Войти
В воздухоплавании, связи содержат дополнительные элементы конструкции, которые усиливают функциональность планер, чтобы придать ему жесткость и прочность под нагрузкой. Распорка может применяться как внутри, так и снаружи, и может иметь форму распорки, которая действует при сжатии или растяжении по мере необходимости. возникает, и / или провода, которые действуют только под напряжением.
В общем, распорки позволяют получить более прочную и легкую конструкцию, чем та, которая не раскреплена, но внешние распорки, в частности, добавляют лобовое сопротивление, которое замедляет самолет и вызывает значительно больше конструктивных проблем, чем внутренние распорки. Еще одним недостатком стяжных тросов является то, что они требуют регулярной проверки и регулировки или такелажа, даже если они расположены внутри.
В первые годы авиации крепления были универсальной особенностью всех типов самолетов, включая монопланы и бипланы, которые тогда были одинаково распространены. Сегодня распорки в виде подъемных стоек по-прежнему используются в некоторых легких коммерческих конструкциях, где высокое крыло и легкий вес важнее максимальной производительности.
Крепление работает путем создания триангулированной конструкции фермы который сопротивляется изгибу или скручиванию. Для сравнения, свободная консольная конструкция легко изгибается, если она не несет большого количества тяжелой арматуры. Сделав структуру глубже, она станет намного легче и жестче. Для уменьшения веса и сопротивления воздуху конструкция может быть выполнена полой с подкосами, соединяющими основные части планера. Например, моноплан с высокорасположенным крылом может иметь диагональную подъемную стойку, идущую от нижней части фюзеляжа до положения далеко от законцовки крыла. Это увеличивает эффективную глубину основания крыла до высоты фюзеляжа, делая его намного более жестким при небольшом увеличении веса.
Обычно концы распорок подключаются к основным внутренним конструктивным элементам, таким как лонжерон крыла или переборка фюзеляжа, а стяжные тросы прикрепляются рядом.
Стяжки могут использоваться для противодействия всем различным силам, возникающим в планере, включая подъемную силу, вес, лобовое сопротивление и скручивание или скручивание. Стойка - это элемент жесткости, достаточно жесткий, чтобы противостоять этим силам, подвергаются ли они сжатию или растяжению. Проволока - это элемент жесткости, способный только противостоять растяжению, провисая при сжатии, и, следовательно, почти всегда используется вместе со стойками.
Межплоскостные распорки и растяжки на de Havilland Tiger Moth Квадратная рама, сделанная из сплошных стержней, не является жесткой, но имеет тенденцию изгибаться по углам. Укрепить его дополнительной диагональной перекладиной было бы тяжело. Проволока была бы намного легче, но могла бы предотвратить ее разрушение только в одну сторону. Чтобы удерживать его жестко, необходимы две поперечные стяжки. Этот метод поперечных распорок можно было четко увидеть на ранних бипланах, где крылья и межплоскостные стойки образуют прямоугольник, скрепленный проволокой.
Другой способ создания жесткой конструкции - сделать поперечины достаточно твердыми, чтобы действовать при сжатии, а затем соединить их концы с внешним алмазом, действующим при растяжении. Этот метод когда-то был распространен на монопланах, где крыло и центральная кабина или пилон образуют поперечины, а проволочные связи образуют внешний ромб.
Чаще всего встречались на бипланах и других многоплановых самолетах, проволочные связи также были распространены на ранних монопланах.
В отличие от распорок, растяжки всегда действуют на растяжение.
Толщина и профиль проволоки влияют на сопротивление, которое она вызывает, особенно на высоких скоростях. Провода могут быть изготовлены из многожильного кабеля, одножильного рояльной проволоки или профилированной стали.
Стяжные тросы в основном делятся на летучие тросы, которые удерживают крылья при полете, и посадочные тросы, которые удерживают крылья, когда они не создают подъемной силы. (Тросы, соединяющие корзину или гондолу с аэростатом, также называются летающими тросами.) Более тонкие нисходящие тросы иногда проходят по диагонали между носовой и задней межплоскостными стойками, чтобы крыло не скручивалось и не менялось его угол падения на фюзеляж. В некоторых самолетах-пионерах тросы жесткости крыла также проложены по диагонали вперед и назад, чтобы предотвратить деформацию при боковых нагрузках, например, при поворотах. Помимо основных нагрузок, создаваемых подъемной силой и силой тяжести, распорные тросы должны также нести мощные инерционные нагрузки, возникающие во время маневров, такие как повышенная нагрузка на посадочные тросы в момент приземления.
Стяжные тросы должны быть тщательно закреплены, чтобы обеспечить правильную длину и натяжение. В полете тросы имеют тенденцию растягиваться под нагрузкой, а при приземлении некоторые из них могут провисать. Перед каждым полетом требуются регулярные проверки оснастки и все необходимые регулировки. Регулировка оснастки также может использоваться для установки и поддержания двугранного угла крыла и угла падения, обычно с помощью клинометра и отвеса. Отдельные тросы снабжаются стяжками или резьбовыми концевыми фитингами, чтобы их можно было легко регулировать. После установки регулятор фиксируется на месте.
Внутренние распорки были наиболее значимыми на заре авиации, когда планеры были буквально каркасами, в лучшем случае покрытыми легированной тканью, которая не имела собственная сила. Проволочные поперечные распорки широко использовались для придания жесткости таким планерам, как в обтянутых тканью крыльях, так и в фюзеляже, который часто оставляли открытым.
Для сохранения жесткости конструкции на изгиб и скручивание требовалось обычное крепление проволоки. Особой проблемой для внутренних проводов является доступ в тесную внутреннюю часть фюзеляжа.
Часто обеспечение достаточной внутренней распорки делает конструкцию слишком тяжелой, поэтому для того, чтобы сделать планер одновременно легким и прочным, распорки устанавливаются снаружи. Это было обычным явлением в ранних самолетах из-за ограниченной мощности двигателя и необходимости легкого веса, чтобы вообще летать. По мере того, как мощность двигателей неуклонно росла в течение 1920-х и 30-х годов, стали возможны гораздо более тяжелые планеры, и большинство конструкторов отказались от внешних креплений, чтобы обеспечить увеличение скорости.
Биплан с межпланетными стойками и стойками кабана, скрепленными летящими и посадочными тросами. Практически все бипланы самолеты имеют верхнюю и нижнюю плоскости, соединенные межпланом. подкосов, при этом верхнее крыло проходит над фюзеляжем и соединяется с ним более короткими подкосами кабана. Эти распорки делят крылья на отсеки, скрепленные диагональными тросами. подвесные тросы идут вверх и наружу от нижнего крыла, а посадочные тросы идут вниз и наружу от верхнего крыла. Полученная комбинация подкосов и тросов представляет собой жесткую коробчатую балку, независимую от опор фюзеляжа.
Межплоскостные распорки удерживают крылья биплана или многоплана, а также помогают поддерживать правильный угол падения соединенных панелей крыла.
Параллельные стойки : наиболее распространенная конфигурация - это две стойки, которые должны быть размещены параллельно, одна за другой. Эти стойки обычно будут скрепляться «проволокой падения», проходящей между ними по диагонали. Эти провода сопротивляются скручиванию крыла, которое может повлиять на угол его падения на воздушный поток.
N-распорки заменяют натяжные тросы третьей распоркой, идущей по диагонали от верха одной стойки к низу другой в паре.
V-образные распорки сходятся от отдельных точек крепления на верхнем крыле к одной точке на нижнем крыле. Их часто используют для полуторапланного крыла, в котором нижнее крыло имеет значительно меньшую хорду, чем верхнее крыло.
I-образные стойки заменяют обычную пару стоек одной более толстой обтекаемой стойкой с удлиненными концами вперед и назад вдоль крыла.
Handley Page V / 1500 биплан с несколькими отсеками Размах крыла между двумя наборами межплоскостных стоек или распорок кабана называется отсеком. Крылья описываются количеством отсеков с каждой стороны. Например, биплан со стойками кабины и одним комплектом межплоскостных стоек с каждой стороны самолета является бипланом с одним отсеком.
Для небольшого типа, такого как разведчик времен Первой мировой войны, такой как Fokker D.VII, обычно достаточно одного отсека. Но для больших крыльев, несущих большую полезную нагрузку, можно использовать несколько отсеков. Двухместный Curtiss JN-4 Jenny - это двухсекционный биплан, в то время как большие тяжелые типы часто представляли собой многоцелевые бипланы или трипланы - самые ранние образцы немецких Albatros BI, и все серийные образцы двухместных невооруженных бипланов DFW BI 1914 года были двумя из очень немногих одномоторных бипланов с тремя отсеками, использовавшихся во время Первой мировой войны.
Некоторые крылья бипланов скреплены распорками, наклоненными вбок, при этом отсеки образуют зигзагообразную форму фермы Уоррена. Примеры включают в себя серию однодвигательных высокоскоростных разведывательных бипланов Ansaldo SVA времен Первой мировой войны и раннюю эпоху Второй мировой войны Fiat CR.42 Falco.
Также были используемый. Истребитель SPAD S.XIII, хотя и выглядит как биплан с двумя отсеками, имеет только один отсек, но имеет средние точки такелажа, укрепленные дополнительными распорками, однако конструктивно они не являются смежными сверху вниз крыла.. Sopwith 1 ⁄ 2 Strutter имеет W-образную перемычку, однако, поскольку он не соединяет крылья друг с другом, он не увеличивает количество отсеков.
Параллельные стойки на Sopwith Camel
V-образные стойки на Nieuport 10
N-стойки на Boeing-Stearman Model 75
I-распорки на триплане Fokker Dr.1
распорки фермы Уоррена на Fiat CR42
Британия времен Первой мировой войны Бристоль F.2 - один из немногих бипланов, когда-либо имевших подфюзеляжные стойки кабана. 
N-образные стойки Cabane и торсионные тросы на de Havilland Tiger Moth Там, где у самолета есть крыло, движущееся четко над В главном фюзеляже два компонента часто соединяются стойками кабана, идущими от верхней части фюзеляжа или кабины экипажа к центроплану крыла. Такое крыло обычно крепится и в другом месте, при этом подкосы кабины являются частью общей схемы крепления.
Поскольку стойки кабана часто передают тягу двигателя к верхнему крылу, чтобы преодолеть его сопротивление, нагрузки по каждой диагонали между передними и задними стойками неравны, и они часто имеют форму N-образных стоек. Они также могут иметь скрученные торсионные проволоки, чтобы предотвратить скручивание крыла. Некоторые конструкции бипланов, такие как британский 1917 Bristol Fighter двухместный истребитель / эскорт, имели фюзеляж отдельно от нижнего крыла, а также от верхнего крыла, используя нижние стойки кабана для достижения такой особенности конструкции.
Моноплан с проволочными связями с проводами от центральных опор до крыльев, то есть Fokker Eindecker Ранние монопланы полностью полагались на внешние проволочные связи либо непосредственно к фюзеляжу, либо к поворотные стойки над ним и стойки шасси внизу, чтобы противостоять тем же силам подъемной силы и тяжести. Многие более поздние монопланы, начиная с 1915 года, использовали свободнонесущие крылья с подъемной связкой внутри крыла, чтобы избежать потерь от сопротивления внешних тросов и стоек,
Во многих ранних монопланах с проволочными опорами, например Blériot XI и Fokker Eindecker (обе конструкции с деформацией крыла ), дорсальные, а иногда и брюшные подкосы или кабины размещались либо над, либо над или под фюзеляжем.. Это можно было использовать как для обеспечения некоторой защиты пилота в случае опрокидывания аппарата на земле, так и для крепления посадочных тросов, которые выходили слегка наклонным клином к носовой и кормовой точкам возле законцовок крыла. В монопланах крыло-зонтик крыло проходит над фюзеляжем и соединяется с фюзеляжем подкосами кабины, аналогично верхнему крылу биплана.
На некоторых типах кабан заменяется кабиной. одиночный толстый обтекаемый пилон.
A Cessna 152 с одинарной подъемной стойкой, соединяющие фюзеляж с высокорасположенным крылом 
A Объединенный PBY Catalina с крылом от солнца с двойными параллельными подкосами и центральным пилоном На самолете с высоким крылом подъемная стойка соединяет внешнюю точку на крыле с точкой ниже на фюзеляже, образуя жесткую треугольную конструкцию. В полете стойка действует как растяжение, чтобы поднять подъемную силу крыла к фюзеляжу и удерживать крыло в горизонтальном положении, в то время как в обратном положении на земле она действует как сжатие, чтобы удерживать крыло вверх.
Для самолетов с умеренной мощностью двигателя и Скорость, подъемные стойки представляют собой компромисс между высоким сопротивлением полностью скрепленной конструкции и большим весом полностью консольного крыла. Они обычны для типов с высокорасположенным крылом, таких как Cessna 152, и почти универсальны для типов с зонтиком, таких как Consolidated PBY Catalina.
A Piper Pawnee низкоплан с V-образным крылом. Подъемная стойка Реже некоторые низкокрылые монопланы, такие как Piper Pawnee, имеют подъемные стойки, установленные над крылом, которые действуют на сжатие в полете и на растяжение на земле.
Иногда каждое крыло имеет только одну подъемную стойку, как на Cessna 152, но они часто идут парами, иногда параллельными, как на Catalina, иногда расширенными или парами V-образной формы (например, Auster Autocrat ) присоединялся к фюзеляжу в одной точке. Используются многие более сложные конструкции, часто с двумя основными подъемными стойками, дополненными вспомогательными соединениями, известными как подкосы, между собой или с крылом или фюзеляжем. Каждой паре перевернутых V-образных стоек Pawnee, например, помогает пара вертикальных опорных стоек.
С давних времен эти подъемные стойки были обтекаемыми, часто за счет ограждения из металла несущие элементы в фасонных корпусах. У Farman F.190, например, высокие крылья были соединены с нижней частью фюзеляжа параллельными дюралюминиевыми трубками, заключенными в обтекаемые обтекатели из ели и Westland Lysander использовали экструдированные балки двутаврового сечения из легкого сплава, на которые были навинчены носовые и кормовые пары дюралюминиевых обтекателей. Более поздние модели самолетов имели обтекаемые стойки, сформированные непосредственно из профилированного металла, как, например, стойки из экструдированного легкого сплава Auster AOP.9, или из композитов, например подъемные стойки из углеродного волокна Remos GX eLITE. Конструкторы приняли различные методы улучшения аэродинамики крыла подкоса и корпуса подкоса, используя подходы, аналогичные тем, которые используются в межплоскостных стойках. Иногда обтекаемость сужается ближе к крылу, как на Farman F.190; другие конструкции имеют удлиненную обтекаемую опору, например, подъемные стойки Skyeton K-10 Swift.
иногда сочетаются с другими функциями, например, помогают поддерживать двигатели, как на Westland IV или ходовая часть, как на Scottish Aviation Twin Pioneer.
Подъемные стойки остаются обычным явлением на небольших (2/4-местных) легких самолетах с высоким крылом в сверхлегких и легких спортивных. категории. Более крупные примеры включают Pilatus Porter 10-местный STOL пассажирский самолет и de Havilland Twin Otter 19-местный.
Сложные стойки жюри на Fleet Canuck Подъемная стойка может быть настолько длинной и тонкой, что слишком легко сгибается. Поперечины - это небольшие вспомогательные распорки, используемые для придания ей жесткости.
Проблемы, которые предотвращают распорки, включают резонансную вибрацию и коробление при сжимающих нагрузках.
Распорки Jury бывают разных конфигураций. На монопланах с одной основной стойкой может быть только одна подкосная стойка, соединяющая главную стойку с промежуточной точкой на крыле. Укрепленный моноплан с V-образными стойками, например, Fleet Canuck, может иметь сложную сборку подкосов.
Стяжки, как внутренние, так и внешние, широко использовались в ранних самолетах для поддержки легких планеров, требующихся тогда доступной низкой мощностью двигателя и низкой скоростью полета. С самого первого летчика Райта 1903 года фюзеляж представлял собой не более чем скрепленный каркас, и даже продольные диагональные распорки использовались для удержания крыльев под прямым углом к нему.
На некоторых очень ранних самолетах использовались стойки, сделанные из бамбука. В большинстве конструкций использовались стойки обтекаемой формы, изготовленные либо из древесины ели, либо ясеня, выбранной по ее прочности и легкому весу. Также использовались металлические стойки, а дерево и металл продолжают использоваться и сегодня.
Необходимость в продольных распорках крыла исчезла с появлением более мощных двигателей в 1909 году, но распорки оставались необходимыми для любой практической конструкции, даже на монопланах вплоть до Первой мировой войны, когда они стали непопулярными и воцарились бипланы с раскосами. высший.
С 1911 года британский исследователь Харрис Бут, работавший в Национальной физической лаборатории, и инженер Ричард Фейри, затем работал в J.W. Компания Dunne Blair Atholl Airplane Syndicate начала разрабатывать и применять инженерный анализ отдельных отсеков биплана для расчета структурных сил и использования минимального количества материала в каждом отсеке для достижения максимальной прочности. Подобные аналитические методы привели к созданию более легких и сильных самолетов и получили широкое распространение.
В то же время количество распорок можно постепенно уменьшать. На малых скоростях тонкая проволока вызывает очень небольшое сопротивление, и первые летательные аппараты иногда называли «птичьими клетками» из-за количества проводов. Однако по мере увеличения скорости проволоку необходимо делать тоньше, чтобы избежать сопротивления при увеличении силы, которую он переносит. Постоянное увеличение мощности двигателя позволило не менее стабильно увеличивать вес, что потребовало меньшего количества распорок. Также были разработаны специальные стяжные тросы с плоскими или профильными секциями, чтобы еще больше уменьшить сопротивление.
Цельнометаллический корпус середины 1915 года Junkers J1 впервые разработал свободную консольную конструкцию крыла. Немецкий профессор Хьюго Юнкерс был серьезно заинтересован в том, чтобы покончить с перетаскиванием. к середине 1915 года его фирма спроектировала цельнометаллический моноплан «демонстратор технологий» Junkers J1, не имеющий внешних подкосов для его консоли с толстым профилем. крыло, способное летать со скоростью чуть более 160 км / ч с рядным шестипоршневым двигателем мощностью всего 120 лошадиных сил.
К концу Первой мировой войны мощность двигателей и воздушная скорость выросли настолько, что сопротивление, вызванное растяжками на типичном биплане, значительно ухудшило характеристики, в то время как более тяжелый, но более гладкий моноплан с зонтиком на стойках становился практически возможным. На какое-то время этот тип моноплана стал предпочтительной конструкцией. Несмотря на то, что в 1930-х годах он уступал истинному свободнонесущему моноплану, он продолжал использоваться с тех пор, когда максимальная производительность не была проблемой.
скрепленные крылья с высоким соотношением сторон использовались французами (теперь часть Safran ) с Hurel-Dubois HD.10 демонстратора в 1948 году, а затем авиалайнеров HD.31 / 32/34, которые все еще использовались французским Национальным географическим институтом до начала восьмидесятых. HD.45 с турбореактивным двигателем безуспешно предлагался для конкуренции с Sud Aviation Caravelle, возможно, из-за несоответствия высокоскоростного турбореактивного двигателя более медленному планеру.
