1 - носок нервюри
2 - хвостова частина нервюри
Малюнок 1.14 - Конструкція нервюри
Малюнок 1.15 - Нервюра
Вузли навішування (дивись малюнок 1.14, 1.15), кермо напряму складається з двох кронштейнів і з'єднувального болта. Один з кронштейнів кріпиться до лонжерону керма напряму, а інший - до другого лонжерону кіля.
Малюнок 1.16 - Конструкція вузлів навішування
Малюнок 1.17 - Вузол навішування
У кронштейні на кермо напряму встановлюється сферичний підшипник, що дозволяє вузлу нормально працювати при наявності деформації. Такий вузол, фіксує кермо напряму від переміщення уздовж розмаху.
1.6 Навантаження керма напряму і елементів їх навішування
Навантаження керма напрямок здійснюється аеродинамічними силами і силами реакцій опор. Розрахункове навантаження керма напряму пропорційна його площі і швидкісного напору q, Н / м 2. За розмахом керма напряму це навантаження розподіляється пропорційно хордам, по хорді - за результатами продувок.
Кермо напряму як багатопрольотні балка від повітряної навантаження реакцій на опорах Rqi працює на вигин в площині, перпендикулярній площині керма напряму, а в площині хорд - від реакцій Rti. На кручення кермо напряму працює як балка, затисненого в площині тяг приводів управління. Скачки в епюрі Мк. рівні Rixi. викликані розбіжністю осі жорсткості з віссю обертання. Такий характер навантаження і роботи керма напряму під навантаженням типовий для багатоопорних конструкцій керма напряму.
Маючи епюри Q, M і Мк, можна підібрати перетину силових елементів керма напряму. Розташування на близькій відстані вузлів навішування з тягами приводів управління і зосередженого вантажу дозволяє раціональніше використовувати матеріал в цій зоні, що вимагає великої жорсткості на кручення. Сили Rйш і Rti будуть навантажувати посилені нервюри кіля і лунати ними на стінки лонжеронів і обшивку.
1.7 Опис шляхів вдосконалення конструкції керма напряму з метою зниження маси і собівартості виготовлення
Вихідна конструкція керма напряму має високу собівартість виготовлення. Це пов'язано із забезпеченням високої точності виготовлення обшивок і дорогої оснастки, а так само зі складністю складання каркасної конструкції. З огляду на досягнення в області виготовлення конструкцій з ПКМ одним із шляхів вдосконалення конструкції керма напряму є заміна частин нервюр, розташованих в хвостовій частині керма напряму, на конструкцію зі стільниковим заповнювачем з композиційних матеріалів, що може привести до зниження маси керма напряму і збільшення міцності конструкції, залишивши при цьому нервюри по вузлах навішування.
Тришарові конструкції зі стільниковим заповнювачем відрізняється підвищеною жорсткістю і порівняно малою вагою. Тришарові конструкції складаються з двох тонких міцних несучих пластин - обшивок і товстої легкої серцевини - заповнювач, що розділяє несучі пластини і розподіляє навантаження між ними, а також адгезійних клейових шарів, що пов'язують пластини з заповнювачем і передають навантаження від заповнювача до обшивки і назад.
При застосуванні полімерних композиційних конструкцій з заповнювачем замість металевих не завжди вдається набагато знизити вагу (тільки на 26-30%), однак збільшення жорсткості і витривалості конструкції повністю виправдовується застосуванням тришарової конструкцій з заповнювачем різного типу.
Таким чином. Необхідно провести перевірочний розрахунок вдосконаленої конструкції і порівняти з вихідною конструкцією і зробити відповідні висновки.
2. Спеціальна частина
2.1 вибір розрахунково-проектувальної схеми керма напряму і вузлів його навішування
Кермо напряму з точки зору будівельної механіки є балки, обпертих в вузлах підвіски і навантаження аеродинамічними силами. Момент аеродинамічних сил щодо осі обертання (шарнірний момент Мш) врівноважується моментом, створюваним зусиллям в тязі управління. Таким чином, кермо напряму також схильний до вигину, зрушення і кручення. Основними силовими елементами їх є лонжерон, нервюри, обшивка.