По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 663.34 DOI:10.33920/pro-2-2301-06

Повышение прочности конструкции крыла воздушного судна на основе использования металл-полимерного композиционного материала

Николаев А. Д. МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, e-mail: anton.nikolaev511yandex.ru
Петруничева А. С. МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5, e-mail: alexandrapetrunicheva@gmail.com

В современной авиационной отрасли актуализируется задача, связанная с повышением прочности конструкции крыла самолета. Авторами представлена инженерная методика силового расчета и проектирования составных конструкций воздушного судна на основе анализа прочностных характеристик металлических и металл-полимерных композиционных материалов. В работе используются теоретические и эмпирические методы исследования, а также результаты зарубежных и отечественных научных материалов.

Литература:

1. Михайловский, К. В., Барановски, С.В. Методика проектирования крыла из полимерных композиционных материалов на основе параметрического моделирования. Часть 3. Выбор и обоснование оптимальных схем армирования силовых элементов // Известия вузов. Машиностроение. — 2018.

2. Макеев, Д. А., Келарев, В.И. Применение композитных материалов в авиастроении // Достижения науки и образования. — 2020.

3. Печенюк, В. С., Попов, Ю. И., Моисеева, И. С. Оценка несущей способности составной конструкции самолета, состоящей из металл-полимерного композиционного материала и классического металла // Bестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. — 2021.

4. Aliakbarov, D. T., Maturazov, I. S. Research and selection of the optimal structural and power scheme of an agricultural aircraft wing // Science, technology and education. — 2017.

5. Татарников, О. В., Пху, В. А., Найнг, Л. А. Многокритериальная оптимизация двухлонжеронного композитного крыла легкого самолета // Известия вузов. Машиностроение. — 2021.

В современных реалиях особенную актуальность и необходимость своего распространения получили инновационные конструкционные материалы, посредством которых может быть обеспечена достаточно высокая несущая способность. Данные материалы обладают высокой прочностью и весовой эффективностью, имея при этом низкую стоимость разрабатываемых конструкций механизмов и деталей авиационной техники [1].

Данные материалы представляют собой инновационные полимерные композиционные материалы (ПКМ) и сплавы, состоящие из металлов нового поколения. Помимо этого, повсеместное распространение получил и другой вид нового конструкционного материала — металл-полимерный композиционный материал (МПКМ). Данный материал включает в себя чередующиеся тонкие металлические листы из алюминиевых или же титановых сплавов, имеющих двуслойные прослойки из стеклопластиковых (углепластиковых) препрегов. МПКМ включает в себя практически все преимущества металлов и ПКМ. Такими качествами являются прочность к ударам, низкое значение плотности, а также огнеупорность и высокие усталостные свойства.

Таким образом, особую актуальность в области авиационной и ракетно-космической техники на сегодняшний день приобретают вопросы, связанные с повышением прочности конструкции крыла. Одним из перспективных методов решения данной задачи является использование композиционных материалов, позволяющих посредством смешивания материалов добиться получения новых или улучшения характеристик некоторого из них. Основной целью представленной статьи является исследование вопроса повышения прочности конструкции крыла самолета на основе использования металл-полимерного композиционного материала. Исследование производится на примере крыла самолета, а именно стрингера панели крыла из металлического сплава и присоединенной к нему панели, состоящей из ПКМ или МПКМ.

Методика расчета НДС крыла самолета, работающего в напряжении и состоящего из металла с обшивкой из МПКМ, включает в себя ряд последовательных действий. Фрагмент панели в рамках данной статьи рассматривается в качестве условно однородного и слоистого. Таким образом, стрингеры будут «размазываться» по всей ширине фрагмента панели. Именно посредством данной операции представляется возможность перехода от анализа фрагмента стрингерной панели к гладкой двухслойной панели [3].

Для Цитирования:
Николаев А. Д., Петруничева А. С., Повышение прочности конструкции крыла воздушного судна на основе использования металл-полимерного композиционного материала. Главный механик. 2023;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: