Стрингер самолета. Стрингер крыла самолета

Стрингер – это продольный элемент силового комплекта самолета, который связан с нервюрами и обшивкой крыла или шпангоутами фюзеляжа. Основное предназначение заключается в восприятии осевых усилий сжатия и растяжения. Также стрингер воспринимает аэродинамические нагрузки местного значения, крепит обшивку и повышает ее жесткость.

В зависимости от расположения и назначения стрингеры могут быть местного усиления, типовыми, стыковыми, лобовыми и концевыми. Под местным усилением имеется в виду расположение стрингеров в местах, в которых сосредотачиваются нагрузки, или по краям вырезов в самой обшивке. Стыковые стрингеры находятся в стыках обшивки, типовые обеспечивают цельную жесткость конструкции.

Современные самолеты отличаются новыми стрингерами из гнутых и прессованных профилей с шагом в 150-400 мм. В областях возможного появления трещин для повышения живучести всей конструкции в обшивке ставятся стрингеры из прочных материалов, выполняющих роль ограничителей распределения трещин, – стопперы. Некоторые силовые схемы имеют мощные стрингерные наборы, где пояса лонжеронов довольно слабо выражены.  В таких случаях площади поперечных сечений лонжеронов того же порядка, что и площадь сечений стрингеров. Поэтому стрингеры отличаются от лонжеронов слабым сечением. 

Функции определяются конструктивной и силовой схемой. В крыле лонжеронного типа стрингеры выступают в качестве подкрепления обшивки для повышения ее касательных критических напряжений при работе крыла на изгибе и кручении. Они принимают участие в передаче аэродинамической нагрузки непосредственно на нервюры. В моноблочном крыле, помимо этого, стрингерный набор вместе с обшивкой принимает большинство изгибающих моментов. Обшивка и стрингеры при этом работают на разжатие и сжатие, в них действуют нормативные напряжения. Вес стрингеров варьируется в зависимости от конструкции около 12% всего веса крыла.

Кроме того, в конструкции фюзеляжа стрингеры выполняют свою роль в соответствии со схемой. В полумонококах (стрингерные фюзеляжи) нагрузка воспринимается обшивкой, которая подкрепляется большим количеством стрингеров, а  в некоторых случаях в набор могут входить лонжероны. Подобный тип фюзеляжа применяется на Ил-96, Ту-154, SSJ. В лонжеронно-стрингерных фюзеляжах в тех частях, где нужно делать огромные вырезы, применяется лонжеронная схема, переходящая в стрингерную, за счет присоединения стрингеров и понижения сечений лонжеронов. Яркий пример – МиГ-15.

Формы сечения

Существует несколько типов форм сечения стрингеров:

• гнутые;

• прессованные;

• закрытые;

• открытые.

Прерванные профили обладают более высоким критическим напряжением сжатия, чем гнутые профили идентичных сечений, и равной поперечиной площади. По этой причине в сжатых панелях моноблочного крыла применяются в основном стрингеры из прессованных профилей. Гнутая форма профиля используется для стрингеров, которые при главной нагрузке, действующей на крылья, работают на растяжение. Закрытый профиль вместе с обшивкой образовывает замкнутый контур, обеспечивает наличие более высоких напряжений, чем равные по площадям сечения у иных типов.

Для понижения массы и создания одинаково прочной конструкции стрингеры создаются с переменной по размаху площадью в поперечном сечении, которые уменьшаются к концу крыла. Толщина стенки стрингера обычно варьируется в пределах 0,5-3,0 мм.