Quanta sustentação a asa anexa ao acessório realmente suporta?

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Como faço para calcular a força de sustentação que o parafuso que une as asas à fuselagem de um avião com estrutura ou suporte suporta?

Eu sei que em um avião cantilever, os parafusos precisam carregar toda a carga de elevação em uma asa, mas e quanto a um avião de suporte - como a asa que prende os parafusos compartilha o elevador com os suportes ou suportes das asas, ou seja, a carga de elevador é compartilhada entre eles, os parafusos carregando a metade e os fios ou suportes de sustentação carregando a outra metade?

por David Teahay 13.06.2019 / 15:01

2 respostas

A resposta depende da deformação elástica da asa e do suporte. Exemplo extremo: faça do suporte um elástico e todo o levantamento precisa ser realizado pela asa e seus acessórios. Outro extremo: faça a longarina da asa (ou pontos de fixação - isso funciona de qualquer maneira) em borracha - agora o suporte precisa suportar todas as cargas.

Na vida real, a rigidez atrai tensão e compressão, e para conhecer a distribuição de carga entre as asas e o suporte da asa, você precisa observá-los com uma leve deformação do carregamento. Quanta resistência cada um apresenta (isoladamente) contra essa deformação? Isso informará em que proporção as forças se dividirão entre asa e suporte. Certifique-se de usar o rigidez da estrutura real - a propriedade material chamada O módulo de Young não é o que quero dizer aqui.

Se você quer se proteger, precisa considerar qualquer falha de ponto único e ainda ter um avião que possa voar. Normalmente, você projeta sua estrutura com um fator de segurança (geralmente 1.5, mas mais alto para acessórios). Agora suponha que, por sua vez, cada um dos membros estruturais esteja ausente e calcule as cargas na estrutura restante com um fator de segurança de 1.0. Dimensione cada peça pelo menos para essas cargas e você deve ter certeza de que a estrutura intacta funcionará bem.

13.06.2019 / 18:52

Em vôo, a fuselagem está suspensa pela asa. Para fins de dimensionamento, considere:

  • os pontos de interseção para não exercer momentos e se comportar como dobradiças;
  • peso W da fuselagem a ser concentrada no centro de gravidade;
  • elevação de cada asa a ser concentrada em seu centro de elevação.

insira a descrição da imagem aqui

Se dimensionarmos a construção dessa maneira, superdimensionaremos, o que nunca é uma má idéia nos parafusos de construção primários. Na realidade, os seguintes fatores aliviam as cargas:

  • Os parafusos são modelados como dobradiças que não podem exercer um momento, mas, na verdade, exercem torque.
  • O elevador da asa é distribuído de carga, com a maioria perto da raiz da asa.

Os parafusos 1, 2 e 3 experimentam forças de elevação e gravidade da construção e exercem forças iguais e opostas para que tudo fique em uma peça. O peso da fuselagem é transferido para a barra 2-3, que distribui a carga uniformemente pelos parafusos 2 e 3. Remova os parafusos e a fuselagem cai da montagem.

Forçar o equilíbrio no ponto 1 de esta resposta:

  • $ F_ {13} \ cdot sinψ = ½L => F_ {13} = \ frac {L} {2sinψ} $
  • $ F_ {12} = F_ {13} \ cdot cosψ = ​​\ frac {L} {2tanψ} $

No ponto 2, aparafuse a força de reação em verde:

insira a descrição da imagem aqui * $ F_ {V} = $W $ $ \ tag {Vertical} $ * $ F_ {H} = \ frac {L} {2tanψ} $ $ \ tag {Horizontal} $

No ponto 3, aparafuse a força de reação em verde:

insira a descrição da imagem aqui * $ F_ {V} = ¼W - F_ {13} \ cdot sinψ = ¼W - ½L $ $ \ tag {Vertical} $ * $ F_ {H} = \ frac {L} {2tanψ} $ $ \ tag {Horizontal} $

14.06.2019 / 09:26