ИСТИНА

В данной работе изучается возможность применения конструкционного элемента на основе оболочек, подкрепленных пирамидальным заполнителем, для крыла сверхзвукового самолета. Подобная конфигурация может изготавливаться штамповкой или гибкой лент с по-следующей сваркой. В предыдущих работах авторов было показано, что эффективность по-добной формы подтверждается решением задачи о топологической оптимизации плиты при изгибе [1, 2]. Общий вид и габариты предлагаемой конструктивно-силовой схемы крыла при-няты по аналогии с [3] и представлены на Рис. 1(а). В качестве материала рассмотрен композит на основе углеткани и термопластичного связующего. В концевой части предполагается ис-пользование полимерного сотового наполнителя. В качестве нагрузок принята аэродинамиче-ская удельная нагрузка на крыло, равная 450 кг/м2, что является средней величиной по разра-батываемым в мире проектам. Толщины обшивки и ребер жесткости подбирались с шагом 500 мм по направлении от борта фюзеляжа, для чего использовались методы параметрической оптимизации с ограничением по прогибу. В применяемых численных расчетах на основе метода конечных элементов учитывалась геометрическая нелинейность, что позволило подбирать толщины с условием исключения возможных форм потери устойчивости. Однако, по этой причине необходимые толщины оказались существенно выше, чем те, которые были получены в ранних работах при рассмотрении консоли крыла традиционной компоновки [4]. Для сравнения также выполнены расчеты варианта конструкции крыла с традиционным силовым набором. В целом, конструкция на основе пирамидальных элментов обладает более вы-сокой жесткости, но требует усиления конфигурации наполнителя в зонах стыка двух сегмен-тов крыла и фюзеляжа. 1. Fedulov B. N. et al. Construction plate enforced by metamaterial elements. Procedia Structural Integrity. 2020. Т. 28. С. 155-161. 2. Ломакин Е. В. и др. Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. № 6. С. 45-54. 3. System-Level Experimental Validations for Supersonic Commercial Transport Aircraft Entering Service in the 2018-2020 Time Period [Электронный ресурс]. https://ntrs.nasa.gov/citations/20130011026. Дата обращения 04.02.2024. 4. Sobieszczanski J. et al. Structural design studies of a supersonic cruise arrow wing configuration. Proc. of the SCAR Conf., 1976.