Что такое лонжерон на машине, фото, видео
В автомобиле нет ненужных узлов. Каждый элемент или деталь выполняет конкретную функцию. Не исключением является и лонжерон.
Что это за устройство? Как выглядит лонжерон? Где он установлен? Какие виды устройства существуют? Ниже мы рассмотрим информацию, которая касается этого узла.
Что такое лонжерон, как выглядит, и где он установлен?
Лонжерон — конструктивный узел автомобиля, который выглядит как прямоугольная труба, то есть металлический профиль с прямоугольным сечением.
Деталь проходит сквозь переднюю часть и зад кузова, играя роль опоры. В зависимости от конструкции корпуса возможен вариант с лонжеронами между бамперами.
Данный узел бывает составным (собранным из нескольких элементов) или цельным.
В классической комплектации установлено два лонжерона (слева и справа).
Пример, левый передний лонжерон ВАЗ 2110.
Каждый из элементов разделен на три части — среднюю, переднюю и заднюю. Главная разница — в расположении.
Так, лонжерон, установленный спереди и слева, позиционируется на уровень ниже, чем лонжерон сзади и такой же узел, но только крыла.
Узлы параллельны друг другу, но возможны случаи расположения их под минимальным углом.
Лонжерон на Nissan Bluebird HU14 SR20VE.
Исходный материал при производстве — алюминий или титан. Иногда применяются компонентные слои, добавляющие конструкции крепости. Сечение лонжерона имеет вид буквы «П». При этом в местах максимальной нагрузки сечение больше.
Главное преимущество детали — исключительная прочность. Данные узлы способны выдерживать максимальные нагрузки — вес автомобиля, багаж, массу узлов и так далее.
Кроме этого, лонжероны справляются со всеми ударами, которые «достаются» им при попадании колес в ямы или в случае ДТП.
Конструктивно данные узлы формируют лестничную раму П-образной формы, уложенную на бок.
Такой тип конструкции — составляющая часть многих внедорожников и грузовых автомобилей.
Что касается «легковушек», то в них лестничный принцип не применяется. Для визуального лицезрения детали достаточно глянуть под низ транспортного средства.
Конструкция кузова ВАЗ 2108, места расположения лонжеронов.
Назначение и задачи
Лонжерон – в прямом смысле силовая часть автомобиля. Назначение узла различается в зависимости от типа транспортного средства:
- В грузовом транспорте и авто 4×4 лонжероны — главный узел, являющийся составляющей рамы;
- В легковом транспорте задача детали — усилить днище машины и нижней части багажника.
В первом и во втором случае П-образный узел берет на себя вес кузова, составных элементов и пассажиров транспортного средства.
Еще одна функция — амортизирующая. Задача узла — поглотить возможную деформацию. Но здесь важно соблюсти тонкую грань между жесткостью и податливостью.
Если «переборщить» с первым показателем, то неровности трассы будут передаваться в салон автомобиля пассажирам. Вот почему та часть кузова, где предположительно находятся люди, делается с максимальной амортизацией (для снижения силы удара).
Амортизирующая функция реализуется путем монтажа продольной силовой структуры, установленной в передней и задней части кузова. Главная особенность конструкций — способность к демпфированию (сглаживанию) ударов.
Лонжероны ВАЗ 21 «Волга».
Читайте также:При этом ослабление лонжеронов осуществляется одним из перечисленных ниже способов:
- Созданием группы складок в конструкции. Благодаря этому, деталь может деформироваться и работать как «гармошка» при фронтальных или тыльных ударах. При такой конструкции места складок несут большую нагрузку и быстро разрушаются, но зато поглощают ненужную энергию. Как следствие, направленная в сторону салона сила подавляется;
- Снижением толщины стенок или сечения узла. Такая конструкция носит название переменного сечения;
- Высверливанием группы отверстий в местах, которые берут на себя вес.
Правый передний лонжерон Renault Laguna 2004.
Краткий экскурс в историю
Разработка лонжерона и создание разных элементов кузова тесно взаимосвязаны. Это не удивительно, ведь на первых транспортных средствах в роли опоры применялись только рамы.
Сначала они выполнялись из дерева, но со временем их заменили прочные конструкции из металла.
В прошлом веке, в 1920-х годах, компания Auburn разработала первую лонжеронную раму имеющую поперечину в виде «Х».
Со временем детали усовершенствовались и стали одним целым с днищем транспортного средства.
На современном этапе лонжероны — составляющая часть конструкции машины, вне зависимости от вида несущей системы.
Типы
Как уже упоминалось, лонжероны занимают разные позиции в автомобиле. Здесь многое зависит от особенностей кузова (грузовой транспорт, легковой или грузовой автомобиль).
Расположение бывает следующим:
- Параллельным и горизонтальным по отношению друг к другу;
- Вертикальным, с небольшим изгибом;
- Горизонтальным и минимальным углом;
- Горизонтальным и небольшим изгибом.
Тип конструкции, которая упомянута первой, нашла применение в грузовом транспорте.
Рама грузового автомобиля Mercedes-Benz с параллельно-горизонтальным расположением лонжеронов.
Что касается остальных вариантов, то они популярны и применяются в легковых машинах.
Задний левый лонжерон пола ВАЗ 21099.
Преимущества конструкции
У каждой конструкции есть преимущества. Так, «угловые» лонжероны позволяют колесу поворачиваться на больший угол, а устройства с вертикальным изгибом — приспустить центр тяжести авто и снизить уровень днища.
Детали с горизонтальным изгибом — конструктивные элементы, также дают возможность снизить уровень днища, повысив безопасность при ударе сбоку.
Для роста жесткости лонжероны укрепляются поперечинами. Последние бывают различного профиля — в виде буквы К, Х или быть прямолинейными.
Такой тип поперечин изготовлен из особого профиля, выполненного из надежного и устойчивого к деформациям металла.
Для повышения надежности в грузовом транспорте поперечины и лонжероны объединены специальными клепками, а в легковом транспорте — сваркой.
Немаловажный момент — фиксация кузова на раме, которая происходит с помощью специальных кронштейнов.
Рассматривая лонжеронную конструкцию в целом, стоит выделить следующие преимущества:
- Минимальный вес и жесткость на скручивание;
- Высокий уровень управляемости и динамики, а также минимальный расход топлива, обусловленный небольшой массой узла;
- Наибольшая пассивная безопасность. Последняя возможна, благодаря специальным зонам, которые «впитывают» лишнюю энергию и повышают уровень комфорта.
Передние лонжероны Toyota Mark II.
Стоит отметить и «ложку дегтя»:
- При поломке одного узла целостность и связи элементов конструкции нарушаются. Это связано с тем, что распределение нагрузки происходит равномерно по площади;
- Сложности в ремонте. При серьезных деформациях единственным выходом является замена узла.
Основные неисправности и проблемы, связанные с лонжеронами, способы устранения
В процессе эксплуатации возможны следующие проблемы:
- Деформация (искривление) по причине воздействия нагрузок длительные периоды времени. Стоит помнить, что лонжероны выполнены из металла, который со временем устает и повреждается.
- При попадании в аварию возможно сильное повреждение детали. В таких ситуациях многие параметры авто нарушаются. Так, при аварии возможно смещение подвески или силового узла по отношению к кузовной части, изменение местоположения крыльев или дверей, деформация геометрии кузова, возникновение явных трещин с наружной части и так далее.
При явном повреждении (появлении трещин) в детали разрушается и целостность конструкции.
Вот почему после ДТП стоит убедиться в отсутствии деформации узлов. На практике в 90% случаев после аварии приходится ремонтировать лонжероны спереди.
Способ восстановления определяется с учетом серьезности проблемы и повреждений демпферного участка. Так, лонжерон, составляющий часть рамы, поменять несложно. Если же узел — часть несущего кузова, то восстановительные работы могут быть бесполезны.
Возможность ремонта зависит от степени деформации:
- При минимальном повреждении узел вытягивается на специальном стенде, после чего проверяются параметры детали;
- При серьезной деформации лучший вариант — замена. Если же пытаться внести исправления в искаженную деталь, то возможно изменение структуры и снижение прочности конструкции. Итог — ухудшение характеристик кузова.
Возможны ситуации, когда замена производится не полностью. В таком случае новые детали крепятся с помощью сварки. Применение муфт для соединения конструкций запрещено.
Нельзя забывать, что главная функция лонжерона — усилить кузов, поэтому в процессе ремонта максимальное внимание уделяется прочности.
С другой стороны, чрезмерное усиление узла приводит к снижению амортизационных функций, что недопустимо.
Так что при ремонте стоит учитывать данный параметр и стараться не завышать уровень жесткости.
Читайте также:Итоги
Лонжерон — важный элемент конструкции, от которого зависит надежность и устойчивость кузова к деформациям.
Если говорить в общем, то от целостности и качества детали зависит безопасность движения в целом.
Вот почему для данного узла так важен периодический осмотр, ремонт или замена в случае повреждения.
21015101300 Лонжерон пола ВАЗ-2101 передний правый в сборе (клюшка) — 2101-5101300 21010510130000
21015101300 Лонжерон пола ВАЗ-2101 передний правый в сборе (клюшка) — 2101-5101300 21010510130000 — фото, цена, описание, применимость. Купить в интернет-магазине AvtoAll.Ru Распечатать3
1
Применяется: ВАЗАртикул: 2101-5101300еще, артикулы доп.: 21010510130000скрыть
Код для заказа: 007652
Есть в наличииДоступно для заказа — 3 шт.Данные обновлены: 28.07.2021 в 11:30
Код для заказа 007652 Артикулы 2101-5101300, 21010510130000 Производитель ТольяттиКузов Ширина, м: 0.41 Высота, м: 0.08 Длина, м: 0.91 Вес, кг: 1.341
Отзывы о товаре
Где применяется
Сертификаты
ОбзорыСтатьи о товаре
- «Хрустальные» ВАЗы: «Классика». Ты помнишь, как всё начиналось? 16 Апреля 2013
Сегодня очередная статья серии ««Хрустальные ВАЗы» или типичные поломки отечественных автомобилей» посвящена «классике»: ВАЗ-2101, 2103, 2104, 2104, 2105, 2106 и 2107. Эти машины уже не один десяток лет колесят по нашим дорогам и, несмотря на все недочеты, о которых расскажем, их популярность по-прежнему высока.
Цена в магазинах — розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.
Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.
Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.
20299d1c43c1e3aee94c529478dbe51f
Добавление в корзину
Код для заказа:
Доступно для заказа:
Кратность для заказа:
ДобавитьОтменить
Товар успешно добавлен в корзину
!
В вашей корзине на сумму
Закрыть
Оформить заказЛонжерон автомобиля ремонт
Лонжеро́н — основной силовой элемент конструкции автомобиля, который располагается вдоль его конструции. Два лонжерона автомобиля, соединенные поперечинами образуют прочную конструкцию под названием рама автомобиля.
При большом пробеге автомобиля следует регулярно проверять передние лонжероны, а также уделять должное внимание поперечине передней подвески (балке). На данных элементах могут возникать трещины. Во время движения автомобиля по дороге возникают удары и толчки, которые передаются от колес, рычагов и пружин к кузову. Со временем эксплуатации происходит изменение углов передних колес, и прежде всего изменение угла развала. Как правило, отклонение развала колес направлены в меньшую сторону и такое отклонение можно исправить изъятием шайб между поперечиной и осью нижнего рычага. Правда со временем все шайбы будут удалены и выхода не останется. Даже если вы замените шаровые опоры и сайлентблоки, это вам не поможет.
- Стойка передней части
- Брызговик
- Левый передний лонжерон
- Гайка, приваренная к уху поперечины
- Верхний болт
- Усилитель лонжерона
- Поперечина
- Нижний вертикальный болт
Для начала необходимо узнать, целы ли подушки опор двигателя?
Для этого необходимо проделать следующие действия:- Поднять домкратом левое колесо и под. картером сцепления устанавливаем подставку.
- Отпускаем левое колесо, двигатель поднимается, наблюдаем за опорами.
Если опоры растягиваются значит все нормально, если металлические детали отелились от подушек – необходимо заменить опоры.
Как правило, первым из строя выходит левый лонжерон в результате усталости металла и сильных и резких толчков во время движения автомобиля.
Проверить на наличие нижних трещин сложнее, так как поперечина их закрывает. Но, если такие появились на лонжероне, то вы ощутите это. В таком случае автомобиль будет уводить от прямолинейного движения, а также будет наблюдаться повышенный износ шин в одностороннем направлении. Если не уделять этому внимания результатом будет отрыв оси, вследствие колесо подламывается.
Для ремонта лонжеронов потребуется вырезать место дефекта в нижней части лонжерона, а в верхней части сверлят два отверстия, устанавливают две накладки и стягивают двумя болтами.
- Болты
- Верхняя пластина
- Втулки
- Нижняя пластина
ЗАМЕНА ЛОНЖЕРОНА АВТОМОБИЛЯ
Замена лонжерона автомобиля, одна из самых ответственных работ в кузовном ремонте. Она отвечает, не только за дальнейшую судьбу автомобиля, но и его владельца.
Я вас очень прошу прочесть этот материал до конца, потому что замена лонжерона автомобиля, является очень серьезной операцией и ошибка здесь недопустима.
С судьбой автомобиля
все более менее понятно.
Заменили лонжерон автомобиля правильно — автомобиль может и дальше называться автомобилем.
Заменили безграмотно — с этого момента, это уже не автомобиль, а опасное для жизни транспортное средство.
Почему я так сгущаю краски, может спросить меня человек, который уже производил на своем автомобиле замену лонжерона???
Приблизительные цены на замену лонжерона h3>
- Частичная замена от 2.870 руб
- Полная замена от 3.430 руб
- Восстановление лонжерона от 3.690 руб
Вы так же можете возразить: мне поменяли задний лонжерон и ничего страшного не произошло.
Соглашусь с Вами тысячу раз.
Дело в том, что средне статистический водитель,
за свою жизнь может столкнуться с ремонтом лонжерона не более 1-2 х раз. А теперь только представьте себе, сколько передних и задних лонжеронов разных автомобилей, нам пришлось заменить или отремонтировать, за 20 летнюю практику.
Понимаете, почему я стараюсь так трепетно описать, каждый подводный камень этой работы ??? Потому, что ошибки приносят колоссальный убыток, владельцу иномарки.
С заменой заднего лонжерона автомобиля, сложностей в 10 раз
меньше, чем с передним. Поэтому с Вашего разрешения, я не буду тратить Ваше время, а сразу же сфокусирую все внимание на переднем лонжероне.
Передний и задний лонжероны автомобиля, являются основными несущими конструкциями любого автомобиля. И любая мельчайшая ошибка в замене, приводит
к детонациям двигателя, неправильной установки радиаторов охлаждения, подрамника и всей передней или задней подвески. Эти несущие детали автомобиля можно для наглядности сравнить с фундаментом дома. Кривой, не точный фундамент и какие бы не были «супер
материалы» и профессионалы строители, весь дом, с окнами, дверьми, стенами, потолком, лестницей — будут искаженными и не точными.
Такой автомобиль превращается в одну сплошную проблему.
Если на вашем автомобиле не возможно
отремонтировать лонжерон, значит я могу предположить что удар по автомобилю, был очень мощным.
Теперь давайте представим, что при таком ударе лонжерон деформируется не только в одном месте, а как правило в двух:
в передней части и в задней. Заменить его просто так не получится никогда. Сначала его нужно вытянуть на стапеле, а только потом производить замену.
1. Снять все радиаторы
2. Извлечь двигатель
3. Разобрать переднюю подвеску
4. Отсоединить подрамник, на котором крепится двигатель и ходовая часть автомобиля
Это далеко не полный список подготовительных работ.
Затем требуется: профессионально заменить лонжерон автомобиля, окрасить его, защитить от корозии и все что разобрали аккуратно собрать. Заправить все системы, произвести пробный запуск двигателя, сбросить все ошибки и мы плавно подошли к самой важной контрольной точке. Эта точка, по которой можно определить качественно ли Вам произвели данные работы, называется — сход развал. После всех выше перечисленных работ, обязательно сделать развал схождение колес. Если он стал по заводским нормам, все хорошо, а если нет, тогда печально. Придется все переделывать заново. Можете себе представить, сколько дополнительного времени и денег придется потратить, если контрольная операция покажет не соответствие стандартам ???
За 20 лет серьезного кузовного ремонта, к нам привозили большое количество автомобилей для исправления брака, допущенного в этой работе. Сейчас я уточню, что я имел в начале, говоря о опасности владельца
автомобиля, который отремонтировали с браком.
Переделывая за другими их работу, мы невольно стали свидетелями того, что происходит с автомобилем в котором плохо отремонтировали лонжерон.
На передние лонжероны,
как на фундамент дома, крепятся основные агрегаты автомобиля, такие как: двигатель, подрамник, передняя подвеска, затем все радиаторы, передняя панель и электро проводка. После неправильно выполненной работы, все вышеперечисленные агрегаты
и узлы устанавливаются с небольшим смещением. Этого малейшего смещения достаточно, чтобы двигатель работал с детонацией, радиаторы и шланги охлаждения были бы установлены с натяжкой. Не всегда, но бывают случаи, когда в результате этих не тонкостей,
лопается радиатор или отсоединяются патрубки и двигатель закипает. Не успели заметить, перегрели двигатель — дорогостоящий ремонт головки блока обеспечен. Таких ситуаций можно приводить до бесконечности. Я просто не хочу Вас расстраивать. И вроде бы,
безобидная на первый взгляд , работа по ремонту лонжерона. А сколько денег, времени потрачено, да какие еще последствия могут «порадовать» владельца.
Моим профессиональным долгом было раскрыть для Вас крайние точки, возможные при замене лонжерона любого автомобиля.
Не факт, что с Вашей иномаркой произойдет именно так, но очень важно чтобы
Вы были подготовлены к любой ситуации.
Как говорил наш великий Суворов: «хочешь мира — готовься к войне».
Поэтому мы не знаем, будете Вы ремонтировать лонжероны своего авто у нас или нет, но очень хочется чтобы для Вас, эту сложную
работу выполнили бы качественно.
Если Вы столкнулись с проблемой, звоните нам. Мы поможем Вам, в любой ситуации.
Наш телефон +7 (499) 769-55-88, адрес:г Москва, СЗАО 2 й Силикатный проезд д.9, строение 10
Ремонт переднего лонжерона Шевроле Лачетти Chevrole Lachetti (Дэу Дженра)
Передний лонжерон соединен с колесной аркой и передней панелью и служит основанием для крепления передней подвески, двигателя, коробки передач и других узлов. Поэтому замена этой детали влияет на регулировку передних колес и обеспечивает жесткость передней части кузова. При установке используйте направляющий шаблон или проконтролируйте положение по размерам, указанным в таблице ремонта кузова. При приваривании арки необходима особая осторожность.
ПРОЦЕДУРА РЕМОНТА
- Снимите связанные детали.
- Части, которые снимаются при снятии передней панели и передней колесной арки.
- Со стороны пассажира внизу щитка передка находятся особенно огнеопасные детали.
- Приборная панель, жгут проводки, относящиеся к ним детали и т.п.
Примечание: Снимите в зависимости от того, какая часть повреждена.
- С помощью захватов прикрепите автомобиль к правильному стенду за горизонтальные швы контактной сварки.
- Прежде чем отрезать поврежденные части, вытяните их до первоначальной формы.
- Если просто отрезать поврежденную часть переднего лонжерона, предварительно не вытянув начерно поврежденный участок, это затруднит ремонт соседних частей.
- Не вытягивайте больше нужного.
Примечание: Проверьте состояние двери и петель.
- Нагрейте грунтовочное покрытие и герметизирующую ленту в местах сварки поврежденных частей с помощью газовой горелки и отделите грунтовочное покрытие и ленту стальным шпателем.
Внимание! Будьте внимательны, чтобы при нагревании не сжечь детали внутри пассажирского салона.
Примечание: Если предстоит также заменить колесную арку, отделять ее от переднего лонжерона не обязательно.
- Накерните точки вокруг точек сварки на колесной арке и других связанных частях.
- Специальным инструментом высверлите сварные точки по накерненным местам.
- Отрежьте передний лонжерон пневматическим зубилом, оставив на месте сварочные кромки.
- Выровняйте и зашлифуйте неровности от оторванных сварных точек дисковой шлифовальной машиной.
Внимание! Во избежание травм глаз надевайте защитные очки при шлифовке, резке или полировке.
увеличить обозначения
- Заварите высверленные отверстия.
Внимание! Во избежание травм глаз и ожогов при сварке пользуйтесь каской, рукавицами и защитной обувью установленного образца.
- Отрихтуйте колесную арку и другие поврежденные части и выровняйте сварочные кромки с помощью молотка и оправки.
увеличить обозначения
- Отрежьте новый передний лонжерон ручной ножовкой, чтобы затем приварить его встык.
- Дисковой шлифовальной машиной зачистите от краски до стального листа обе стороны привариваемых участков переднего лонжерона и колесной дуги.
Внимание! Во избежание травм глаз надевайте защитные очки при шлифовке, резке или полировке.
- Прижмите новый передний лонжерон к оставшимся частям зажимными устройствами и плоскогубцами.
- Установите домкрат под передний лонжерон и подоприте его; проверьте размеры, чтобы проконтролировать правильность установки.
- Установите и зафиксируйте переднюю панель зажимными устройствами.
Примечание: Для правильной установки рекомендуется использовать направляющие шаблоны; проверьте параллельность передних лонжеронов и колесной арки.
- Временно прихватите зажатую секцию сваркой.
- Сварите сколько возможно при установленном направляющем шаблоне.
- Аккуратно приварите передний лонжерон встык дуговой сваркой МИГ или газовой сваркой.
увеличить обозначения
- Точечной сваркой приварите колесную арку к краю переднего лонжерона и передней панели.
Внимание! Во избежание травм глаз и ожогов при сварке пользуйтесь каской, рукавицами и защитной обувью установленного образца.
- Сначала выполните пробную сварку и проверьте качество сварки.
- Увеличьте количество точек на 20% для свариваемых областей.
увеличить обозначения
- Заровняйте сварной шов на сваренном встык лонжероне дисковой шлифовальной машиной.
- Изготовьте ребро жесткости (толщина мин. 2.8 мм, ширина 80 мм) по местам соединения лонжерона встык и приварите ребро жесткости к местам соединения лонжерона сваркой МИГ.
увеличить обозначения
- Выровняйте места газовой сварки или сварки МИГ дисковой шлифовальной машиной.
- С помощью молотка и оправки выровняйте кромки передней колесной арки и лонжерона так, чтобы они плотно прилегали друг к другу.
- Наложите герметизирующую ленту на места соединения нижней части щитка передка и панели пола.
- Нанесите грунтовочное покрытие на соединение и соединенные внахлест участки передней части пола, нижней части лонжерона и внутренней части передней и задней колесной арки.
- При нанесении лакокрасочных покрытий обеспечьте вентиляцию. Большинство лакокрасочных материалов содержат вредные при вдыхании или проглатывании вещества. Прежде чем открывать емкость с лакокрасочным материалом, прочтите этикетку.
- Избегайте контакта с кожей. При окраске используйте респиратор установленного образца, перчатки, средства защиты глаз и соответствующую одежду.
- Лакокрасочные материалы огнеопасны. Храните их в безопасном месте, берегите от искр и огня, не курите.
- Нанесите антикоррозионные средства на край боковой части передней панели и окрестности петель передней двери.
- Очистите пассажирский салон.
- Жгут проводки, приборная панель и относящиеся к ним детали.
- Части пассажирского салона.
- Компоненты шасси.
- Двигатель, радиатор и связанные с ними детали.
- Испаритель кондиционера и связанные с ним детали.
- Фары и крылья.
- Капот, решетка радиатора и бампер.
- И т.д.
- Установка производится в порядке, обратном снятию.
Примечание: После установки всех соответствующих частей нанесите консистентную смазку на движущиеся части, залейте охлаждающую жидкость, заправьте кондиционер хладагентом и т.п.
- Проверьте зазоры и различия уровней.
- Проверьте открывание и закрывание замка капота.
- Отрегулируйте направление света фар.
- Проверьте работу всех систем.
- Проверьте на утечки бензина, масла и жидкостей.
- Осмотрите пассажирский салон на предмет протечек.
Примечание: Для проверки работы систем используйте указанную контрольную таблицу.
что это такое в автомобиле
Что же такое лонжерон? И почему он порой «устаёт», «уходит» и даже «лопается» в крайних случаях? Это слово Вы часто можете услышать от тех сотрудников автосервиса, которые занимаются ремонтом кузовов автомобилей. И порой неосведомлённый клиент может напугаться, услышав такой вердикт, да ещё и с этим словом. Лонжерон, это вот, ушёл, ну и плохо это. Так от чего он устаёт, куда уходит и почему лопается и вообще, что это за дивный зверь такой, Вы узнаете из этой статьи.
Что такое лонжерон?
Лонжерон – основа конструкции любого автомобиля. Лежит он по всей длине машины. Лонжеронов в автомобиле два. Они составляют основу рамы любого автомобиля. Лонжероны соединяются поперечными перемычками, что и образует конструкцию рамы, к которой уже и крепятся подвески, кузов и некоторые другие автомобильные детали. Из-за такого строения, рама, что образуется лонжеронами и перемычками, схожа с лестницей, поэтому зачастую она и именуется в кругах автомобилистов лестничной.
Каждый, кто сталкивался с лонжеронами, скорее всего знает как он выглядит внешне. Этот элемент схож с обычной коробчатой сеткой или металлическим профилем. Если выразиться иначе, лонжерон выглядит как обычная труба с прямоугольным сечением. Лонжероны проходят как по всей длине автомобильной конструкции, так и располагаются с двух сторон: спереди и сзади.
Прочность лонжеронов исключительна. Они способны выдерживать колоссальные нагрузки, которые оказываются весом «начинки» автомобиля, пассажирами и багажом. Лонжероны способны прекрасно переносить ударные нагрузки, оказываемые автомобильными колёсами во время движения. Визуально лонжероны, которые образовывают собой лестничную раму, похожи н букву «П», положенную на бок. Рамой такого типа с лонжеронами, что входят в её состав, оснащаются многие модели грузовиков и некоторые тяжёлые внедорожники.
Легковые автомобили, в основном, выпускаются на несущей кузовной конструкции. Если выразиться немного по другому, то легковые машины оснащаются лонжеронами, хотя лишены рамы лестничного типа. Следовательно, исходя из всего выше сказанного, лонжероны являются неотъемлемым элементом конструкции каждого автомобиля. Чтобы должным образом рассмотреть лонжероны, нужно заглянуть под её днище.
Происхождение термина
Лонжерон в переводе с французского longeron, что является производным от longer – двигаться вдоль является определением основного силового элемента конструкции, расположенного по всей длине большого числа инженерных сооружений, таких как самолёты, вагоны, корабли, автомобили, мосты.
Функции лонжерона
Лонжерон – силовой агрегат транспортного средства. В автомобилях на рамной конструкции: грузовиках и тяжёлых внедорожниках, лонжерон – это часть рамы. В легковых автомобилях с безрамными конструкциями лонжерон является усиливающей деталью днища кузова и пола багажного отделения. Лонжерон так же ещё и одна из прочнейших автомобильных частей так как выдерживает нагрузки кузова, мотора, пассажиров и багажа.
Лонжероны выполняют роль амортизаторов для передней части автомобильного кузова. Они поглощают деформационные искажения. Если конструкция кузова будет слишком прочной и жёсткой, то энергия удара не будет поглощена им полностью, а по большей части передастся пассажирам. Во избежание такого исхода, ту часть кузова, в которой находятся пассажиры делают минимально деформируемой и смягчающей удар.
Для этого во фронтальной и задней кузовных частях конструируются деформируемые зоны со значительно ослабленной продольной силовой структурой. Лонжероны ослабляются различными способами:
— путём уменьшения толщины сечения или стенок – это называется переменным сечением лонжеронов;
— путём сквозного прорезания и проделывания специальных отверстий в местах, которые минимально нагружены;
— создание специальных складок в конструкции лонжерона, которые позволяют сминать лонжерон в гармошку при фронтальных и тыльных столкновениях. В таком случае эти места подвергаются сильному разрушению, но зато поглощают почти всю кинетическую энергию, уменьшая ударную силу, которая направлена в сторону салона.
Основные виды лонжеронов
Установка лонжеронов может производиться в различном положении. Это зависит от типа автомобиля. Итак лонжероны могут располагаться:
— горизонтально параллельно друг к другу;
— горизонтально под определённым углом;
— изогнутыми и вертикально расположенными;
— изогнутыми и расположенными в горизонтальной плоскости.
Параллельно расположенными лонжеронами, размещёнными в горизонтальной плоскости, оборудуются, в основном, грузовые автомобили. Следующие конструкции используются на легковых внедорожниках. Лонжероны, расположенные под углом, способствуют максимальному углу поворота колёс. Лонжероны, изогнутые вертикально, снижают центр тяжести, обеспечивая более низкий уровень пола в салоне автомобиля. Лонжероны, которые изогнуты горизонтально, так же понижают кузовной уровень пола, повышая пассивную безопасность в случае бокового столкновения.
Поперечины, что расположены между лонжеронами, служат для обеспечения более жёсткой конструкции основания автомобиля. Поперечины могут иметь разные формы: прямолинейную, Х и К-образные. Такие поперечины изготавливаются из металлического профиля, который изогнут. В грузовых автомобилях поперечины соединяются с лонжеронами клёпкой, а в легковых — сваркой. Для того, чтобы закрепить на раме кузов, агрегаты трансмиссии и двигатель, используются кронштейны, имеющие различную форму.
История лонжеронов
Появление лонжеронов связано напрямую с рамными кузовными конструкциями, ибо именно рамы в первых появившихся автомобилях были единственной конструктивной несущей конструкцией автомобилей. Изначально рамы автомобилей были деревянными, а только уже потом их заменили металлические конструкции. С постепенным усовершенствованием рам, стали внедряться в их конструкцию и лонжероны. В 20-ые годы прошлого века фирмой Auburn была спроектирована лонжеронная рама с Х-образной поперечиной. Постепенно в автомобили стали интегрировать рамы, то есть лонжероны были единым целым с полом кузова. В нынешнее время лонжероны являются составным элементом конструкции любых автомобилей, независимо от того какого типа его несущая система.
Преимущества и недостатки такой конструкции
— Яркое преимущество лонжеронной конструкции кузова заключается в её лёгком весе и прекрасной жёсткости на скручивание.
— Низкий вес данной конструкции даёт автомобилю лучшую управляемость, высокую динамику и топливную экономичность.
— Отличная пассивная безопасность, которая достигается специальными зонами, поглощающими энергию удара, которые предусмотрены инженерами и конструкторами.
Всё бы замечательно в конструкциях такого типа, но есть и минусы.
— Взаимосвязь всех элементов несущего кузова подвергает всю конструкцию и кузов повреждению в случае выхода из строя хотя бы одного элемента. Так как конструктивная нагрузка распределяется по всей несущей системе;
— Низкая ремонтопригодность лонжеронных конструкций.
Проблемы, связанные с лонжеронами
1. С лонжеронами могут происходить деформации в следствии воздействия на них определённых нагрузок в течении времени. Так же лонжероны имеют свойство уставать и трескаться.
2. После произошедшего ДТП лонжерон может оказаться деформированным в сильной степени. В подобных случаях некоторые важные автомобильные параметры могут быть повреждены или нарушены. Это и положение двигателя, и подвески относительно кузова автомобиля; разъёмы кузовных деталей, дверей и крыльев; изменение геометрии подвески; появление неустранимых трещин снаружи кузова автомобиля.
3. В том случае, если лонжерон лопнет, то кузовная конструкция будет полностью разрушенной. Поэтому после аварии незамедлительно нужно проверить состояние, в котором оказались лонжероны, как сильно они претерпели деформации и какое положение они приняли. Как показывает статистика, ремонтные работы приходятся в 90% случаев на передние лонжероны.
4. В зависимости от того насколько серьёзными оказались повреждения и насколько протяжена деформированная зона, определяется вид ремонтных работ. Лонжерон, который входит в состав рамы, поменять не составит большого труда, в отличии от лонжерона, который является частью несущего кузова. Порой его замена просто бессмысленна.
Если деформация лонжерона не существенна, то его можно отремонтировать путём вытягивания на специально приспособленном для этого стенде-каролинере, на котором можно проверить все необходимые параметры. Если деформация лонжерона достаточно сильная, то присутствует необходимость его замены.
Если же стараться исправить сильно искажённый лонжерон, то это может привести к изменению структуры материала, в следствии чего уменьшиться прочность конструкции, что пагубно повлияет на многие характеристики кузова. Если приходится заменять лонжерон частично, то соединение деталей производится дуговой газосваркой без использования всякого рода соединительных муфт.
Так как основной функцией лонжерона является усиление кузова и определение его жёсткости, во время ремонта его стараются сделать ещё как можно более прочным. Но в этом всём присутствует и «обратная сторона медали», если усилить лонжерон, то его амортизирующая функция сойдёт на нет, что может привести к непоправимым последствиям.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
🚘 Замена переднего лонжерона на ВАЗ 2101, 2106, 2107
Здравствуйте! Очередной постна моем блоге будет о замене переднего лонжерона на классике ВАЗ, так как эта беда может постигнуть как старый, уставший автомобиль, так и довольно свежий.
Трещина на переднем лонжероне ВАЗ
На практике чаще всего встречается три проблемы с передним лонжероном:
- Коррозия, лонжерон сгнивает , соответственно теряет жесткость передняя часть кузова в районе подвески, возможно отваливается балка или стабилизатор поперечной устойчивости
- Второй вариант, когда лонжерон вроде и не дырявый, но вырвались шпильки, которые крепят балку к лонжерону.
- Третья проблема – это усталость лонжерона в месте крепления рулевой колонки, при вилянии рулем шевелится корпус колонки.
Вариантов два, а решение одно – замена переднего лонжерона ВАЗ своими руками. Практикой проверено, что заменять весь лонжерон не обязательно, достаточно заменить большую часть, если например, вырвалась балка с лонжерона, то достаточно заменить переднюю часть лонжерона длинной 10 – 20 см за шпильки крепления балки.
Такой вариант замены менее проблематичен и подходит для рядового пользователя, он дает меньше проблем, так как при замене целого лонжерона понадобится снимать ковровое покрытие салона, производить сваривание лонжерона снизу, в месте соединения с хлыстом. Да и работать там не особо удобно, я уже заменил более 10 лонжеронов по частям – проблем не возникло ни с одним автомобилем, главной причиной обращения на замену лонжерона — вырвались шпильки, которые крепят балку.
Если у вас проблема в том месте лонжерона, где крепится рулевая колонка, то тут уж полной замены не избежать. Я бы рекомендовал при замене лонжерона по этой причине также увеличить жесткость брызговика.
Замена переднего лонжерона на классике своими руками
История этого ремонта проста, молодой парень – старая машина и как следствие быстрая езда по неровностям, старенький и слабенький лонжерон не выдержал, шпильки вылезли, балка переломалась. Но ехали до последнего, пострадал и подкрылок.
Подвеска ушла назад
Балка развалилась
Трещина на лонжероне
Трещина на балке
Колесо протерло подкрылок и немного метал
Замену стоит начинать с разборки подвески, отпускания крепления балки. Ах да, совсем забыл сказать, я производил замену лонжерона при снятом двигателе, так как он также ремонтировался, но замена передних лонжеронов реальна и без снятия двигателя с авто, возможно для этого придется снять масляный фильтр, а также штаны выхлопной системы.
Как видно на фото выше, я разобрал подвеску с правой стороны, снял стабилизатор поперечной устойчивости, с левой стороны просто сбил ось нижнего рычага с балки, не выбивая опор и не разбирая подвеску. Далее я отсверлил/отрезал старый лонжерон, точнее его кусок.
После демонтажа старого лонжерона, я немного подварил брызговик, новый лонжерон был обрезан по нужной длинне, я всегда варю его в нахлест, хоть и заметно место ремонта (хотя можно отшпаклевать), зато держится все очень надежно, так как сварка производится через просверленные отверстия, а также по стыку (это касается стыка нового и старого лонжерона).
Новый, отрезанный лонжерон
Спасибо за подписку!
Просверлены отверстия для приваривания
Примерка лонжерона
Стык необходимо зачистить и качественно проварить
При подгонке нового лонжерона, очень важно, чтобы совпало отверстие под болт, который крепит балку сверху. Этот болт является ориентиром правильности установки лонжерона вперед-назад. Если не доверяете, то можете замерить расположение лонжерона иными способами, например, замерять все по кузовным размерам.
После того, как вы точно выставите лонжерон, можно его приваривать, как видно на фото лонжерон я насверлил, через эти отверстия он будет приварен к брызговику. В месте соединения, я также накладываю полоску металла на проваренный стык, шириной около 10 см, что также направлено на усиление шва.
Хочу отметить, что подобный ремонт проводился не один раз, ни одного обращения по этому поводу не поступало!
Крылья (Часть первая)
Конфигурации крыла
Крылья — это аэродинамические поверхности, которые при быстром движении по воздуху создают подъемную силу. Они бывают разных форм и размеров. Конструкция крыла может изменяться для обеспечения определенных желаемых летных характеристик. Управление на различных рабочих скоростях, величина создаваемой подъемной силы, баланс и устойчивость — все это изменяется по мере изменения формы крыла. И передняя кромка, и задняя кромка крыла могут быть прямыми или изогнутыми, или одна кромка может быть прямой, а другая изогнутой.Один или оба края могут быть скошенными, так что крыло на вершине уже, чем у основания, где оно соединяется с фюзеляжем. Кончик крыла может быть квадратным, закругленным или даже заостренным. На рис. 1-19 показан ряд типичных форм передней и задней кромки крыла.
Рисунок 1-19. Различная форма конструкции крыла дает разную производительность. [нажмите, чтобы увеличить]Крылья самолета могут быть прикреплены к фюзеляжу вверху, в середине фюзеляжа или внизу. Они могут проходить перпендикулярно горизонтальной плоскости фюзеляжа или могут слегка наклоняться вверх или вниз.Этот угол известен как двугранный угол крыла. Двугранный угол влияет на поперечную устойчивость самолета. На рис. 1-20 показаны некоторые общие точки крепления крыла и двугранный угол.
Рисунок 1-20. Точки крепления крыла и двугранность крыла.Конструкция крыла
Крылья самолета предназначены для подъема его в воздух. Их конкретная конструкция для любого данного самолета зависит от ряда факторов, таких как размер, вес, использование самолета, желаемая скорость в полете и при посадке, а также желаемая скорость набора высоты.Крылья самолета обозначаются как левое и правое, что соответствует левой и правой сторонам оператора, сидящего в кабине. [Рисунок 1-21] Рисунок 1-21. «Левая» и «правая» на самолете ориентированы на перспективу пилота, сидящего в кабине. [щелкните изображение для увеличения] Часто крылья имеют полностью консольную конструкцию. Это означает, что они построены так, что не требуется никаких внешних распорок. Они поддерживаются изнутри конструктивными элементами, которым помогает обшивка самолета. В крыльях других самолетов используются внешние подкосы или тросы для поддержки крыла и несения аэродинамических и посадочных нагрузок.Опорные тросы и стойки крыла обычно изготавливаются из стали. Многие стойки и их крепежные детали имеют обтекатели для уменьшения сопротивления. Короткие, почти вертикальные опоры, называемые распорками, находятся на распорках, которые крепятся к крыльям на большом расстоянии от фюзеляжа. Это служит для подавления движения и колебаний стойки, вызванных воздухом, обтекающим стойку в полете. На рис. 1-22 показаны образцы крыльев, использующих внешние распорки, также известные как крылья полукантилевера. Также показаны консольные крылья, построенные без внешних распорок.
Рисунок 1-22. Крылья с внешними подкосами, также называемые полупрозрачными крыльями, имеют тросы или распорки для поддержки крыла. Полностью свободнонесущие крылья не имеют внешних связей и поддерживаются изнутри. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Алюминий — самый распространенный материал для изготовления крыльев, но это может быть дерево, покрытое тканью, а иногда и магниевый сплав. Более того, современные самолеты стремятся использовать более легкие и прочные материалы в конструкции планера и крыла.Существуют крылья, полностью сделанные из углеродного волокна или других композитных материалов, а также крылья, сделанные из комбинации материалов, обеспечивающих максимальную прочность и вес.Внутренние конструкции большинства крыльев состоят из лонжеронов и стрингеров, идущих по размаху, и нервюр и шпангоутов или переборок, идущих по хорде (от передней кромки к задней кромке). Лонжероны являются основными конструктивными элементами крыла. Они выдерживают все распределенные нагрузки, а также сосредоточенные веса, такие как фюзеляж, шасси и двигатели.Обшивка, прикрепленная к конструкции крыла, несет часть нагрузок, возникающих во время полета. Он также передает напряжения на нервюры крыла. Ребра, в свою очередь, передают нагрузки на лонжероны крыла. [Рисунок 1-23] Рисунок 1-23. Номенклатура конструкции крыла. [щелкните изображение, чтобы увеличить] В целом конструкция крыла основана на одной из трех основных конструкций:
1. Monospar
2. Multispar
3. Коробчатая балка
Модификации этих базовых конструкций могут быть приняты различными производителями.
Односкатное крыло включает в себя только один основной продольный или размах крыльев. Ребра или переборки придают аэродинамический профиль необходимого контура или формы. Хотя строго моношерстное крыло не является распространенным явлением, иногда используется этот тип конструкции, модифицированный добавлением ложных лонжеронов или легких поперечных перемычек вдоль задней кромки для поддержки рулевых поверхностей.
Многошпиндельное крыло включает в себя более одного главного продольного элемента в своей конструкции. Чтобы придать крылу контур, часто включают нервюры или переборки.
В конструкции крыла коробчатой балки используются два основных продольных элемента с соединительными переборками для придания дополнительной прочности и придания контура крылу. [Рисунок 1-24] Гофрированный лист может быть помещен между переборками и гладкой внешней обшивкой, чтобы крыло могло лучше выдерживать нагрузки растяжения и сжатия. В некоторых случаях гофрированные листы заменяют тяжелые продольные ребра жесткости. Иногда используется комбинация гофрированных листов на верхней поверхности крыла и ребер жесткости на нижней поверхности.В самолетах авиатранспортной категории часто используется конструкция крыла с коробчатой балкой.
Рисунок 1-24. Коробчатая балочная конструкция. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Лонжероны крылаЛонжероны являются основными конструктивными элементами крыла. Они соответствуют лонжеронам фюзеляжа. Они проходят параллельно боковой оси самолета, от фюзеляжа к законцовке крыла, и обычно прикрепляются к фюзеляжу с помощью арматуры крыла, гладких балок или фермы.
Лонжероны могут изготавливаться из металла, дерева или композитных материалов в зависимости от критериев конструкции конкретного самолета.Деревянные лонжероны обычно делают из ели. В целом их можно разделить на четыре различных типа по конфигурации поперечного сечения. Как показано на рис. 1-25, они могут быть (A) сплошными, (B) коробчатой, (C) частично полой или (D) в виде двутавровой балки. Для повышения прочности часто применяется ламинация лонжеронов из массива дерева. Ламинированная древесина также встречается в лонжеронах коробчатой формы. Из лонжерона на Рисунке 1-25E был удален материал для уменьшения веса, но он сохраняет прочность прямоугольного лонжерона. Как можно видеть, большинство лонжеронов крыла в основном имеют прямоугольную форму с большим размером поперечного сечения, ориентированным вверх и вниз в крыле.
Рисунок 1-25. Типичные сечения деревянных лонжеронов крыла. [нажмите, чтобы увеличить] В настоящее время большинство производимых самолетов имеют лонжероны крыла, изготовленные из цельного экструдированного алюминия или алюминиевых профилей, склепанных вместе, чтобы сформировать лонжерон. Более широкое использование композитов и комбинирование материалов должно заставить пилотов бдительно относиться к лонжеронам крыльев, сделанным из самых разных материалов. На Рисунке 1-26 показаны примеры поперечного сечения металлического лонжерона крыла. Рисунок 1-26. Примеры форм металлических лонжеронов крыла. [щелкните изображение, чтобы увеличить] В лонжероне двутавровой балки верх и низ двутавра называются заглушками, а вертикальное сечение называется стенкой.Лонжерон целиком может быть изготовлен методом экструзии из цельного куска металла, но часто его изготавливают из нескольких профилей или углов. Перегородка составляет основную глубину лонжерона, и к ней прикрепляются полосы крышки (выступы, профилированные углы или фрезерованные участки). Вместе эти элементы несут нагрузки, вызванные изгибом крыльев, а колпачки служат основой для крепления обшивки. Хотя формы лонжерона на Рисунке 1-26 являются типичными, фактические конфигурации лонжеронов крыла могут принимать разные формы. Например, стенка лонжерона может быть пластиной или фермой, как показано на Рисунке 1-27.Его можно было построить из легких материалов с использованием вертикальных ребер жесткости для повышения прочности. [Рисунок 1-28] Рисунок 1-27. Ферменный лонжерон крыла Рисунок 1-28. Лонжерон крыла пластинчатый с вертикальными ребрами жесткости.Он также может не иметь ребер жесткости, но может содержать фланцевые отверстия для уменьшения веса, но сохранения прочности. Некоторые металлические и композитные лонжероны крыла сохраняют концепцию двутавровой балки, но используют стенку синусоидальной волны. [Рисунок 1-29] Рисунок 1-29. Синусоидальный лонжерон крыла может быть изготовлен из алюминия или композитных материалов.
Кроме того, существует безопасная конструкция лонжеронов. Отказоустойчивость означает, что в случае выхода из строя одного элемента сложной структуры какая-либо другая часть структуры принимает на себя нагрузку отказавшего элемента и позволяет продолжать работу. Лонжерон с отказоустойчивой конструкцией показан на Рисунке 1-30. Этот лонжерон состоит из двух частей. Верхняя часть состоит из крышки, приклепанной к верхней пластине. Нижняя часть представляет собой единый профиль, состоящий из нижней крышки и перегородки. Эти две секции соединены вместе, образуя лонжерон.Если одна из секций лонжерона этого типа сломается, другая секция все равно сможет нести нагрузку. Это функция защиты от сбоев.
Рисунок 1-30. Безотказный лонжерон с клепаным лонжероном.Крыло, как правило, имеет два лонжерона. Один лонжерон обычно расположен около передней части крыла, а другой примерно на двух третях расстояния до задней кромки крыла. Независимо от типа, лонжерон — самая важная часть крыла. Когда другие конструктивные элементы крыла подвергаются нагрузке, большая часть возникающих напряжений передается на лонжерон крыла.
В конструкции крыла обычно используются ложные лонжероны. Они представляют собой лонжероны, похожие на лонжероны, но не проходят по всей длине крыла по размаху. Часто они используются как точки крепления шарниров для рулевых поверхностей, таких как лонжерон элеронов.
Рекомендует бортмеханик
Конструкция крыла самолета
крылья
Конструкция крыла в основном одинаковая во всех типы самолетов. Большинство современных самолетов имеют полностью металлические крылья, но многие старые. Самолет имел деревянное и тканевое крыло.Элероны и закрылки будут изучены позже. эта глава.
рис. 1-5 конструкция крыла из дерева и ткани
Чтобы сохранить свою важнейшую аэродинамическую форму, крыло должно быть спроектированным и изготовленным так, чтобы сохранять форму даже в условиях экстремальной нагрузки. В основном, крыло представляет собой каркас, состоящий в основном из лонжеронов, нервюр и (возможно) стрингеры (см. рисунок 1-5). Лонжероны являются основными членами крыла. Они простираться вдоль крыла (поперек фюзеляжа). Вся нагрузка перенесена к крылу в конечном итоге берется лонжерон.В полете сила воздуха действует против кожи. От кожи эта сила передается на ребра и потом к лонжеронам.
Большинство конструкций крыльев имеют два лонжероны, передний лонжерон и задний лонжерон. Передний лонжерон находится возле передняя кромка, а задний лонжерон составляет примерно две трети расстояния до задний край. В зависимости от конструкции полетных нагрузок некоторые из цельнометаллические крылья имеют целых пять лонжеронов. Помимо основных лонжеронов, есть представляет собой короткий конструктивный элемент, который называется лонжероном элеронов.
Ребра — это части крыла, которые поддерживают покрытие и обеспечивают форму аэродинамического профиля. Эти ребра называются формирующие ребра. и их основная цель — придать форму. Некоторые могут иметь дополнительная цель напряжения полета подшипника, и они называются сжатием ребра.
Самые простые конструкции крыльев будет встречаться на легких гражданских самолетах. Высоконадежные типы военной авиации будет иметь самую сложную и прочную конструкцию крыла.
рис. 1-6 крепления крыла и фюзеляжа
Три системы используются для определения того, как крылья крепятся к фюзеляжу самолета в зависимости от прочности крыла внутренняя структура.Самая прочная конструкция крыла — это полная консоль, которая крепится непосредственно к фюзеляжу и не имеет каких-либо внешних, несущие конструкции. Полукантилевер обычно имеет один, а может и два, поддерживающие тросы или подкосы, прикрепленные к каждому крылу и фюзеляжу. В крыло с внешними подкосами типично для биплана (два крыла расположены одно над прочее) со стойками, летучими и посадочными тросами (см. рисунок 1-6).
Для предоставления боковых устойчивость к самолету, крылья могут быть наклонены вверх от фюзеляжа в сторону законцовок крыла.Это называется двугранным. Некоторые крылья могут быть наклонены противоположный способ, который называется «анедедон» и позволяет самолету быть очень маневренный, необходимый для военных или пилотажных самолетов.
Крылья — авиационные конструкции | Авиационные системы
Крылья — это аэродинамические поверхности, которые при быстром движении по воздуху создают подъемную силу. Они бывают разных форм и размеров. Конструкция крыла может изменяться для обеспечения определенных желаемых летных характеристик.Управление на различных рабочих скоростях, величина создаваемой подъемной силы, баланс и устойчивость — все это изменяется по мере изменения формы крыла. И передняя кромка, и задняя кромка крыла могут быть прямыми или изогнутыми, или одна кромка может быть прямой, а другая изогнутой. Один или оба края могут быть скошенными, так что крыло на вершине уже, чем у основания, где оно соединяется с фюзеляжем. Кончик крыла может быть квадратным, закругленным или даже заостренным. На рис. 1 показан ряд типичных форм передней и задней кромки крыла.
Конструкция крыла
Крылья самолета предназначены для подъема его в воздух. Их конкретная конструкция для любого данного самолета зависит от ряда факторов, таких как размер, вес, использование самолета, желаемая скорость в полете и при посадке, а также желаемая скорость набора высоты. Крылья самолета обозначаются как левое и правое, что соответствует левой и правой сторонам оператора, сидящего в кабине. [Рисунок 3]
Рисунок 3. «Слева» и «справа» на самолете ориентированы в перспективе пилота, сидящего в кабине |
Часто крылья имеют полностью свободнонесущую конструкцию. Это означает, что они построены так, что не требуется никаких внешних распорок. Они поддерживаются изнутри конструктивными элементами, которым помогает обшивка самолета. В крыльях других самолетов используются внешние подкосы или тросы для поддержки крыла и несения аэродинамических и посадочных нагрузок.Опорные тросы и стойки крыла обычно изготавливаются из стали. Многие стойки и их крепежные детали имеют обтекатели для уменьшения сопротивления. Короткие, почти вертикальные опоры, называемые распорками, находятся на распорках, которые крепятся к крыльям на большом расстоянии от фюзеляжа. Это служит для подавления движения и колебаний стойки, вызванных воздухом, обтекающим стойку в полете. На рис. 4 показаны образцы крыльев, использующих внешние распорки, также известные как крылья полукантилевера. Также показаны консольные крылья, построенные без внешних распорок.
Рис. 4. Крылья с внешними подкосами, также называемые полукантилеверными крыльями, имеют тросы или распорки для поддержки крыла. Полностью свободнонесущие крылья не имеют внешних распорок и поддерживаются изнутри |
Алюминий является наиболее распространенным материалом для изготовления крыльев, но это может быть дерево, покрытое тканью, а иногда и магниевый сплав.Более того, современные самолеты стремятся использовать более легкие и прочные материалы в конструкции планера и крыла. Существуют крылья, полностью сделанные из углеродного волокна или других композитных материалов, а также крылья, сделанные из комбинации материалов, обеспечивающих максимальную прочность и вес.
Внутренние конструкции большинства крыльев состоят из лонжеронов и стрингеров, идущих по размаху, и нервюр и шпангоутов или переборок, идущих по хорде (от передней кромки к задней кромке). Лонжероны являются основными конструктивными элементами крыла.Они выдерживают все распределенные нагрузки, а также сосредоточенные веса, такие как фюзеляж, шасси и двигатели. Обшивка, прикрепленная к конструкции крыла, несет часть нагрузок, возникающих во время полета. Он также передает напряжения на нервюры крыла. Ребра, в свою очередь, передают нагрузки на лонжероны крыла. [Рисунок 5]
Рисунок 5. Номенклатура конструкции крыла |
В целом конструкция крыла основана на одном из трех основных проектов:
- Моношар
- Мультиспар
- Коробчатая балка
Модификации этих базовых конструкций могут быть приняты различными производителями.
Одношарговое крыло включает в себя только один основной продольный или размах крыльев. Ребра или переборки придают профилю необходимый контур или форму. Хотя строго моношерстное крыло не является распространенным явлением, иногда используется этот тип конструкции, модифицированный добавлением ложных лонжеронов или легких поперечных перемычек вдоль задней кромки для поддержки рулевых поверхностей.
Многоступенчатое крыло включает в себя более одного главного лонжерона в своей конструкции. Чтобы придать крылу контур, часто включают нервюры или переборки.
В конструкции крыла коробчатого типа используются две основные лонжероны с соединительными переборками для придания дополнительной прочности и придания крылу контура. [Рис. 6] Гофрированный лист может быть помещен между переборками и гладкой внешней обшивкой, чтобы крыло могло лучше выдерживать нагрузки растяжения и сжатия. В некоторых случаях гофрированные листы заменяют тяжелые продольные ребра жесткости. Иногда используется комбинация гофрированных листов на верхней поверхности крыла и ребер жесткости на нижней поверхности.В самолетах авиатранспортной категории часто используется конструкция крыла с коробчатой балкой.
Рисунок 6. Конструкция коробчатой балки |
Лонжероны крыла
Лонжероны являются основными конструктивными элементами крыла. Они соответствуют лонжеронам фюзеляжа. Они проходят параллельно боковой оси самолета, от фюзеляжа к законцовке крыла, и обычно прикрепляются к фюзеляжу с помощью арматуры крыла, гладких балок или фермы.
Лонжероны могут быть изготовлены из металла, дерева или композитных материалов в зависимости от критериев конструкции конкретного самолета. Деревянные лонжероны обычно делают из ели. В целом их можно разделить на четыре различных типа по конфигурации поперечного сечения. Как показано на рисунке 7, они могут быть (A) сплошными, (B) коробчатой, (C) частично полой или (D) в виде двутавровой балки. Для увеличения прочности часто применяют ламинацию лонжеронов из массива дерева. Ламинированная древесина также встречается в лонжеронах коробчатой формы.Из лонжерона на Рисунке 7E был удален материал для уменьшения веса, но он сохраняет прочность прямоугольного лонжерона. Как можно видеть, большинство лонжеронов крыла в основном имеют прямоугольную форму с большим размером поперечного сечения, ориентированным вверх и вниз в крыле.
Рис. 7. Типичные поперечные сечения деревянного лонжерона крыла |
В настоящее время большинство производимых самолетов имеют лонжероны крыла, изготовленные из цельного экструдированного алюминия или алюминиевых профилей, склепанных вместе для образования лонжерона.Более широкое использование композитов и комбинирование материалов должно заставить пилотов бдительно относиться к лонжеронам крыльев, сделанным из самых разных материалов. На рисунке 8 показаны примеры металлических поперечных сечений лонжеронов крыла.
Рис. 8. Примеры металлических форм лонжеронов крыла |
В лонжероне двутавровой балки верх и низ двутавра называют заглушками, а вертикальное сечение — стенкой. Лонжерон целиком может быть изготовлен методом экструзии из цельного куска металла, но часто его изготавливают из нескольких профилей или углов.Перегородка составляет основную глубину лонжерона, и к ней прикрепляются полосы крышки (выступы, профилированные углы или фрезерованные участки). Вместе эти элементы несут нагрузки, вызванные изгибом крыльев, а колпачки служат основой для крепления обшивки. Хотя формы лонжерона на Рисунке 8 являются типичными, фактические конфигурации лонжеронов крыла могут принимать разные формы. Например, стенка лонжерона может представлять собой пластину или ферму, как показано на рисунке 9. Она может быть изготовлена из легких материалов с использованием вертикальных ребер жесткости для повышения прочности.[Рисунок 10]
Рисунок 9. Ферменный лонжерон крыла |
Рисунок 10. Пластинчатый лонжерон крыла с вертикальными ребрами жесткости |
Он также может не иметь ребер жесткости, но может содержать фланцевые отверстия для уменьшения веса, но сохранения прочности. Некоторые металлические и композитные лонжероны крыла сохраняют концепцию двутавровой балки, но используют стенку синусоидальной волны.[Рисунок 11]
Рис. 11. Синусоидальный лонжерон крыла может быть изготовлен из алюминия или композитных материалов |
Кроме того, существует безотказный веб-дизайн лонжеронов. Отказоустойчивость означает, что в случае выхода из строя одного элемента сложной структуры какая-либо другая часть структуры принимает на себя нагрузку отказавшего элемента и позволяет продолжать работу. Лонжерон с отказоустойчивой конструкцией показан на рисунке 12.Этот лонжерон состоит из двух частей. Верхняя часть состоит из крышки, приклепанной к верхней пластине. Нижняя часть представляет собой единый профиль, состоящий из нижней крышки и перегородки. Эти две секции соединены вместе, образуя лонжерон. Если одна из секций лонжерона этого типа сломается, другая секция все равно сможет нести нагрузку. Это функция защиты от сбоев.
Рис. 12. Отказоустойчивый лонжерон с заклепанной стенкой лонжерона |
Как правило, у крыла два лонжерона.Один лонжерон обычно расположен около передней части крыла, а другой примерно на двух третях расстояния до задней кромки крыла. Независимо от типа, лонжерон — самая важная часть крыла. Когда другие конструктивные элементы крыла подвергаются нагрузке, большая часть возникающих напряжений передается на лонжерон крыла.
В конструкции крыла обычно используются ложные лонжероны. Они представляют собой лонжероны, похожие на лонжероны, но не проходят по всей длине крыла по размаху. Часто они используются как точки крепления шарниров для рулевых поверхностей, таких как лонжерон элеронов.
Ребра крыла
Нервюры представляют собой структурные поперечины, которые в сочетании с лонжеронами и стрингерами составляют каркас крыла. Обычно они простираются от передней кромки крыла до заднего лонжерона или до задней кромки крыла. Неровности придают крылу изогнутую форму и передают нагрузку от обшивки и стрингеров на лонжероны. Подобные нервюры также используются в элеронах, рулях высоты, рулях направления и стабилизаторах.
Ребра крыла обычно изготавливаются из дерева или металла.Самолеты с деревянными лонжеронами крыла могут иметь деревянные или металлические нервюры, в то время как большинство самолетов с металлическими лонжеронами имеют металлические нервюры. Деревянные ребра обычно изготавливаются из ели. Три наиболее распространенных типа деревянных ребер — это фанерное полотно, облегченное фанерное полотно и фермы. Из этих трех типов фермы являются наиболее эффективными, поскольку они прочные и легкие, но также являются наиболее сложными в строительстве.
На рис. 13 показаны ребра стенки деревянной фермы и облегченное ребро стенки фанеры. Деревянные ребра имеют заглушку ребра или полоску, закрепленную по всему периметру ребра.Обычно он изготавливается из того же материала, что и само ребро. Крышка нервюры придает жесткость и укрепляет нервюру и обеспечивает поверхность крепления обшивки крыла. На Фигуре 13A показано поперечное сечение нервюры крыла с перегородкой ферменного типа. Темные прямоугольные секции — это лонжероны переднего и заднего крыла. Обратите внимание, что для усиления фермы используются косынки. На рисунке 13B показано ребро стенки фермы с непрерывной косынкой. Он обеспечивает большую поддержку всего ребра при очень небольшом дополнительном весе.Сплошная вставка придает жесткости полосе колпачка в плоскости выступа. Это помогает предотвратить коробление и помогает улучшить стыки ребер и кожи в местах приклеивания гвоздей. Такое ребро может лучше противостоять движущей силе гвоздей, чем другие типы.
Рис. 13. Примеры деревянных нервюр на крыльях |
Ребро крыла может также называться гладким нервюром или основным нервюром. Ребра крыла со специальным расположением или функциями получают имена, отражающие их уникальность. Например, нервюры, расположенные полностью впереди переднего лонжерона, которые используются для придания формы и усиления передней кромки крыла, называются носовыми нервюрами или ложными нервюрами.Ложные нервюры — это нервюры, которые не охватывают всю хорду крыла, то есть расстояние от передней кромки до задней кромки крыла. Стыковые нервюры крыла можно найти на внутренней кромке крыла, где крыло крепится к фюзеляжу. В зависимости от расположения и способа крепления стыковое ребро может также называться ребром переборки или ребром сжатия, если оно предназначено для восприятия сжимающих нагрузок, которые стремятся сблизить лонжероны крыла.
Поскольку ребра слабы в поперечном направлении, они усилены в некоторых крыльях лентами, которые вплетены над и под секциями ребер для предотвращения бокового изгиба ребер.В крыле также могут быть натянутые и антипробуксовочные тросы. На рисунке 14 они показаны перекрещенными между лонжеронами, образующими ферму, которая противодействует силам, действующим на крыло в направлении хорды крыла. Эти натяжные тросы также называются стяжными шпильками. Проволока, предназначенная для противодействия обратным силам, называется волочильной проволокой; проволока для предотвращения торможения сопротивляется силам, действующим в направлении хорды. На рисунке 14 показаны структурные компоненты базового деревянного крыла.
Рисунок 14.Основная деревянная конструкция крыла и компоненты |
На внутреннем конце лонжеронов крыла имеется приспособление для крепления крыла, как показано на рисунке 14. Они обеспечивают надежный и надежный метод крепления крыла к фюзеляжу. Граница между крылом и фюзеляжем часто закрывается обтекателем, чтобы обеспечить плавный воздушный поток в этой области. Обтекатель (и) можно снять для доступа к деталям крепления крыла. [Рисунок 15]
Рисунок 15. Корневые обтекатели крыла обеспечивают плавный воздушный поток и скрывают детали крепления крыла |
Законцовка крыла часто представляет собой съемный блок, прикрепляемый болтами к внешнему концу панели крыла. Одна из причин этого — уязвимость законцовок крыла к повреждениям, особенно во время наземного обслуживания и руления. На рисунке 16 показана съемная законцовка крыла большого самолета. Остальные разные. Конструкция крыла изготовлена из алюминиевого сплава. Крышка законцовки крыла прикреплена к законцовке с помощью винтов с потайной головкой и прикреплена к конструкции с межшпончатым соединением в четырех точках с помощью болтов диаметром ¼ дюйма.Чтобы предотвратить образование льда на передней кромке крыльев больших самолетов, горячий воздух от двигателя часто направляется через переднюю кромку от основания крыла к законцовке крыла. Жалюзи на верхней поверхности законцовки крыла позволяют выпускать теплый воздух за борт. Габаритные огни крыла расположены в центре носовой части и не видны непосредственно из кабины. В качестве индикатора того, что световой сигнал на законцовке крыла работает, некоторые законцовки крыла оснащены стержнем Lucite для передачи света на переднюю кромку.
Рис. 16. Съемный металлический наконечник крыла |
Крыло обшивки
Часто обшивка крыла предназначена для того, чтобы нести часть полетных и наземных нагрузок в сочетании с лонжеронами и нервюрами. Это известно как дизайн с подчеркнутой кожей. Цельнометаллическая, полностью свободная секция крыла, показанная на Рисунке 17, показывает структуру одной из таких конструкций. Отсутствие дополнительных внутренних или внешних распорок требует, чтобы кожа разделяла часть нагрузки.Обратите внимание, что кожа стала жесткой, чтобы облегчить эту функцию.
Рис. 17. Обшивка является неотъемлемой несущей частью конструкции напряженной обшивки |
Топливо часто находится внутри крыльев самолетов с напряженной обшивкой. Стыки в крыле могут быть герметизированы специальным топливостойким герметиком, позволяющим хранить топливо непосредственно внутри конструкции. Это известно как «мокрое крыло».В качестве альтернативы внутри крыла может быть размещен баллон или топливный бак. На рисунке 18 показан профиль крыла со структурной конструкцией коробчатой балки, такой как тот, который можно найти в самолетах транспортной категории. Эта структура увеличивает прочность при одновременном снижении веса. Правильная герметизация конструкции позволяет хранить топливо в коробчатых секциях крыла.
Рис. 18. Топливо часто бывает на крыльях |
Обшивка крыла самолета может быть изготовлена из самых разных материалов, таких как ткань, дерево или алюминий.Но не всегда используется один тонкий лист материала. Химически фрезерованная алюминиевая обшивка позволяет получать обшивку различной толщины.
На самолетах с крылом с напряженной обшивкой панели крыла с сотовой структурой часто используются в качестве обшивки. Сотовая структура состоит из основного материала, напоминающего соты пчелиного улья, которые ламинированы или зажаты между тонкими листами внешней оболочки. На рисунке 19 показаны сотовые панели и их компоненты. Сформированные таким образом панели легкие и очень прочные.Они имеют множество применений в самолетах, например, панели пола, переборки и поверхности управления, а также панели обшивки крыла. На рисунке 20 показано расположение панелей крыла сотовой конструкции на реактивном транспортном самолете.
Рис. 19. Сотовая панель является основным элементом авиастроения. Сердечники могут быть постоянной толщины (A) или конусными (B). Ячеистые панели с коническим сердечником часто используются в качестве поверхностей управления полетом и задней кромки крыла |
Рисунок 20.Сотовая конструкция крыла большого реактивного транспортного самолета |
Сотовая панель может быть изготовлена из самых разных материалов. Соты с алюминиевым сердечником и алюминиевой внешней обшивкой являются обычным явлением. Но сотовые конструкции, в которых сердцевиной является волокно Arimid®, а внешние листы покрыты Phenolic®, также являются обычным явлением. Фактически, существует множество других комбинаций материалов, таких как те, которые используют стекловолокно, пластик, Nomex®, Kevlar® и углеродное волокно. Каждая сотовая структура обладает уникальными характеристиками в зависимости от используемых материалов, размеров и технологий производства.На рисунке 21 показана вся передняя кромка крыла, образованная сотовой структурой.
Рис. 21. Передняя кромка крыла, сформированная из сотового материала , прикрепленная к алюминиевой лонжеронной конструкции |
Гондолы
Гондолы (иногда называемые «гондолами») представляют собой обтекаемые корпуса, используемые в основном для размещения двигателя и его компонентов. Обычно они имеют круглый или эллиптический профиль для ветра, что снижает аэродинамическое сопротивление.На большинстве одномоторных самолетов двигатель и гондола находятся в передней части фюзеляжа. На многомоторных самолетах гондолы двигателей встроены в крылья или прикреплены к фюзеляжу на оперении (хвостовой части). Иногда многодвигательный самолет проектируется с гондолой, расположенной на одной линии с фюзеляжем в кормовой части пассажирского салона. Независимо от местоположения гондола содержит двигатель и вспомогательное оборудование, опоры двигателя, конструктивные элементы, брандмауэр, а также обшивку и кожух снаружи для защиты гондолы от ветра.
Некоторые самолеты имеют гондолы, предназначенные для размещения шасси в убранном состоянии. Убирание шасси для уменьшения сопротивления ветру является стандартной процедурой на высокопроизводительных / высокоскоростных самолетах. Колесная арка — это место крепления и складывания шасси в убранном состоянии. Колесные арки могут быть расположены в крыльях и / или фюзеляже, если они не являются частью гондолы. На рис. 22 показана гондола двигателя с шасси и колесной аркой, проходящей в корень крыла.
Рисунок 22. Колесные арки в гондоле двигателя крыла с опускающейся шестерней (врезка) |
Каркас гондолы обычно состоит из конструктивных элементов, аналогичных элементам фюзеляжа. Продольные элементы, такие как лонжероны и стрингеры, в сочетании с горизонтальными / вертикальными элементами, такими как кольца, шпангоуты и переборки, придают гондоле ее форму и структурную целостность.Встроенный брандмауэр изолирует моторный отсек от остальной части самолета. По сути, это переборка из нержавеющей стали или титана, которая сдерживает возгорание в пределах гондолы, а не позволяет ему распространяться по планеру. [Рисунок 23]
Рис. 23. Брандмауэр гондолы двигателя |
Подушки двигателя также находятся в гондоле. Это конструктивные узлы, к которым крепится двигатель.Обычно они изготавливаются из труб из хромомолибденовой стали в легких самолетах и из кованых узлов из хрома / никеля / молибдена в более крупных самолетах. [Рисунок 24]
Рис. 24. Различные опоры авиационного двигателя |
Под капотом понимаются съемные панели, закрывающие те области, в которые необходимо регулярно получать доступ, например двигатель и его аксессуары. Он разработан для обеспечения плавного обдува гондолы и защиты двигателя от повреждений. Панели обтекателя обычно изготавливаются из алюминиевого сплава. Однако нержавеющая сталь часто используется в качестве внутренней обшивки в кормовой части силовой части, а также для створок капота и около отверстий створок капота.Он также используется для каналов маслоохладителя. Заслонки капота — это подвижные части капота гондолы, которые открываются и закрываются для регулирования температуры двигателя.
Существует множество конструкций капота двигателя. На рис. 25 в разобранном виде показаны части капота двигателя с горизонтальной опорой легкого самолета. Он крепится к гондоле с помощью винтов и / или быстросъемных креплений. Некоторые большие поршневые двигатели закрыты кожухами «апельсиновой корки», которые обеспечивают отличный доступ к компонентам внутри гондолы.[Рис. 26] Эти панели кожуха прикреплены к переднему брандмауэру с помощью кронштейнов, которые также служат петлями для открывания кожуха. Нижние крепления кожуха крепятся к кронштейнам шарниров с помощью быстросъемных штифтов. Боковые и верхние панели удерживаются открытыми стержнями, а нижняя панель удерживается в открытом положении пружиной и тросом. Все панели обтекателя заблокированы в закрытом положении стальными защелками, расположенными по центру, которые фиксируются в закрытом положении подпружиненными предохранительными защелками.
Spars-The Heart of the Wing
Я встретил свой первый лонжерон крыла, когда мне было 13 лет.Я присоединился к группе мальчиков, которые собирались в FBO, чтобы восстановить пару J-3 Cubs — владелец FBO получил бесплатную рабочую силу, а мы получили образование, которое в конечном итоге включало уроки полета, что было беспроигрышным для всех. В ту первую ночь мне вручили кисть и банку лака для лонжерона и сказали покрыть эту длинную деревянную плиту. Это было сердце крыла J-3, которым мы в конечном итоге должны были летать. На мой взгляд, она выглядела как длинная доска, но мне сказали, что она произведена из особого сорта дерева — ситкинской ели, известной своими длинными, прямыми и однородными волокнами.Мне это показалось красивым, но потребовалось еще много лет, чтобы построить самолеты и учиться на авиационного инженера, чтобы действительно понять, насколько особенным на самом деле является главный лонжерон крыла. Это больше, чем просто место для крепления ребер — это ядро конструкции, поддерживающей полет.
Мы собираемся начать эту серию из трех частей, посвященных лонжеронам, с обсуждения нагрузок, воспринимаемых лонжеронами, их конструкции и способов использования различных материалов для изготовления различных типов лонжеронов.В следующих статьях мы рассмотрим конструкцию лонжеронов для типичного цельнометаллического крыла — в данном случае основных лонжеронов для мотоплана Xenos, хорошего примера типичного металлического лонжерона с множеством различных компонентов, работающих вместе, чтобы сформировать единое целое Блок. Мы покажем, как соединяется лонжерон и как различные компоненты работают вместе, чтобы выдерживать полетные нагрузки на длинные тонкие крылья планера. Эти статьи должны дать вам понимание, необходимое для принятия решения о том, хотите ли вы строить собственные лонжероны или покупать их в собранном виде, что сегодня является обычным вариантом для комплектных самолетов.
Один из лонжеронов мотоплана Xenos. Обратите внимание на Т-образную форму — вертикальная часть сопрягается с лонжероном, а прочность находится в пределах верхней части буквы «Т».
Изгибающие оси
Большинство крыльев, с которыми вы встретитесь, имеют один главный лонжерон, а также задний лонжерон меньшего размера. Они действуют вместе, вместе с нервюрами и стойками, чтобы создать жесткий, прочный, но легкий космический каркас, который поддерживает самолет в полете. Главный лонжерон сопротивляется изгибу, прежде всего, в направлении вектора подъемной силы, то есть вверх и вниз.В сочетании с остальной конструкцией крыла он противостоит силам в продольном и продольном направлениях, но сам по себе лонжерон в этой оси немного слабоват. Типичный лонжерон больше высоты, чем ширины, и это связано с этой основной осью изгиба — крыло в первую очередь хочет изгибаться в направлении вверх и вниз, и, следовательно, оно должно быть толще в этом измерении.
Спонсор трансляции авиашоу:Если вы возьмете кусок пиломатериала размером 1 × 1 дюйм из местного хозяйственного магазина, вы обнаружите, что можете так же далеко согнуть его практически в любом направлении (будьте осторожны — эти палки могут внезапно сломаться! ).Но если вы возьмете пиломатериал 2 × 4 дюйма аналогичной длины, вы обнаружите, что если вы попытаетесь согнуть его по 2-дюймовой поверхности, он даст немало, но загрузите его по 4-дюймовому размеру, и он будет довольно жестким и жестким. Если вы никогда не строили дом, взгляните на тот, который находится в стадии строительства, и вы увидите, что все балки перекрытия ориентированы таким образом, что нагрузка приходится на пиломатериалы по длине. Это просто для того, чтобы большая часть материала работала на вас, выдерживая изгибающие нагрузки и сохраняя жесткость конструкции.
Если бы вы измерили фактическую деформацию лонжерона (или длину 2 × 4) под действием изгибающих нагрузок, вы бы обнаружили, что деревянные пряди на верхней части лонжерона сжимаются, то есть сдвигаются вместе в длинная ось. При этом растягиваются пряди на нижней части лонжерона — они растянуты. Это легко увидеть на прилагаемом чертеже. Интересно отметить, что чем ближе вы подходите к центру (между верхом и низом), тем меньше становятся нагрузки — сжимающие нагрузки сверху и растягивающие нагрузки снизу уменьшаются по мере приближения к центру или нейтральной оси, лонжерона.
На этом изображении корневого конца лонжерона Xenos показано, как полка крышки «Т» лонжерона входит в слои лонжерона. На корневом конце используются болты для закрепления крышки; когда вы двигаетесь подвесным двигателем, это все заклепки.
Это вряд ли кажется справедливым, не так ли? Волокна внизу прилагают все усилия, чтобы удерживаться вместе под натяжением, а волокна наверху изо всех сил стараются не раздавиться, но те, что посередине, получают бесплатную езду! Именно это осознание приводит нас к первой модификации конструкции «лонжерона плиты» — такой, которая представляет собой просто сплошной прямоугольник из дерева.Если средние волокна не берут на себя свою долю нагрузки, что они там делают? Они просто прибавляют в весе, не так ли? Нет ли способа уменьшить эту часть лонжерона и облегчить конструкцию?
Ну, конечно, есть — и так родилась «двутавровая балка». Поскольку большая часть нагрузок приходится на верхний и нижний края, а середина просто слоняется по сторонам, разделяя края, почему бы не сделать среднюю часть более тонкой? Это именно то, что вы видите, глядя на стальную конструкцию, такую как здание или мост: основные элементы конструкции имеют форму буквы «I» в поперечном сечении.Края (крышки) широкие и несущие нагрузку, в то время как середина (или перемычка) предназначена в основном для того, чтобы крышки не сжимались друг к другу.
Лонжерон, выполненный в виде двутавровой балки, подвергает толстый и тяжелый материал крышек нагрузке (сжатие сверху, растяжение снизу) и минимизирует материал там, где нагрузка мала (в стенке) .
Полет на двутавровой балке
Поскольку мы начали с дерева, нет причин, по которым мы не можем какое-то время продолжать этот ход мыслей.Деревянные двутавровые балки обычно используются для перекрытий пола и потолка в деревянных конструкциях, при этом заглушки часто изготавливаются из материала 2 × 4, уложенного на бок, а перемычки — из относительно тонкой фанеры. Лонжероны самолетов могут быть сделаны и делались таким же образом — с силой крыла, находящейся в колпаках, а перемычка просто была там, чтобы удерживать их друг от друга.
Нет причин, по которым мы не можем применить ту же концепцию к металлическим конструкциям. Типичный алюминиевый лонжерон в наши дни будет построен с отдельными крышками лонжерона — обычно с большим поперечным сечением — и гораздо более тонкими перемычками, часто ламинированными из нескольких листов алюминия.Крышки часто представляют собой алюминиевые стержни или профили определенной формы для распределения изгибающих нагрузок на верхнюю и нижнюю части лонжерона. Некоторые старые цельнометаллические лонжероны, предназначенные для самодельного строительства, были построены из слоев толстого листового металла, который был легко доступен (например, 1/8 дюйма), так что не требовалось специальных профилей или тяжелых клепок. Если у вас есть один из этих ламинированных лонжеронов, он будет достаточно прочным, но, возможно, не таким легким и эффективным по весу, как новая конструкция со специальными крышками.
Цельный лонжерон равномерного поперечного сечения (обычно сделанный из дерева) имеет переменную нагрузку сверху вниз. Нижние волокна древесины находятся под напряжением, а верхние — под давлением.
Во многих случаях оптимизированной конструкции лонжероны не являются однородными от корня до кончика. Это потому, что чем ближе вы подходите к кончику крыла, тем меньше нагрузка на эту часть крыла и, следовательно, тем меньше вам требуется силы. Крыло Xenos, которое мы используем в качестве примера в этой и будущих статьях, похоже на это.Для очень длинного крыла было бы существенное снижение веса, если бы вы сохраняли одинаковое поперечное сечение от корня до кончика, поэтому при перемещении наружу и перепонка, и колпачки становятся менее прочными. Колпачки представляют собой конические экструзии, и полотно использует все меньше и меньше слоев по мере продвижения к кончику. Фактически, полотно у основания состоит из шести слоев материала толщиной до 3/16 дюйма, и это сужается до одного слоя 0,032-дюймового листового металла к тому времени, когда вы дойдете до середины пролета.
Немного о композитах
Композитные крылья подчиняются тем же законам физики и механики, что и металлические конструкции, и то же самое относится к их лонжеронам, но они могут выглядеть немного иначе.Вы по-прежнему будете видеть составные лонжероны, которые выглядят как двутавровые балки, встроенные в крылья, но, поскольку конструктор обладает большой гибкостью при наложении слоев ткани, которая идет в крылья, иногда структура лонжерона сливается с обшивкой крыла, что не совсем так очевидный. Интегрированный структурный дизайн помещает прочность именно там, где она нужна проектировщику, и вы найдете конструкции без очевидного лонжерона, но можете поспорить, что они спроектированы с необходимым слоем, чтобы обеспечить желаемую прочность в правильном направлении.
Когда лонжероны становятся особенно толстыми возле корня, при сборке лонжерона фланцы нервюр необходимо приклепать к узлу. Зажимы на этом лонжероне будут удерживать внутренние нервюры.
The Web
Возвращаясь к алюминию: Как упоминалось ранее, материал лонжерона служит в первую очередь для удержания крышек врозь и предотвращения разрушения лонжерона. С чисто структурной точки зрения это верно, но в реальном мире он делает гораздо больше.Наверное, наиболее очевидным является то, что ребра можно прикрепить к полотну. В более старых самолетах из каркаса и ткани обычно используются цельные нервюры, которые скользят вниз по лонжерону (некоторые металлические самолеты также используют эту конструкцию) к своим местам, где они крепятся. В наши дни нервюры чаще состоят из нескольких частей: одна перед лонжероном, а другая — сзади. Эти две детали приклепаны к лонжерону в месте их стыковки.
Стенка типичного металлического лонжерона состоит из нескольких слоев, количество которых уменьшается по мере приближения к кончику, где меньше нагрузки.У Xenos ножка колпака лонжерона входит в прорезь наверху.
Стену также можно использовать для крепления таких вещей, как шкивы троса управления или коленчатые рычаги. В этом случае полотно часто усиливается удвоенной пластиной, чтобы сделать его локально более жестким, чтобы выдерживать боковые нагрузки, создаваемые элементами управления. Лента может также поддерживать монтажную конструкцию топливного бака, а также кабелепроводы или зажимы.
Говоря о проводке, строители нередко спрашивают, могут ли они провести проводку через крыло спереди назад, пробив лонжерон.Это хороший вопрос для дизайнера, но к настоящему моменту вы должны понимать, что, поскольку центр полотна обычно не несет нагрузок сжатия или растяжения, отверстия в полотне около середины обычно не являются проблемой. Опять же, посоветуйтесь со своим дизайнером, чтобы убедиться в этом, но если вы не можете понять, почему допускаются отверстия в лонжероне, понимание пути нагрузки должно вас утешить. Это, конечно, не дает вам карт-бланш на просверливание столько отверстий, сколько вы хотите, в любом месте вашего лонжерона, но объясняет, как и где это нормально.
Заглушки
Заглушки лонжерона, как уже упоминалось, могут быть выполнены из профилей особой формы и с конусом или из простых прямоугольных алюминиевых блоков, в зависимости от того, как проектировщик хочет оптимизировать вес лонжерона и насколько доступны детали. Для самолетов, построенных по плану, строители обычно хотят иметь возможность покупать стандартное сырье. Для комплектов можно использовать нестандартные материалы, если строители понимают, что завод, вероятно, будет единственным источником запасных частей. Колпачки лонжеронов, как правило, непрерывны от корня до кончика, поэтому испортить одну во время строительства может означать дорогостоящую доставку при длительной замене.На Xenos каждая крышка имеет длину около 25 футов. Доставка по стране обходится недешево, так как его нужно хорошо упаковать, чтобы не погнуть.
Обращаться с колпаками лонжеронов важно осторожно, поскольку они являются конструктивными элементами, которые действительно удерживают вас в воздухе. Элементы, находящиеся в состоянии растяжения, растягиваются и не подвержены короблению, но элементы, находящиеся в сжатом состоянии (обычно верхняя стенка в горизонтальном полете), сжимаются. Если вы когда-либо опирались на пустую банку из-под газировки, а затем стучали по сторонам, чтобы она мгновенно схлопывалась, вы испытали отказ из-за деформации сжатия.Подумайте об этом в следующий раз, когда увидите вмятину на лонжероне. Может быть, эта дорогая стоимость доставки не так уж и плоха… а?
Сверление отверстий в крышках, отличных от тех, которые требует дизайнер, запрещено. Обращайтесь с ними осторожно и проделайте все отверстия в соответствии с чертежами и спецификациями. Следует просверлить плотно прилегающие отверстия и развернуть их до нужного размера. Увеличенные или продолговатые отверстия — повод для отказа. Точно так же зазубрины и впадины — держите эти крышки в чистом виде, и вы сможете быть уверенными на 3 (или более) G после полета.
Крепление вместе
Большинство алюминиевых лонжеронов склепаны вместе, при этом болты часто добавляются в толстых местах, потому что установка заклепок диаметром более 5/32 дюйма затруднена, а в некоторых местах требуется прочность стального болта. Чаще всего болты используются возле корня, где нагрузки самые высокие. Деревянные лонжероны часто имеют стальные стыковые пластины и болты возле корней по тем же причинам: общая нагрузка на лонжерон велика у корня, и материал должен быть усилен, чтобы обеспечить достаточный запас прочности.В любом случае важно использовать крепеж, указанный дизайнером, и не допускать замен без явного разрешения.
Конечно, крылья в конечном итоге должны быть прикреплены к фюзеляжу, чтобы они работали вместе с хвостом и двигателем, создавая летающий самолет. Лонжероны являются основными точками крепления, поскольку они несут нагрузку, и многих новичков удивляет, сколько болтов нужно, чтобы удерживать крылья. Или, в случае некоторых самолетов, сколько! У старого Cub обычно есть только один болт, удерживающий корневой конец основного лонжерона для каждого крыла, а также один болт для заднего лонжерона.Затем стойки крыла привинчиваются к среднему размаху на своих верхних концах и к нижнему лонжерону фюзеляжа на внутреннем, нижнем конце. Эта треугольная ферма довольно прочна при положительной нагрузке (не так сильно при отрицательном G), а болты довольно большие.
Типичный самолет с низкорасположенным крылом будет иметь укороченный лонжерон как часть конструкции фюзеляжа — секция, построенная, как и остальная часть основного лонжерона, такая же толстая и толстая, как корневая секция, но надежно является частью конструкции фюзеляжа. Затем корни лонжеронов крыла будут перекрывать лонжерон центральной секции и прикрепляться к нему болтами большого диаметра, достаточными для жесткой фиксации крыла на месте.Это устанавливает двугранный угол конструктора и создает консольную конструкцию, не требующую распорок. Многие металлические самолеты не имеют такой массивной центральной секции, но корни лонжерона доходят до центра фюзеляжа и крепятся болтами к металлической коробке со стальными стыковочными пластинами и множеством болтов, по сути, образующих единое целое. крыло от кончика до кончика, когда все застежки установлены.
Планеры и другие летательные аппараты часто имеют лонжероны, которые не только входят в фюзеляж, но и полностью пересекаются с другой стороной фюзеляжа, перекрываясь своим сопряженным крылом и скрепляются вместе болтами, снова образуя то, что по сути является одним — штучное крыло, с прикрепленной конструкцией фюзеляжа.Xenos такой же, и для его скрепления требуется всего пара (больших) болтов.
Конструкция — это конструкция, а методы проектирования включают вычисление нагрузок — и иногда пилот просто должен доверять расчетам проектировщика, когда поднимается в воздух, когда видит, как конструкция кажется скрепленной вместе с небольшой видимой прочностью. Я был удивлен, когда снял крылья с оригинального RV-1 Ван, и обнаружил, что между крыльями и центральной секцией нет никакого перекрытия — верхняя и нижняя крышки имели отверстия на концах, которые входили в проушины в центральной секции стальной фермы. , и скреплялись (сверху и снизу) с помощью одного конического стального штифта.Задний лонжерон крепился к фюзеляжу одним болтом — вот и все. И это был полностью пилотажный самолет, предназначенный для выдерживания 9 G.
Pulling for Flight Loads
Главный лонжерон — это то, о чем мы говорили до сих пор, но он не работает в одиночку. Не менее важное значение имеет задний лонжерон. Меньший по размеру, чем основной лонжерон, задний лонжерон удерживает выравнивающие нервюры и обшивку и крепится к фюзеляжу, чтобы предотвратить скручивание конструкции крыла. Он также создает коробчатую конструкцию с передним лонжероном, чтобы реагировать на нагрузки, которые заставляют крылья стремиться назад.Для деревянных крыльев нередко можно увидеть компрессионные стойки и проволоку, предотвращающую лобовое сопротивление, между передним и задним лонжероном, чтобы придать жесткость конструкции, создавая небольшие треугольные фермы в раме, чтобы сделать конструкцию очень прочной, но легкой.
Консольные крылья являются обычным явлением в наши дни для высокопроизводительных самолетов, потому что отказ от подкосов избавляет от большого сопротивления, но строители по-прежнему строят множество самолетов, похожих на Cub, с выступающими подкосами — и они являются неотъемлемой частью уравнения прочности любого крыла.Вы не могли бы использовать деревянный лонжерон крыла Cub в консольной конструкции, потому что он просто не может выдерживать нагрузку без помощи подкосов. Точно так же консольные деревянные крылья имеют очень глубокие и прочные лонжероны, которые компенсируют отсутствие распорок. И как только мы попадаем в составной мир, у нас нет предела: поскольку нагрузки могут распределяться по интегрированной структуре, требуется совершенно новый взгляд на нагрузки.
Типичная часть лонжерона Xenos показывает колпаки лонжерона (желтым цветом), перемычку лонжерона (послойно посередине) и зажимы, которые будут действовать как точки крепления нервюр во время сборки крыла.
Xenos Spar
Эта статья наклонена в сторону металлических крыльев и лонжеронов, потому что в следующий раз мы начнем подробно рассматривать конструкцию типичного металлического лонжерона, предназначенного для мотоплана Xenos. Более длинный, чем вы ожидаете от типичного спортивного самолета, он достаточно велик, чтобы показать примеры множества деталей, которые вы найдете на любом металлическом лонжероне, и является хорошим примером того, как нагрузки — и, следовательно, конструкция — изменяются при вы идете от корня к кончику. Паутина аккуратно сложена из разных слоев, которые уменьшаются от корня до кончика, и в ней есть специальные места для установки органов управления и большие рычаги для скоростных тормозов.Он также сконструирован с тщательно суженными крышками лонжеронов сверху и снизу. Вся конструкция скрепляется 5/32-дюймовыми заклепками, их длина и тип меняются по мере движения вниз по конструкции. Заклепки заподлицо необходимы около корня, где два лонжерона перекрываются в фюзеляже, а заклепки с круглой головкой используются в других местах, поскольку их можно быстро установить без необходимости зенковки и углублений.
В лонжеронах Xenos есть всего понемногу (кроме композитных материалов), и мы приглашаем вас следить за нами, поскольку мы продолжаем исследовать сердце крыла — главный лонжерон.
SHIP’S FRONT SPAR — ответы на кроссворды, подсказки, определения, синонимы, другие слова и анаграммы
«SHIP’S FRONT SPAR» — это фраза из 14 букв, начинающаяся на S и заканчивающаяся R
Кроссворды для «SHIP’S FRONT SPAR»
Синонимы, ответы на кроссворды и другие похожие слова для
SHIP’S FRONT SPAR [бушприт] Мы надеемся, что следующий список синонимов слова бушприт поможет вам разгадать кроссворд сегодня.Мы расположили синонимы в порядке длины, чтобы их было легче найти.3-буквенные слова
BOW4-буквенные слова
BEAK — MAST — NOSE — SPAR — STEM5-буквенные слова
SPRIT7-буквенные слова
ROSTRUM8-буквенные слова
BOWSPRIT слова ФИГУРКАОпределение бушприта
- лонжерон, выступающий из носовой части судна
Спасибо за посещение Решателя кроссвордов.
Мы перечислили все подсказки из нашей базы данных, соответствующие вашему запросу. Также будет список синонимов вашего ответа. Синонимы расположены в зависимости от количества символов, чтобы их было легко найти.
Если конкретный ответ вызывает большой интерес на сайте сегодня, он может быть выделен оранжевым цветом.
Если в вашем слове есть анаграммы, они тоже будут перечислены вместе с определением слова, если оно у нас есть.
Надеемся, что сайт окажется для вас полезным.
С уважением, команда разгадывателей кроссвордов
Если у вас есть время, используйте кнопки голосования (зеленые и красные стрелки) в верхней части страницы, чтобы сообщить нам, помогаем ли мы с этой подсказкой. Мы стараемся проверить как можно больше этих голосов, чтобы убедиться, что у нас есть правильные ответы. Если вы хотите предложить новый ответ (или даже совершенно новый ключ к разгадке), воспользуйтесь контактной страницей .
Передний лонжерон — Lynn’s RV-7, сборка
Мой динамометрический ключ еще не появился, поэтому я не смог закончить последние шаги на заднем лонжероне.Я решил перейти к переднему лонжерону и вернуться к заднему, как только получу гаечный ключ и смогу затянуть эти 4 последних болта в соответствии с характеристиками. Следующий этап в планах — заклепка переднего лонжерона в сборе.
Я начал с наклеивания HS-710, HS-714 и HS-00001 на передний лонжерон HS-702, чтобы я мог убедиться, что все выровнено правильно, прежде чем клепать.
Планируется установка заклепки AN470AD4-7, в которой HS-710 и HS-714 идут вместе с передним лонжероном HS-702 и удвоенной пластиной HS-00001.Есть также несколько мест, где вы не хотите клепать, потому что ребра HS-000005 и HS-00006 будут прикреплены позже, а также отверстия, которые будут просверлены позже, когда хвост будет прикреплен к фюзеляжу. Чтобы не засунуть заклепку в эти отверстия, я заклеил их липкой лентой. Единственная фотография моей малярной ленты, которая у меня есть, — ПОСЛЕ заклепки.
Я использовал соковыжималку, чтобы забить все эти заклепки, что упростило их правильную настройку. После того, как я загнал все более длинные заклепки -7, я перешел к более коротким заклепкам AN470AD4-5, где двойная пластина HS-00001 прикрепляется к лонжерону HS-702.Они короче, потому что им не нужно проходить через толстые стержни арматуры лонжерона. Вы можете увидеть два ряда этих заклепок посередине лонжерона на фото выше.
Следующим шагом было приклепать 4 заклепки с плоской головкой к арматурным стержням HS-702 — HS-710 / HS-714. Я ранее утопил стержни и сделал ямочки на лонжероне, поэтому эти 4 штуки можно было легко установить с помощью отжима.
После того, как я зажал последние 4 заклепки с плоской головкой, мой передний лонжерон был завершен.Я очень доволен тем, как все получилось. Мне не нужно было высверливать заклепки, и я убедился, что все они установлены правильно, измерив каждую из них с помощью калибра для заклепок. Вот как это выглядело, когда все было сделано и завершено. Я снял малярную ленту, так как она больше не понадобится.
Вот ссылка на все фотографии, которые я сделал для этой рабочей сессии: https://goo.gl/photos/Swd5BBf6HfW5jP2h9
Наработка часов: 2,5Нравится:
Нравится Загрузка…
Подготовка переднего лонжерона и размышления о будущем
День отработал передний лонжерон, колпаки и лонжерон лонжерон. Было такое ощущение, что я многого добился, но у меня не было никаких склепанных сборок, чтобы показать это. Есть 2 крышки лонжерона, каждая из которых имеет 103 отверстия для заклепок, которые я должен был либо согласовать, либо окончательно просверлить, после того, как сначала прикрепил их к лонжерону. На дублере также потребовалось довольно много сверления и зенковки. Для этого пригодился мой жим для сверлильного станка: дублер и лонжерон также нуждались в большой правке кромок на круге Scotchbrite из-за всех следов инструмента.Мне пришлось зенковать 18 отверстий на фланцах лонжерона, что потребовало от меня установки простого приспособления для выполнения. Мне потребовались дополнительные зажимы, чтобы надежно удерживать колпачки лонжеронов, так что быстрая поездка на ВЧ решила это. Все готово к грунтовке, можно приступить к сборке.
На прошлой неделе мне позвонили из Вэна и сообщили, что у меня есть фюзеляж и крылья QB. Я собираюсь использовать Stewart Transport по рекомендации других. Доставка была похожа на начало апреля. Когда я начал строительство в начале декабря 2019 года, я изначально думал, что на данный момент я буду намного дальше в разработке хвостового комплекта, чем я на самом деле.При такой скорости, я бы не ожидал, что закончу все до мая / июня. Я не был в восторге от мысли о том, что большой фюзеляж и крыло загромождают мой гараж, над которым не работали в течение нескольких месяцев. Но я подумал, что иметь это здесь было бы неплохо. Затем ударил коронавирус. Мой работодатель Southwest Airlines, как и все авиакомпании, сильно пострадал. В настоящее время будущее для всех пилотов Юго-Запада немного туманно. На этом этапе я задумался, потратив около 26000 долларов на комплект QB.Мне могут понадобиться эти деньги, если в ближайшие несколько месяцев на Southwest все станет совсем плохо. Поэтому я позвонил Барб в «Ван» и отложил роды. Она сказала, что никаких проблем и что в мае она ожидает получить больше наборов -14 QB, и тогда она позвонит мне.