Нижнее крыло АН-2 в качестве свободнонесущего.

[sokols]

Господа,конструкторы и  строители самолетов, приходилось ли кому-нибудь произвести расчет на прочность лонжерона нижнего крыла АН-2 в качестве свободнонесущего бесподкосного низкоплана?  Самолет с взлетным весом до 1000 кг.

 

[erisky]

Целиком консоль? Оно рассчитывается  совершенно по другой схеме нагружения. И не мечтайте

 

[Steuermann]

А чем подкосный вариант не нравится?

 

[Юрий Ер]

Господа,конструкторы и  строители самолетов, приходилось ли кому-нибудь произвести расчет на прочность лонжерона нижнего крыла АН-2 в качестве свободнонесущего бесподкосного низкоплана?  Самолет с взлетным весом до 1000 кг.

Вы подойдите к этому вопросу проще..... закрепите как на предполагаемой конструкции и загрузите " и всё поймёшь, и всё узнаешь сам" Как в песне. Пять минут у зеркала по стой и всё поймёшь и всё узнаешь сам.

 

[Кисляков Александр]

Подробнее постараюсь ответить. Для свободнонесущего варианта крыло АН-2 без переделки лонжеронов не годится однозначно по двум причинам:
- имеет шарнирную заделку крепления крыла к фюзеляжу;
- эпюры распределения изгибающих моментов подкосного и свободнонесущего крыла совершенно разные.
Для подкосного высокоплана крыло применить можно. При этом точку крепления подкоса к крылу нужно разместить в месте крепления бипланной стойки АН-2, только точку крепления естественно перенести вниз. При такой конструкции эпюры изгибающих моментов крыла нового самолёта будут соответствовать эпюрам крыла самолёта АН-2.
    По прочности. Размеров лонжеронов я не знаю, но вес самолёта под нижнее крыло самолёта АН2 можно определить "от обратного", или по нагрузке на один квадратный метр площади крыла. Для АН-2, имеющего взлётный вес 5500 кг и площадь бипланной коробки крыльев 71,51 метр кв., этот параметр равен 5500/71,51=76,91 кг/м.кв.
Размах отъёмной части нижнего крыла равен 5,795 м, хорда 2,0 м, т.е.площадь нижних крыльев (без учёта фюзеляжа) равна 5,795*2*2=23,18 м.кв. Отсюда можно определить максимальный взлётный вес нового самолёта
                  23,18*76,91=1782,77 кг.
Этот вес будет соответствовать расчётной перегрузке самолета АН-2. Для АН-2 эксплуатационная перегрузка равна 3,74 (разрушающая расчетная перегрузка 5,61).
Для самолёта весом 1000 кг и такой же перегрузкой крыло будет конечно малёха перетяжелённым - но прочным.
 

 

[Юрий Ер]

Подробнее постараюсь ответить. Для свободнонесущего варианта крыло АН-2 без переделки лонжеронов не годится однозначно по двум причинам:
- имеет шарнирную заделку крепления крыла к фюзеляжу;
- эпюры распределения изгибающих моментов подкосного и свободнонесущего крыла совершенно разные.
Для подкосного высокоплана крыло применить можно. При этом точку крепления подкоса к крылу нужно разместить в месте крепления бипланной стойки АН-2, только точку крепления естественно перенести вниз. При такой конструкции эпюры изгибающих моментов крыла нового самолёта будут соответствовать эпюрам крыла самолёта АН-2.
    По прочности. Размеров лонжеронов я не знаю, но вес самолёта под нижнее крыло самолёта АН2 можно определить "от обратного", или по нагрузке на один квадратный метр площади крыла. Для АН-2, имеющего взлётный вес 5500 кг и площадь бипланной коробки крыльев 71,51 метр кв., этот параметр равен 5500/71,51=76,91 кг/м.кв.
Размах отъёмной части нижнего крыла равен 5,795 м, хорда 2,0 м, т.е.площадь нижних крыльев (без учёта фюзеляжа) равна 5,795*2*2=23,18 м.кв. Отсюда можно определить максимальный взлётный вес нового самолёта
                  23,18*76,91=1782,77 кг.
Этот вес будет соответствовать расчётной перегрузке самолета АН-2. Для АН-2 эксплуатационная перегрузка равна 3,74 (разрушающая расчетная перегрузка 5,61).
Для самолёта весом 1000 кг и такой же перегрузкой крыло будет конечно малёха перетяжелённым - но прочным.
 

Это естественно что корневую часть лонжерона придётся усиливать, но не по всему размаху. Но лучше всё же делать подкосный. В Кировской области есть дедушка у него гидросамолёт с таким крылом летал, со слов очевидцев, хорошо. У меня где то даже его фото было. Я же в своё время делал типа Кри Кри крылья из элеронов Ан 2. Лонжерон усиливал добавив уголок по полкам.

 

[in the sky]

По прочности. Размеров лонжеронов я не знаю, но вес самолёта под нижнее крыло самолёта АН2 можно определить "от обратного", или по нагрузке на один квадратный метр площади крыла. Для АН-2, имеющего взлётный вес 5500 кг и площадь бипланной коробки крыльев 71,51 метр кв., этот параметр равен 5500/71,51=76,91 кг/м.кв.
Размах отъёмной части нижнего крыла равен 5,795 м, хорда 2,0 м, т.е.площадь нижних крыльев (без учёта фюзеляжа) равна 5,795*2*2=23,18 м.кв. Отсюда можно определить максимальный взлётный вес нового самолёта
                  23,18*76,91=1782,77 кг.
Этот вес будет соответствовать расчётной перегрузке самолета АН-2. Для АН-2 эксплуатационная перегрузка равна 3,74 (разрушающая расчетная перегрузка 5,61).
Для самолёта весом 1000 кг и такой же перегрузкой крыло будет конечно малёха перетяжелённым - но прочным.
  

О как просто. А то что лонжероны консолей АН-2 считались для бипланной схемы не в счет? И если убрать стойки и расчалки-прочность будет в разы меньше.

 

[JonSu]

в качестве свободнонесущего бесподкосного низкоплана

А вы сделайте подкосный низкоплан...

 

[sokols]

Подкосный низкоплан рассматривается как вариант. Одно неудобство, подкос мешает открытию дверей кабины.

 

[Кисляков Александр]

О как просто. А то что лонжероны консолей АН-2 считались для бипланной схемы не в счет? И если убрать стойки и расчалки-прочность будет в разы меньше.

   Расчётная схема изгибающего момента лонжерона крыла и у подкосного крыла и у биплана - аналогична: это балка с шарнирным защемлением и одной опорой. В случае биплана данной опорой является бипланная стойка, в случае подкосного крыла - подкос крыла.
Растяжки бипланной коробки в изгибающем моменте крыла не учавствуют и в расчёте не учитываются.

 

[Кисляков Александр]

Расчётная схема изгибающего момента крыла биплана. Книга "Конструкция и прочность самолётов и вертолётов" Воскобойник, Лагосюк.

 

[Кисляков Александр]

Расчётная схема изгибающего момента подкосного крыла. Книга та же.

 

[in the sky]

 Расчётная схема изгибающего момента лонжерона крыла и у подкосного крыла и у биплана - аналогична

Алле! Человек желает применить крыло АН-2 в качестве крыла свободнонесущего бесподкосного низкоплана

 

[Кисляков Александр]

Подробнее постараюсь ответить. Для свободнонесущего варианта крыло АН-2 без переделки лонжеронов не годится однозначно по двум причинам:
- имеет шарнирную заделку крепления крыла к фюзеляжу;
- эпюры распределения изгибающих моментов подкосного и свободнонесущего крыла совершенно разные.

 

[in the sky]

Ну тогда извините слепого

 

[sokols]

Со всем сказанным я полностью согласен.
Вообще-то в проекте стояло использование подкосного высокоплана с хордой 1250мм. Крылья АН-2 долгое время стоят в углу и просятся в полет. Относительное плечо ГО с ними получается 2.2, что при увеличении площадей оперения вполне допустимо.Т.к. Хорда 2000мм, я посчитал, что при их использовании в качестве подкосного низкоплана, а не высокоплана можно решить проблему затенения ГО и и выгодно расположить относительно оси двигателя АИ-14.
На мысль о свободнонесущем натолкнула схема бесшарнирного крепления лонжеронов, заведенных в коробчатые полости центроплана. Вот перед тем как пройти точку невозврата при сборке узлов и решил обратиться к высокому собранию

 

[Lapshin]

А в чем видится проблема затенения ГО на высокоплане - я, как ни тужился, не смог найти никакого мыслимого положения ГО, где затенение было хоть сколь-нибудь актуально.
Для низкоплана же, такое вполне возможно.
Но, вообще-то, крыло Ан-2 более подходяще для конструкций весом в пару тонн - так, небезызвестный Грунин, на основе этого крыла нарисовал десятки вариантов на любой вкус, вплоть до самолетов с ТВД.

 

[Кисляков Александр]

Вплане затенения ГО и ВО думаю высокоплан выгоднее низкоплана.  В лётном диапазоне углов атаки крыло в области оперения вызывает скос потока, а затенение получаем во время срыва потока с крыла,т.е. при полёте на больших, околокритических углах атаки. По данным литературы - "Проектирование дозвуковых самолётов" Торенбик, зона затенения ограничивается линией, проходящей через переднюю кромку под углом наклона 60 град, и линией, проходящей через заднюю кромку под углом 30 град.
Влияние затенения крыла на ГО И ВО низкоплана. Книга "Проектирование лёгких пассажирских самолётов" Арепьев.

 

[Кисляков Александр]

На мысль о свободнонесущем натолкнула схема бесшарнирного крепления лонжеронов, заведенных в коробчатые полости центроплана. Вот перед тем как пройти точку невозврата при сборке узлов и решил обратиться к высокому собранию

Этого то же не достаточно. При шарнирной заделке (самолёт АН-2) изгибающий момент в ней равен нулю, а при моментной заделке свободнонесущего крыла момент максимальный. Следовательно Вам ещё и полки лонжерона придётся пересчитывать и переделывать. Это думю уже "овчинка выделки не стоит".

 

[sokols]

Да вы правы. Это не проще чем изменить конструкцию двери при низкоплане с верхними подкосами или поднять стабилизатор при высокоплане.