Wingbox

кессон крыла самолета с неподвижным крылом относится к основной несущей конструкции крыла, которая образует структурный центр крыльев, а также точку крепления для другого крыла. такие компоненты, как закрылки передней кромки, закрылки задней кромки и устройства законцовки крыла. Крыловой кессон продолжается за видимые корни крыла и соединяется с фюзеляжем в центральном кессоне крыла, который образует структурный стержень самолета.

кессон крыла называется так, поскольку во многих конструкциях комбинация переднего и заднего лонжеронов и верхней и нижней обшивок крыла вместе образуют естественную форму «коробки», проходящую через крыло. В то время как внутренняя конструкция крыла обычно обеспечивает большую часть прочности за счет комбинации лонжеронов, нервюр и стрингеров, внешняя обшивка также обычно несет часть нагрузок. На многих самолетах внутренний объем кессона крыла также использовался для хранения топлива, что обычно называют конструкцией мокрого крыла.

В последние годы появились увеличение использования композитных материалов в кессоне крыла; эта тенденция в основном преследовалась для достижения меньшего веса по сравнению с конструкциями, использующими только обычные материалы. В частности, углеродное волокно стало популярным материалом из-за его очень высокого отношения прочности к весу. В январе 2017 года европейский аэрокосмический конгломерат Airbus Group объявил, что они создали первый в мире цельный композитный центральный кессон крыла, заявив, что он обеспечивает 20-процентное снижение стоимости производства за счет упрощения сборки.

Из-за своей решающей структурной роли крыловой кессон подвергается тщательному анализу и проверке, чтобы быть уверенным в его возможностях, а также для достижения оптимальных характеристик. Таким образом, аэрокосмическими инженерами разработаны различные методы расчета и проверки соответствующих напряжений, которые используются производителями самолетов. Использование все более эффективных расчетов и испытаний напрямую связано с созданием более легких и эффективных крыльев. К концу двадцатого века использование технологии автоматизированного проектирования (CAD) стало обычным явлением в аэрокосмических программах; как таковые, программные пакеты, такие как CATIA, играют важную роль в процессе проектирования и производства.

Кроме того, в процессе сертификации обычно требуется физическая проверка конструктивных характеристик крыла. гражданские авиалайнеры органами по сертификации . Соответственно, производители самолетов обычно производят нелетные испытательные образцы, которые подвергаются наземным испытаниям, оказывая нагрузки до 1,5 раз превышающие максимальные аэродинамические силы, которые могут возникнуть в любой момент на протяжении всего срока службы. Разрушающие испытания элементов крыла проводились с первых дней существования авиации, хотя конкретные используемые методы становились все более изощренными, особенно после изобретения тензодатчика в 1938 году, который широко использовался в авиастроении. аэрокосмическая промышленность со времен Второй мировой войны.

Неразрушающие испытания также проводятся не только во время первоначального процесса сертификации, но часто и на протяжении всего жизненного цикла отдельного самолета для защиты от усталостных отказов или проверки возможных повреждений. Общие методы включают визуальный осмотр, ультразвуковое испытание, радиографическое испытание, электромагнитное испытание, акустическое излучение и ширографию. Иногда с помощью таких методов определяется необходимость замены кессона крыла отдельного самолета; Хотя это довольно интенсивная и дорогостоящая процедура, приводящая к тому, что эксплуатанты часто предпочитают вместо этого закончить срок эксплуатации воздушного судна, такие замены иногда выполняются. Летом 2019 года ВВС США были вынуждены приземлить более 100 своих транспортных самолетов Lockheed Martin C-130 Hercules, обнаружив чрезмерное растрескивание кессона крыла для проверки и ремонта. Самолеты, рассчитанные на длительный срок службы, часто получали замену кессонов крыла в рамках программ продления срока службы.