral.
(a) tipo viga; (c) tipo monocasco
viga de 2 vigas; 4 por marco; p>Pared impermeable
Los marcos divisorios se dividen en dos categorías: marcos ordinarios y marcos reforzados.
El marco común se utiliza para mantener la forma de la sección transversal del fuselaje. En términos generales, la presión del aire se distribuye simétricamente a lo largo de la periferia del fuselaje. En este momento, la fuerza aerodinámica se autoequilibra en la estructura y ya no se transmite a otras estructuras del fuselaje.
La función principal del marco de refuerzo es dispersar la fuerza de la masa cargada y la fuerza concentrada transmitida desde la junta a la estructura del fuselaje, y luego transmitirla al revestimiento en forma de flujo de corte.
Armas largas y vigas de armadura
Las armaduras largas son los miembros longitudinales de la estructura del fuselaje y se utilizan principalmente para soportar la fuerza axial cuando el fuselaje se dobla. Además, las vigas largas sostienen el revestimiento, lo que aumenta la tensión crítica del revestimiento en caso de inestabilidad por compresión y cizallamiento. En segundo lugar, soporta parte de la fuerza aerodinámica que actúa sobre el revestimiento y la transmite al mamparo, de forma similar a los largueros del ala de un avión; . La función de una viga de armadura es similar a la de una armadura larga, pero su área de sección transversal es mayor que la de una armadura larga.
Piel
La función estructural de la piel del fuselaje es formar la forma aerodinámica del fuselaje y mantener la superficie lisa, para que pueda soportar fuerzas aerodinámicas locales. El revestimiento juega un papel importante en la carga general del fuselaje. Soporta fuerza cortante y torsión en dos planos al mismo tiempo, los paneles de pared compuestos por vigas largas soportan la fuerza axial causada por momentos de flexión en dos planos, pero sus efectos son diferentes cuando el fuselaje se dobla en diferentes tipos estructurales.