Долговечность самолета

Долговечность самолета определяется конструкторскими и технологическими решениями, заложенными в проекте. Наибольшее влияние на облик проектируемого маневренного самолета оказывает выбор конструктивно-силовой схемы крыла, фюзеляжа и оперения.

Передача сил и моментов в агрегате должна осуществляться плавно по большему числу элементов. Тогда влияние местных концентраторов напряжений будет минимальным и долговечность агрегатов самолета увеличится.

Рациональное конструирование в самолетостроении с точки зрения обеспечения долговечности связано прежде всего с практической реализацией максимально возможного снижения уровня концентрации напряжений в циклически нагружаемых силовых элементах.

Для этого необходимо:

  1. не допускать резких изменений площади сечения силовых элементов, малых радиусов переходов, острых кромок деталей и низкой чистоты поверхности;
  2. уменьшать местный изгиб растянутых поясов и монтажные напряжения растяжения;
  3. избегать совмещения нескольких концентраторов напряжений в одном сечении.

При обеспечении высокой усталостной долговечности внимание конструктора должно быть обращено в первую очередь на те зоны, которые подвергаются переменным напряжениям растяжения. Именно под воздействием растягивающих напряжений и развивается усталостная трещина. Однако иногда растягивающие переменные напряжения возникают и в зонах, обычно работающих на сжатие.

Например, на ряде самолетов были зафиксированы усталостные трещины верхних панелей крыла и центроплана вследствие их нагружения растягивающими напряжениями на некоторых режимах при высоком уровне концентрации напряжений.

Местные напряжения растяжения действуют и в стенках лонжеронов, нервюр и шпангоутов при потере ими устойчивости от сдвига. В стенках также обнаруживаются усталостные трещины. Поскольку усталостная долговечность определяется не столько максимальными напряжениями цикла, сколько амплитудой действующих напряжений, то при смене знака напряжений в обычно растянутых деталях их выносливость может значительно снизится. При креплении основных ног шасси на фюзеляже в корневой части крыла в процессе движения самолета по земле действуют более высокие циклические напряжения сжатия нижних панелей и растяжения верхних, чем при креплении основных ног шасси на крыле.