Конструкция крыла

Силовой набор

Крыло работает как консольная балка, закреплённая в центроплане или фюзеляже. Подъёмная сила изгибает его вверх, а вес топлива и двигателей действует вниз. Основную часть изгибающего момента воспринимают лонжероны — продольные балки по всему размаху, и верхние и нижние панели обшивки со стрингерами. Нервюры — поперечные рёбра: они задают профиль, подпирают обшивку и распределяют нагрузки.

Пространство между передним и задним лонжеронами и верхней и нижней обшивкой образует кессон. Это замкнутый короб, прекрасно сопротивляющийся кручению, и он же служит топливным баком. Передняя кромка и закрылки в него не входят.

Как нагружено крыло

Нагрузка на крыло меняется в полёте. В турбулентности и при манёврах подъёмная сила возрастает во много раз, поэтому крыло рассчитывают на предельную нагрузку, в полтора раза превышающую максимальную эксплуатационную. Верхняя панель сжимается, нижняя растягивается. Растяжение нижней обшивки определяет усталостный ресурс, а сжатие верхней — устойчивость.

Испытания на прочность

Перед первым полётом крыло проверяют статическими испытаниями: нагрузку доводят до предельной и выдерживают, затем до разрушающей. Крыло Boeing 787 при испытаниях в 2010 году заметно изогнулось вверх и выдержало нагрузку в 150 процентов от максимальной эксплуатационной. Усталостные испытания имитируют десятки лет эксплуатации за считанные месяцы.

1. Закрепить крыло на стенде.
2. Приложить нагрузку, равную эксплуатационной.
3. Довести до предельной и выдержать три секунды.
4. Продолжить до разрушающей нагрузки.
5. Разобрать конструкцию и изучить повреждения.

Особенности современных крыльев

Гибкое крыло лайнеров работает как пружина: в турбулентности оно сглаживает порывы. Использование композитов позволяет делать крыло с большим удлинением и меньшей массой. В крыле размещают топливо, шасси, механизацию, антиобледенительные системы и трубопроводы, поэтому внутри оно устроено очень плотно.