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].