Универсальный лонжерон

[Давид]

Есть задача построить свободнонесущее крыло, у которого нерабочая обшивка, то есть работу и на изгиб и на кручение должен брать на себя лонжерон, желательно один. Известно, что двутавр хорошо работает на изгиб, но слаб на кручение, а труба - наоборот. И я подумал, а почему бы не совместить (для начала чисто теоретически) эти две фигуры в единый универсальный лонжерон? Не исключаю, что идея не нова, в целом она лежит на поверхности, но я пока что попыток ее реализации или критики не встречал.
Итак, выглядеть это должно приблизительно так:

Я провел предварительные расчеты в Компасе консольной балки с таким профилем и балки из обычного двутавра такого же размера. При нагрузке на изгиб деформация такой балки оказалась на 5% меньше, чем у обычной двутавровой, а при нагрузке моментом на скручивание деформация была почти на два порядка меньше, чем у двутавровой. Вроде отличный результат. То есть если посчитать параметры трубы и двутавра для расчетных нагрузок и по этим параметрам изготовить вот такой вот интегрированный лонжерон, то должно получиться?
Конечно, остается еще вопрос - как такое изготовить? На ум пока приходят только композитные технологии, но с их помощью можно будет подбирать толщину стенок и менять сечение вдоль размаха консоли и получить максимально легкий и прочный лонжерон. Что скажете?

 

[rotordive]

Это некорректное сравнение , кручение лонжерона такой формы, надо сравнивать с лонжероном из прямоугольной трубы, таких же габаритов.

 

[Давид]

Это некорректное сравнение , кручение лонжерона такой формы, надо сравнивать с лонжероном из прямоугольной трубы, таких же габаритов.

Почему? Имеете в виду то, что такой лонжерон по массе близок к прямоугольной трубе? Ок, проверю и отпишусь.

 

[Айрат]

Я провел предварительные расчеты в Компасе консольной балки с таким профилем и балки из обычного двутавра такого же размера. При нагрузке на изгиб деформация такой балки оказалась на 5% меньше, чем у обычной двутавровой, а при нагрузке моментом на скручивание деформация была почти на два порядка меньше, чем у двутавровой. Вроде отличный результат.

Если бы вы знали из сопромата расчёт балки на кручение, то и не понадобилось бы проводить никаких расчётов в компасе (которые практически ни о чём). Было бы просто и понятно от чего зависит прочность и жёсткость балки на кручение.
Задайтесь вопросом (разберитесь): почему тонкостенная труба становится на несколько порядков слабей на кручение, если её разрезать вдоль? Подсказка в формуле.
Отпадёт желание комбинировать, соединять..., да и темы такие открывать.

 

[slav]

Итак, выглядеть это должно приблизительно так:

Подумалось , что основная идея в использовании трубы в лонжероне . (при отсутствии жёсткого лобика в профиле крыла )🙄

 

[Строитель самолета]

Сделайте коробчатый прямоугольный лонжерон , который единолично берет все полётные нагрузки. Энтони Фоккер догадался до этого ещё в 1916. При свободнонесущем варианте получается ещё и отличная «планерная» стыковка вилка в вилку и разнос консолей минимален

 

[Давид]

Если бы вы знали из сопромата расчёт балки на кручение, то и не понадобилось бы проводить никаких расчётов в компасе (которые практически ни о чём). Было бы просто и понятно от чего зависит прочность и жёсткость балки на кручение.
Задайтесь вопросом (разберитесь): почему тонкостенная труба становится на несколько порядков слабей на кручение, если её разрезать вдоль? Подсказка в формуле.
Отпадёт желание комбинировать, соединять..., да и темы такие открывать.

А где вы увидели разрезанную вдоль трубу?

Подумалось , что основная идея в использовании трубы в лонжероне . (при отсутствии жёсткого лобика в профиле крыла )🙄

Да, идея именно в этом

Сделайте коробчатый прямоугольный лонжерон , который единолично берет все полётные нагрузки. Энтони Фоккер догадался до этого ещё в 1916. При свободнонесущем варианте получается ещё и отличная «планерная» стыковка вилка в вилку и разнос консолей минимален

Посмотреть вложение 606776

Посмотреть вложение 606777

Да, те же предварительные расчеты в Компасе показали, что прямоугольная балка в тех же габаритах и с той же толщиной стенки работает и на изгиб и на кручение лучше моего варианта, а по массе незначительно тяжелее. Ну что же, оно и к лучшему, короб делать гораздо проще, а он еще и лучше. Вопрос закрыт, всем спасибо.