ГОСТ Р 59751-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Беспилотные авиационные системы с беспилотными воздушными судами самолетного типа. Требования к летной годности

6 Прочность

 

6.1 Общие положения

Положения настоящего раздела обязательны при разработке и проектировании БВС, область ожидаемой эксплуатации которых предусматривает полеты в едином воздушном пространстве с другими участниками воздушного движения, над населенными пунктами, дачными участками, производственными объектами и природными пространствами.

6.2 Нагрузки

6.2.1 Требования к прочности определены для эксплуатационных нагрузок как максимальные нагрузки, ожидаемые в процессе эксплуатации, и для расчетных нагрузок как эксплуатационные нагрузки, умноженные на предписанные коэффициенты безопасности. Если специальные оговорки отсутствуют, под заданными нормированными нагрузками подразумевают эксплуатационные нагрузки.

6.2.2 Если специальные требования отсутствуют, то нагрузки, возникающие в воздухе, на земле или на воде, должны быть уравновешены инерционными силами всех частей БВС. Распределение нагрузок должно точно отражать возникающее в полете распределение, но, если нагрузки установлены с запасом, допускается приближенное распределение. Методы определения величин и распределения нагрузок должны подтверждаться результатами измерений нагрузок в полете, если не показана их приемлемая точность.

6.2.3 Если деформации, вызванные нагрузками, приводят к существенному перераспределению внешних или внутренних нагрузок, то данное перераспределение нагрузок необходимо учитывать.

6.3 Взаимодействие систем и конструкций

Для БВС, оснащенного системами, которые влияют на прочностные характеристики либо непосредственно, либо в результате отказа или сбоя, влияние этих систем и их условия отказа должны быть приняты во внимание при демонстрации соответствия требованиям настоящего раздела и раздела 7.

6.4 Коэффициент безопасности

Для конструкций, разрушение которых приводит к возникновению аварийного или катастрофического отказного состояния, коэффициент безопасности принимают равным 1,5, если отсутствуют обоснования других значений. Для других конструкций коэффициент безопасности должен быть согласован с сертифицирующим органом.

6.5 Прочность и деформация

6.5.1 Конструкция БВС должна выдерживать максимальные эксплуатационные нагрузки без появления опасных остаточных деформаций.

6.5.2 При всех нагрузках вплоть до максимальных эксплуатационных деформаций конструкции не должны повлиять на безопасность эксплуатации и функциональную эффективность БВС.

6.5.3 Конструкция должна выдерживать расчетные нагрузки без разрушения в течение не менее 3 с, за исключением случаев, когда прочность конструкции подтверждена испытаниями, имитирующими реальные условия нагружения.

6.6 Доказательство прочности конструкции

Соответствие требованиям 6.5 должно быть показано для каждого расчетного случая нагружения конструкции. Расчеты на статическую или усталостную прочность следует проводить с использованием методического обеспечения, одобренного Сертифицирующим органом, и только применительно к тем конструкциям, для которых, как показывает опыт их применения, результаты расчета являются достоверными. При отсутствии материалов, подтверждающих положительный опыт применения методического обеспечения к аналогичной конструкции, должны быть проведены экспериментальные исследования (испытания), обосновывающие статическую прочность, трещиностойкость и долговечность конструкционных материалов, а также несущую способность, эксплуатационную живучесть и ресурс элементов конструкций БВС.

6.7 Полетные нагрузки. Общие положения

6.7.1 Соответствие требованиям к полетным нагрузкам должно быть продемонстрировано для всех критических комбинаций следующих параметров:

а) во всем диапазоне расчетных высот полета, в котором ожидается эксплуатация БВС;

б) для каждой практически возможной комбинации веса, центровки и ПН в пределах эксплуатационных ограничений, определенных ЛР.

6.7.2 При определении полетных нагрузок необходимо учитывать взаимное влияние аэродинамических поверхностей, а также эффект сжимаемости, если он приводит к существенному изменению нагрузок.

6.7.3 При определении полетных нагрузок необходимо выполнять расчеты по апробированной методике или методике, устанавливающей консервативный результат.

6.8 Расчетные условия симметричного полета

6.8.1 При определении нагрузок на крыло и линейных инерционных нагрузок, соответствующих любым условиям симметричного полета, указанным в 6.9 - 6.12, должна быть учтена соответствующая балансировочная нагрузка на горизонтальное хвостовое оперение.

6.8.2 Должно быть учтено, что приращение нагрузок на горизонтальное хвостовое оперение, обусловленное маневрированием и порывами ветра, приводит к соответствующим угловым инерционным движениям БВС.

6.9 Допустимая область режимов полета

6.9.1 Общие положения

Соответствие требованиям прочности должно быть показано для любой комбинации значений воздушной скорости и перегрузки в пределах границ области внутри огибающей полетных режимов.

6.9.2 Область режимов полета при маневрировании

За исключением тех случаев, когда имеется ограничение по максимальным (статическим) коэффициентам подъемной силы, предполагается, что БВС подвергается симметричному нагружению, вызывающему следующие предельные перегрузки:

а) положительная перегрузка при маневрировании в соответствии с 6.11.1 со скоростью вплоть до расчетной скорости пикирования V_D;

б) отрицательная перегрузка при маневрировании в соответствии с 6.11.2 с расчетной крейсерской скоростью V_C;

в) перегрузка, изменяющаяся линейно со скоростью полета, начиная от заданного значения при V_C (расчетная крейсерская скорость) до 0 при V_D.

6.9.3 Ограничения для случая полета в неспокойном воздухе

6.9.3.1 Предельные эксплуатационные перегрузки должны учитывать следующие порывы ветра:

а) положительные (вверх) и отрицательные (вниз) порывы ветра, действующие со скоростью 15,24 м/с при скорости БВС, равной V_C;

б) положительные и отрицательные порывы ветра, действующие со скоростью 7,6 м/с при скорости БВС, равной V_D.

6.9.3.2 Для описания профиля порыва ветра и определения зависимости перегрузки от порывов ветра рекомендуется использовать следующее:

а) скорость порыва ветра U вычисляют по формуле

 

, (1)

 

где U_de - скорость порыва ветра в соответствии с 6.9.3.1, линейно меняющаяся между значениями скоростей, равных V_C и V_D;

s - расстояние, пройденное при действии рассматриваемого порыва, м;

b - средняя геометрическая хорда крыла, м;

б) перегрузки при порыве ветра изменяются линейно по скорости, в диапазоне от V_C до V_D.

6.10 Расчетные воздушные скорости

6.10.1 Кроме случаев, указанных в 6.10.2.2, выбранные расчетные воздушные скорости являются индикаторными скоростями (EAS).

6.10.2 Расчетная крейсерская скорость V_C

6.10.2.1 Расчетную крейсерскую скорость V_C следует устанавливать при максимальном значении коэффициента подъемной силы, достигнутом при торможении до угла атаки, равному предельному.

6.10.2.2 На высотах, для которых установлено M_D, выбирают крейсерскую скорость, соответствующую M_C, ограниченную сжимаемостью воздуха.

6.10.3 Расчетная скорость пикирования V_D

Расчетная скорость пикирования V_D должна быть не менее 1,25V_C.

6.10.4 Расчетная маневренная скорость V_A

Расчетная маневренная скорость V_A должна быть не менее , где V_S - скорость сваливания, при убранных закрылках, максимальном весе БВС и коэффициенте подъемной силы C_NA, n_э - максимальная эксплуатационная маневренная перегрузка.

6.11 Эксплуатационные маневренные перегрузки

6.11.1 Максимальную положительную эксплуатационную маневренную перегрузку следует выбирать из диапазона .

6.11.2 Минимальная отрицательная эксплуатационная маневренная перегрузка должна быть не более .

6.11.3 В расчетах могут быть использованы значения маневренных перегрузок, менее указанных в 6.11.1 и 6.11.2, если будет продемонстрировано, что конструктивные особенности БВС не позволяют в полете превысить эти величины.

6.12 Перегрузки в полете при неспокойном воздухе

6.12.1 БВС должно быть рассчитано на указанные в 6.9.3 нагрузки, действующие при порывах ветра на каждую несущую поверхность.

6.12.2 Нагрузки от порывов на каждую несущую поверхность должны быть определены точным расчетом или по упрощенной формуле при условии, что будет показано, что такой расчет определяет нагрузки с запасом по отношению к критериям по 6.9.3.

6.13 Расчетные нагрузки от топлива

6.13.1 Должны быть рассмотрены все возможные варианты нагрузок от веса топлива, изменяющегося от нуля при пустом баке до установленного максимального значения.

6.13.2 При размещении топлива в крыле должен быть установлен максимальный допустимый вес БВС с минимальным количеством топлива в крыле, в том числе и при отсутствии топлива.

6.14 Устройства для увеличения подъемной силы

6.14.1 Если во время взлета, захода на посадку или при посадке используют закрылки, предкрылки или подобные им устройства для увеличения подъемной силы, то для расчета принимают, что при полностью отклоненных закрылках и предкрылках на скоростях до V_F на БВС действуют нагрузки симметричных маневров и порывов, которые создают перегрузки в диапазоне, маневренные перегрузки и перегрузки от восходящих и нисходящих порывов при следующих условиях:

а) маневренные - в диапазоне от 0 до положительной эксплуатационной перегрузки 2,0;

б) перегрузки от восходящих и нисходящих порывов с индикаторной скоростью 7,6 м/с, направленных нормально к траектории горизонтального полета.

6.14.2 Скорость выпуска устройств увеличения подъемной силы V_F должна быть не менее, чем большая из двух скоростей: 1,4V_S или 1,8V_SF, где V_S - расчетная скорость срыва при расчетном весе с полностью убранными закрылками, а V_SF - расчетная скорость срыва с полностью выпущенными закрылками при расчетном весе.

6.14.3 Если применяется автоматическое устройство для ограничения нагрузок на закрылки, конструкция БВС должна быть рассчитана на критические сочетания воздушной скорости и положения закрылков.

6.14.4 При определении внешних нагрузок на БВС в целом тягу, спутную струю от воздушного винта и угловое ускорение тангажа допускается принимать равными нулю.

6.14.5 Закрылки, механизмы управления ими и поддерживающая их конструкция должны проектироваться на условия, указанные в 6.14.1. Кроме того, при полностью выпущенных закрылках на скорости V_F, при перегрузке, равной 1,0, необходимо рассмотреть по отдельности следующее:

а) влияние встречного порыва, с индикаторной скоростью 7,6 м/с в сочетании со спутной струей от воздушного винта, соответствующей работе двигателя на режиме 75% максимальной продолжительной мощности;

б) влияние спутной струи от воздушного винта, соответствующей работе двигателя на режиме максимальной взлетной мощности.

6.15 Условия несимметричного полета

6.15.1 Рассматривается нагружение БВС при несимметричном полете при условиях, указанных в 6.15.2 и 6.15.3. Неуравновешенные аэродинамические моменты относительно центра тяжести должны быть уравновешены точным расчетом или расчетом в запас с учетом основных масс, создающих противодействующие.

6.15.2 Случай крена

В случаях крена крыло должно быть рассчитано на следующие виды нагружения:

а) несимметричная нагрузка. Если приведенные ниже значения не приводят к нереальным нагрузкам, то угловые ускорения крена могут быть получены путем изменения условий симметричного полета следующим образом: в условиях, указанных в 6.9, предполагается, что 100% аэродинамической нагрузки на полуразмах крыла действует с одной стороны плоскости симметрии и 70% этой нагрузки действует с другой стороны, при этом полученные значения нагрузок должны соответствовать нагрузкам из диапазона возможных эксплуатационных нагрузок;

б) нагрузки, возникающие от отклонения элеронов при скоростях полета, указанных в 6.34, в сочетании с перегрузкой БВС, составляющей по меньшей мере 2/3 величины положительной расчетной эксплуатационной маневренной перегрузки. Если приведенные ниже условия дают фактические возможные эксплуатационные нагрузки, то влияние отклонения элеронов на крутящий момент крыла может быть учтено в критических условиях, указанных в 6.9, путем добавления к коэффициенту момента профиля основной части крыла приращения коэффициента момента , равного , где - угол отклонения элерона вниз в критических условиях, град) на участке крыла, равного размаху элерона.

6.15.3 Случай скольжения

БВС самолетного типа должен быть рассчитан на нагрузки от скольжения, действующие на вертикальные поверхности в случаях, указанных в 6.31.

6.16 Крутящий момент двигателя

6.16.1 Подмоторная рама каждого двигателя и ее крепежная конструкция (подвеска) должны быть рассчитаны на нагрузки от следующих воздействий:

а) эксплуатационного крутящего момента двигателя, создающего нагрузку, в результате резкой остановки двигателя из-за его неисправности или отказа;

б) эксплуатационного крутящего момента двигателя, создающего нагрузку, за счет максимального ускорения режима работы двигателя.

6.16.2 Эксплуатационный крутящий момент двигателя для случаев по 6.16.1, рассчитывается по среднему крутящему моменту при заданной мощности и скорости воздушного винта, умноженному на коэффициент, зависящий от типа двигателя:

а) 1,25 - для турбовинтовых двигателей;

б) 1,33 - для поршневых двигателей с пятью и более цилиндрами;

в) 2, 3 и 4 соответственно для поршневых двигателей с четырьмя, тремя и двумя цилиндрами;

г) 1,33 - для роторных двигателей;

д) для электрических двигателей максимальный крутящий момент можно ожидать во всем диапазоне частот вращения двигателя.

6.17 Боковая нагрузка на подвеску двигателя

6.17.1 Подмоторная рама двигателя и ее крепежная конструкция (подвеска) должны быть рассчитаны на боковую эксплуатационную перегрузку, не менее чем эксплуатационная перегрузка, умноженная на коэффициент 1,33.

6.17.2 Боковая нагрузка, определяемая по 6.17.1, может считаться не зависящей от других условий полета.

6.17.3 При расположении двигателя на крыле боковую нагрузку P_Z, действующую от оси БВС, вычисляют по формуле

 

, (2)

 

где G_Д - вес двигателя, кгс;

- максимальное значение угловой скорости крена, рад/с, полученное в соответствии с условиями, заданными в 6.15.2;

r - расстояние в плане от центра тяжести двигателя до продольной оси БВС, м;

g - ускорение силы тяжести, м/с².

Следует также рассмотреть совместное действие указанной выше боковой нагрузки и нагрузки от веса двигателя.

6.18 Нагружение герметических отсеков

6.18.1 Конструкция герметических отсеков должна выдерживать полетные нагрузки в сочетании с нагрузками от перепада давлений от нуля до максимальной величины, регулируемой предохранительным клапаном.

6.18.2 В расчетах необходимо учитывать распределение наружного давления в полете и любые концентраторы напряжений.

6.18.3 Если в эксплуатационной документации разрешается производить посадку при наличии наддува в отсеках, то нагрузки при посадке должны рассматриваться в сочетании с нагрузками от перепада давлений от нуля до максимальной величины, допускаемой при посадке.

6.18.4 Конструкция герметических отсеков должна выдерживать нагрузки от максимального перепада давлений, допускаемого предохранительным клапаном, увеличенного на коэффициент 1,33, при этом другие нагрузки не рассматриваются.

6.18.5 Если герметический отсек разделен перегородками на два или большее число отсеков, его силовая основная конструкция должна быть рассчитана на нагрузки от внезапной разгерметизации в любом отсеке, имеющем наружные двери. Это условие должно быть рассмотрено для нагрузок, способных вызвать разрушение по самому большому отверстию в отсеке. Допускается учитывать влияние утечки воздуха из соседних отсеков.

6.19 Несимметричные нагрузки при отказе двигателя

6.19.1 При проектировании БВС должны быть рассмотрены несимметричные нагрузки, возникающие при отказе двигателя, а при отказе турбовинтового двигателя в сочетании с отказом системы уменьшения сопротивления воздушного винта (флюгирования).

6.19.2 В диапазоне скоростей от V_MC до V_D нагрузки, вызванные отказом двигателя из-за прекращения подачи топлива, следует рассматривать как постоянно действующие эксплуатационные нагрузки.

6.19.3 В диапазоне скоростей от V_MC до V_C нагрузки, связанные с отсоединением компрессора двигателя от турбины или нагрузки, вызванные потерей турбинных лопаток, следует рассматривать как предельные нагрузки.

6.19.4 Процесс уменьшения тяги и увеличения сопротивления по времени в результате указанных случаев отказов должен быть подтвержден испытаниями или другими данными, применительно к рассмотренным выше сочетаниям отказов.

6.19.5 Время и значения сигналов от вероятных корректирующих действий автоматической системы управления полетом должны оцениваться консервативным образом, с учетом характеристик системы управления полетом применительно к сочетанию отказов в комбинации "двигатель - воздушный винт".

6.20 Гироскопические и аэродинамические нагрузки

Подмоторная рама каждого двигателя и ее крепежная конструкция должны быть рассчитаны на действие аэродинамических, инерционных и гироскопических нагрузок, возникающих при работе двигателя или двигателей и воздушного винта или винтов на режиме максимальной продолжительной мощности при одном из следующих условий:

а) выполнение требований 6.12, 6.15.3;

б) выполнение возможных сочетаний следующих требований в границах полетных режимов, поддерживаемых системой управления полетом:

1) 150% максимально рассчитанной скорости по углу рысканья;

2) 150% максимально рассчитанной скорости по углу тангажа;

3) 150% максимально рассчитанной нормальной перегрузки;

4) максимальная продолжительная мощность двигателя.

6.21 Устройства для управления скоростью полета

6.21.1 Если в крейсерском полете применяют устройства для управления скоростью полета, такие как интерцепторы и тормозные щитки, то БВС должен быть рассчитан на нагрузки от симметричных маневров и порывов, приведенные в 6.9, 6.11 и 6.12, и на нагрузки от маневров со скольжением и от боковых порывов, приведенные в 6.34 и 6.35, причем указанные выше устройства должны находиться в выпущенном положении на всех скоростях вплоть до указанной максимальной скорости полета с выпущенными устройствами.

6.21.2 Если в устройствах для управления скоростью полета предусматривается автоматическое управление или ограничение нагрузки, то БВС должен быть рассчитан на нагрузки от маневров и порывов, указанные в 6.21.1, при таких скоростях полета и соответствующих положениях этих устройств, которые допускают ограничительное устройство или САУ.

6.22 Нагрузки на поверхности управления

Для требований, приведенных в 6.25 - 6.35, необходимо рассчитать поверхности управления на нагрузки, указанные в 6.8 - 6.15.

6.23 Нагрузки, параллельные оси шарниров

6.23.1 Поверхности управления и узлы крепежной конструкции (подвески) необходимо рассчитывать с учетом инерционных нагрузок, действующих параллельно оси шарниров.

6.23.2 При отсутствии точных данных инерционные нагрузки допускается принимать равными значению K·G, где K - коэффициент, равный 24 для вертикальных поверхностей и 12 для горизонтальных поверхностей, G - вес отклоняющейся поверхности, кгс.

6.24 Нагрузки в системе управления

6.24.1 Все системы управления полетом и их крепежные конструкции должны быть рассчитаны на нагрузки, соответствующие не менее чем 125% расчетных шарнирных моментов поверхностей управления для требований, указанных в 6.22 - 6.35. Кроме того, требуется выполнение следующих требований:

а) система ограничения нагрузок на органы управления не должна допускать превышения нагрузок больше тех, которые могут быть созданы сервомеханизмами или приводами;

б) порывы ветра на земле, попутный ветер при рулении, инерционные силы и силы трения, а также заклинивание в системе управления не должны влиять на ее жесткость.

6.24.2 При определении расчетных значений шарнирных моментов, действующих на системы руля высоты, элеронов и руля направления следует использовать коэффициент, равный 1,25. В зависимости от погрешности оценки шарнирных моментов допускается уменьшение значения коэффициента. Если шарнирные моменты определяются по данным летных испытаний, то коэффициент можно принять, равным 1.

6.24.3 При рассмотрении равновесия сил в системе управления принимается, что усилия в системе приводов уравновешиваются в точках присоединения проводки управления к кабанчикам поверхностей управления.

6.25 Одновременное действие элеронами и рулями (стабилизатором)

6.25.1 Детали управления должны быть проверены на одновременное действие нагрузок при управлении:

а) рулем высоты (управляемым стабилизатором) и рулем направления;

б) рулем высоты (управляемым стабилизатором) и элеронами;

в) рулем направления и элеронами.

6.25.2 Значение нагрузок следует принимать равным 75% от эксплуатационных нагрузок, возникающих при изолированном отклонении элеронов и рулей.

6.26 Вспомогательная система управления

Вспомогательные органы управления, такие как тормоза колес, интерцепторы и органы управления триммерами, должны быть рассчитаны на максимальные усилия, передающиеся от приводов.

6.27 Эффекты триммеров

Влияние триммеров на расчетные условия поверхностей управления должно быть учтено в том случае, если нагрузки, действующие на поверхности, ограничены максимальным усилием системы приводов. При этом принимается, что триммеры отклонены в направлении, которое будет содействовать поверхности управления. Эти отклонения должны соответствовать максимальной разбалансировке, ожидаемой при скорости, характерной для рассматриваемых условий.

6.28 Триммеры

При проектировании триммеров поверхностей управления должны быть рассмотрены наиболее тяжелые комбинации воздушной скорости и значений отклонения триммеров, которые могут быть реализованы в пределах области полетных режимов при любом возможном виде нагружения.

6.29 Случаи порыва ветра на земле

6.29.1 Система управления должна быть рассчитана на нагрузки от поверхностей управления при порывах ветра на стоянки и при рулении с попутным ветром с учетом следующих требований:

а) на упоры или струбцины и их крепежные конструкции нагрузки должны передаваться только от кабанчиков поверхностей управления;

б) эксплуатационный шарнирный момент M_ш, кгс·м, вычисляют по формуле:

 

M_ш = k·b·S·q, (3)

 

где k - коэффициент эксплуатационного шарнирного момента от порывов ветра на земле, приведенный в 6.29.2 (для элеронов и рулей высоты положительное значение k указывает на момент, стремящийся уменьшить отклонение поверхности, а отрицательное значение k указывает на момент, стремящийся увеличить отклонение поверхности);

b - средняя хорда поверхности управления за осью вращения, м;

S - площадь поверхности управления за осью вращения, м²;

q - скоростной напор, кгс/м², при расчетной скорости не ниже , где G/S - нагрузка на крыло при максимальном расчетном взлетном весе, кгс/м², при соблюдении условия, что расчетная скорость не превышает 26,8 м/с.

6.29.2 Коэффициент k эксплуатационного шарнирного момента для порывов ветра на земле должен принимать следующие значения, представленные в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Поверхность	k	Положение органов управления
Элерон	0,75	Элероны зафиксированы в нейтральном положении
	+/- 0,50	Элероны отклонены на максимальный угол, на одном элероне момент "+", на другом "-"
Руль высоты	+/- 0,75	Руль высоты отклонен вверх на максимальный угол ("-")
	+/- 0,75	Руль высоты отклонен вниз на максимальный угол ("+")
Руль направления	+/- 0,75	Руль направления в нейтральном положении
	+/- 0,75	Руль направления отклонен на максимальный угол

 

6.29.3 В диапазоне от пустого БВС до максимального веса, указанного для швартовки в РЭ, заявленные швартовочные узлы и конструкция их крепления, система управления, поверхности управления и стопоры системы управления должны быть рассчитаны на эксплуатационную нагрузку при швартовке, которая соответствует обдуву БВС, в горизонтальной плоскости с любой стороны со скоростью ветра вплоть до 33 м/с.

6.29.4 Дополнительно должен быть рассмотрен динамический эффект действия ветра, когда орган управления движется от нейтрального положения и ударяется об ограничитель крайнего положения.

6.29.5 Кроме того, следует учитывать нагружение при действии ветра на стоянке на органы управления, устройства стопорения рулей (элеронов) и участков систем управления.

6.30 Горизонтальные стабилизирующие и балансировочные поверхности

6.30.1 Балансировочные нагрузки

Горизонтальные балансировочные поверхности рассчитывают на балансировочные нагрузки, возникающие в любой точке на огибающей предельных маневров с соблюдением условий для закрылков, указанных в 6.14.

6.30.2 Маневренные нагрузки

6.30.2.1 Каждая горизонтальная поверхность и ее крепежная конструкция должны быть рассчитаны на маневренные нагрузки, возникающие при условиях, приведенных ниже.

6.30.2.2 Расчетные условия настоящего подраздела включают в себя нагрузки, возникающие при выполнении контролируемого маневра, при котором по углу тангажа происходит резкое отклонение БВС в одном направлении, а затем - в противоположном направлении. Значение и время выполнения контролируемого маневра выбирают таким образом, чтобы исключалось превышение эксплуатационной перегрузки. Результирующую нагрузку на хвостовое оперение как для случая действия нагрузки вверх, так и случая действия нагрузки вниз, вычисляют суммированием уравновешивающих нагрузок хвостового оперения, при начальной скорости маневра V и указанной в документации нормальной перегрузке n, а также приращения маневренной нагрузки при проектном угловом ускорении.

6.30.2.3 На скорости полета V_A происходит резкое отклонение руля высоты на максимальный угол вниз, затем на максимальный угол вверх. Углы отклонения руля высоты ограничиваются либо упорами управления, либо максимальным усилием сервомеханизма или привода, в зависимости от того, какое из этих средств дает более критический результат.

6.30.2.4 На скоростях полета более V_A происходит резкое отклонение руля высоты вниз, а затем вверх, сопровождаемого возникновением совместных нормальных и угловых ускорений, приведенных в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Вид нагружения	Нормальная нагрузка	Угловое ускорение, рад/с2
Кабрирование	1.0
Пикирование
Примечание - V - начальная скорость при маневре, м/с; - положительная эксплуатационная маневренная перегрузка, принятая в расчете.

 

6.30.2.5 Резкое отклонение руля высоты должно быть рассмотрено в следующих случаях:

а) максимальное отклонение руля высоты вверх на расчетной скорости маневрирования V_A;

б) максимальное отклонение руля высоты вниз на расчетной скорости маневрирования V_A;

в) отклонение руля высоты на 1/3 от максимального возможного отклонения вверх на расчетной скорости пикирования V_D;

г) отклонение руля высоты на 1/3 от максимального возможного отклонения вниз на расчетной скорости пикирования V_D.

6.30.2.6 Определение нагрузок должно выполняться при следующих условиях:

а) БВС первоначально находится в установившемся горизонтальном полете и его положение и скорость не изменяются;

б) нагрузки уравновешены силами инерции;

в) приращение аэродинамической нагрузки на хвостовое оперение вычисляют по формуле

 

, (4)

 

где - приращение перегрузки;

M - масса БВС, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

X_cg - продольное расстояние от центра тяжести хвостовой части БВС до центра давления, расположенного вблизи горизонтального оперения, м;

S_ht - площадь горизонтального хвостового оперения, м²;

a_ht - наклон кривой подъемной силы горизонтального хвостового оперения, рад;

- скорость изменения угла скоса потока по углу атаки;

- плотность воздуха на уровне моря, кг/м³;

S - площадь крыла, м²;

l_t - плечо хвостового оперения, м;

a - наклон кривой подъемной силы крыла, рад.

6.30.3 Нагрузки от порывов ветра

6.30.3.1 Каждая горизонтальная поверхность, за исключением основного крыла, должна быть рассчитана на нагрузки, возникающие от порывов:

а) действующих при убранных закрылках со скоростями, указанными в 6.9.3;

б) восходящих и нисходящих с индикаторной скоростью 7,6 м/с при скорости V_F, соответствующей условиям, указанными в 6.14.1, перечисление б).

6.30.3.2 Перед определением результирующей нагрузки на горизонтальное хвостовое оперение для положений (требований), указанных в 6.30.3.1, необходимо определить исходные балансировочные нагрузки на хвостовое оперение для установившегося полета без ускорений с соответствующими расчетными скоростями V_F, V_C и V_D. Полная нагрузка на поверхность равна сумме исходной балансировочной нагрузки и дополнительной нагрузки на оперение, возникающей от порывов.

6.30.3.3 Если отсутствуют более надежные расчетные методы, то приращение нагрузки на хвостовое оперение от действия порывов ветра допускается вычислять по формуле

 

, (5)

 

где K_g - коэффициент ослабления порыва ветра, указанный в 6.12;

U_de - индикаторная скорость порыва ветра, м/с;

V - эквивалентная скорость БВС, м/с;

a_ht - наклон кривой подъемной силы хвостового оперения, рад;

S_ht - площадь горизонтального хвостового оперения, м²;

- коэффициент скоса потока.

6.30.4 Несимметричные нагрузки

6.30.4.1 Горизонтальные поверхности, исключая основное крыло, их крепежные элементы конструкции и хвостовая часть фюзеляжа должны быть рассчитаны на несимметричные нагрузки, возникающие при скольжении и от воздействия спутной струи от винтов, в сочетании с нагрузками, предписанными для условий полета, рассмотренных в 6.30.1 - 6.30.3.

6.30.4.2 При определении нагруженности горизонтальных поверхностей принимают:

а) по одну сторону плоскости симметрии поверхности управления действует 100% максимальной нагрузки, определяющейся для случая симметричного полета,

б) по другую сторону плоскости симметрии действуют нагрузки, но эта величина должна быть не более 80% и не менее 50% от максимальной нагрузки симметричного полета.

Примечание - - максимальная эксплуатационная перегрузка.

 

6.30.4.3 Для нетрадиционных схем БВС (таких, например, как схемы БВС с горизонтальными поверхностями помимо основного крыла, имеющего заметное поперечное "V", или опирающиеся на вертикальное хвостовое оперение) поверхности и несущие конструкции должны быть разработаны для сочетания нагрузок на вертикальных и горизонтальных поверхностях, возникших в результате выполнения каждого взятого отдельно заданного режима полета.

6.31 Вертикальные поверхности

6.31.1 Маневренные нагрузки

6.31.1.1 При расчете нагруженности вертикальных поверхностей угловая скорость рысканья должна приниматься равной нулю, а также должны соблюдаться следующие условия:

а) в полете без ускорения и рыскания должен быть рассмотрен случай максимального отклонения поверхности управления при резком перемещении органа управления до положения, ограниченного упорами управления или предельными усилиями сервомеханизма и привода;

б) при отклонении руля направления принимается, что БВС достигает максимального угла скольжения, а результирующий угол бокового скольжения равен 1,5 от статического угла бокового скольжения.

в) если руль направления находится в нейтральной позиции, то угол скольжения принимается равным 15°, но это значение может быть ограничено, если усилия, воспринимаемые сервомеханизмами и приводами, достигают своего максимального значения при меньших углах скольжения.

6.31.1.2 Нагрузки, возникающие на хвостовом оперении при дополнительном маневре, рассматриваемом в данном пункте, должны быть рассчитаны на скоростях от V_A до V_D/M_D:

а) маневр должен включать в себя отклонение БВС от курса до наибольшего достижимого устойчивого состояния угла скольжения при отклонении руля направления до максимума вследствие:

1) наличия упоров;

2) достижения максимального доступного усилия, воспринимаемого сервомеханизмами и приводами;

б) руль направления должен быть немедленно возвращен из максимального положения в нейтральное.

6.31.1.3 Угол скольжения, в соответствии с условиями, указанными в 6.31.1.1, перечисление в), может быть уменьшен, если угол скольжения, выбранный для произвольной скорости, не будет превышен при следующих условиях:

а) установившегося скольжения;

б) нескоординированного вращения с глубоким креном;

в) внезапного отказа двигателя с отложенным корректирующим действием.

6.31.2 Нагрузки от порывов ветра

6.31.2.1 Поверхности вертикального оперения должны выдерживать на расчетной крейсерской скорости V_C боковые порывы ветра, значения скоростей которых приведены в 6.9.3.

6.31.2.2 При отсутствии точного метода расчета, нагрузку на вертикальное оперение P_в.о, кгс, допускается вычислять по формуле

 

, (6)

 

где - производная коэффициента боковой силы вертикального оперения по углу скольжения (1/рад), определяемая по результатам испытаний в аэродинамических трубах жестких моделей полного БВС и БВС без вертикального оперения при числе M, соответствующем рассматриваемой скорости полета;

V - индикаторная скорость полета, м/с;

U_de - эффективная индикаторная скорость порыва, м/с;

S_в.о - площадь вертикального оперения, м²;

- коэффициент, вычисляемый по формуле

 

(7)

 

где

 

, (8)

 

, (9)

 

, (10)

 

, (11)

 

(12)

 

где - производная коэффициента момента рыскания БВС по безразмерной угловой скорости ;

- производная коэффициента момента рыскания БВС по углу скольжения (1/рад);

- угловая скорость рыскания, рад/с;

l - размах крыла, м;

V_ист - истинная скорость полета, м/с;

m - масса БВС, рассматриваемая во всем диапазоне возможных масс, кгс·с²/м;

- плотность воздуха на высоте полета, кгс·с²/м⁴;

S - площадь крыла, м²;

J_y - массовый момент инерции БВС, относительно оси Y, кгс·м·с².

6.31.3 Разнесенные вертикальные поверхности или законцовки крыла

6.31.3.1 Если разнесенные вертикальные поверхности или законцовки находятся на горизонтальных поверхностях или крыльях, то горизонтальные поверхности или крылья должны быть рассчитаны на максимальные нагрузки в комбинации с нагрузками (моментами и силами), вызванными на горизонтальных поверхностях или крыльях этими разнесенными вертикальными поверхностями или законцовками.

6.31.3.2 Если часть разнесенной вертикальной поверхности или законцовки крыла находится выше, а часть ниже горизонтальной поверхности, то критическая удельная нагрузка на вертикальную поверхность (нагрузка на единицу площади), заданная в 6.31.1 и 6.31.2, должна прикладываться:

а) к части вертикальной поверхности, находящейся выше горизонтальной, а 80% этой нагрузки - к части, находящейся ниже;

б) к части вертикальной поверхности, находящейся ниже горизонтальной, а 80% этой нагрузки - к части, находящейся выше.

6.31.3.3 Применяя условия рыскания, указанные в 6.31.1 и 6.31.2, к вертикальным поверхностям, рассмотренным в 6.31.3.2, необходимо учитывать влияние концевых шайб на нагрузки, возникающие на разнесенных вертикальных поверхностях или законцовках крыла.

6.31.3.4 При использовании достоверных методов расчета маневренных нагрузок на вертикальные поверхности в соответствии с 6.31.1 следует учитывать нагрузки на горизонтальные поверхности при горизонтальном полете, включая нагрузки, создаваемые на горизонтальных поверхностях вертикальными поверхностями, а также моменты или силы, возникающие от вертикальных поверхностей. Расчет на прочность следует проводить, исходя из одновременного действия этих горизонтальных и вертикальных нагрузок.

6.32 Комбинированное нагружение хвостового оперения

Следует считать, что 75% нагрузок на горизонтальное оперение, указанных в 6.30.2, и 75% нагрузок на вертикальное оперение, указанных в 6.31.1, действуют одновременно.

6.33 Дополнительные нагрузки, прикладываемые к V-образным поверхностям хвостового оперения

БВС с V-образным хвостовым оперением должен быть рассчитан на действие воздушного порыва, перпендикулярного по отношению к одной из стабилизирующих поверхностей, на скорости V_C. Этот случай является дополнительным к аналогичным рассмотренным случаям для горизонтального и вертикального оперений. При проектировании БВС с V-образным хвостовым оперением необходимо учитывать взаимовлияние V-образных поверхностей.

6.34 Элероны

Элероны должны быть рассчитаны на эксплуатационные нагрузки с учетом условий, связанных с работой автоматизированной системы управления полетом (таких как скорость перемещения элерона или ограничения на угол допустимого отклонения):

а) при нейтральном положении в условиях симметричного полета;

б) при следующих отклонениях (кроме тех, которые могут быть ограничены из-за достижения максимальных усилий в сервомеханизмах и приводах) в условиях несимметричного полета:

1) резкое отклонение органами управления элеронов на максимальный угол на скорости V_A. В этом случае возможны приемлемые допущения относительно скорости отклонения системы управления;

2) отклонение элеронов на скорости V_C (скорость V_C больше чем скорость V_A), достаточное для создания угловой скорости крена не ниже угловой скорости крена, рассчитываемой по условиям, указанным в перечислении б)1);

3) отклонение элеронов на скорости пикирования V_D, в положение, достаточное для создания угловой скорости крена не ниже 1/3 угловой скорости крена, рассчитываемой по условиям, указанным в перечислении б)2).

6.35 Специальные устройства

Специальные устройства, имеющие аэродинамические поверхности или конструктивные элементы, чей отказ может привести к серьезным последствиям должны быть рассчитаны на эксплуатационные нагрузки. Эти нагрузки следует определять по результатам испытаний или по апробированным расчетным методикам, а также другими способами, устанавливающими консервативный результат.

6.36 Наземные нагрузки

6.36.1 Общие положения

Эксплуатационные нагрузки на земле, указанные в настоящем подразделе, являются внешними и инерционными нагрузками. В каждом рассмотренном случае нагружения внешние реакции должны быть уравновешены поступательными и вращательными инерционными силами, полученными по результатам достоверного расчета или расчета, устанавливающего консервативный результат.

6.36.2 Условия нагружения на земле и основные предположения

6.36.2.1 Требования настоящего подраздела к наземным нагрузкам должны выполняться при максимальном расчетном весе, за исключением требований 6.36.4 - 6.36.6, которые допускается выполнять при расчетном посадочном весе (наибольший вес для посадки с максимальной скоростью), допускаемом 6.36.2.2 и 6.36.2.3.

6.36.2.2 Расчетный посадочный вес может быть принят равным наименьшему из следующих значений:

а) 95% максимального веса;

б) максимальный расчетный вес с уменьшенным на 25% весом полного запаса топлива.

6.36.2.3 Посадочный вес многомоторного БВС может быть менее чем вес, определяемый в соответствии с 6.36.2.2, для вычисления которого предусмотрены следующие условия:

а) один двигатель не работает;

б) должно быть показано, что система аварийного сброса топлива соответствует 8.12.7.

6.36.2.4 Эксплуатационная вертикальная инерционная перегрузка в центре тяжести БВС для наземных нагрузок, предусмотренных в настоящем пункте, не может быть менее значений перегрузок, полученных при посадке со скоростью снижения V, равной 1,1(G/S) м/с (G в кг, S в м²), при условии, что эта скорость должна быть от 2,13 до 3,05 м/с. Эти скорости, ограничивающие скорость снижения, могут быть изменены, если будет показано, что особенности конструкции БВС не позволяют развивать такие скорости или новые безопасные значения скоростей будут обоснованы предшествующим опытом эксплуатации БВС.

6.36.2.5 При рассмотрении нагруженности БВС при посадке допускается условие, что подъемная сила крыла не превышает 2/3 веса БВС и действует в течение всего времени действия удара при посадке и проходит через центр тяжести. Перегрузка от реакции земли может быть принята равной инерционной перегрузке за вычетом значения перегрузки, равного отношению вышеуказанной подъемной силы крыла к весу БВС.

6.36.2.6 Если предельная перегрузка, соответствующая предельной скорости снижения, определяется по результатам испытаний на поглощение энергии, то эти испытания должны быть проведены в соответствии с 7.17.2.1.

6.36.2.7 При максимальном расчетном весе максимальная инерционная перегрузка, используемая в расчетах, должна быть не менее 2,67, а эксплуатационная перегрузка от реакции земли должна быть не менее 2,0. Эти значения перегрузок не должны быть превышены при движении БВС по наиболее неподготовленному аэродрому, что возможно в эксплуатации, вплоть до скорости взлета.

6.36.2.8 Должно быть показано, что при действии нагрузок, соответствующих поглощению амортизацией максимальной энергии, конструкция шасси не разрушится и ее прочность останется на прежнем уровне.

6.36.2.9 Для конструкции планера БВС коэффициент безопасности по отношению к эксплуатационным нагрузкам при поглощении максимальной энергии принимается не менее 1,1.

6.36.3 Схемы шасси

Требования 6.36.4 - 6.36.6 применяются к БВС с обычным расположением носовой и основных стоек или хвостовой и основных стоек шасси.

6.36.4 Условия горизонтальной посадки

6.36.4.1 Для горизонтальной посадки принимается, что БВС может находиться в следующих положениях:

а) БВС с хвостовым колесом - в обычном положении горизонтального полета.

б) БВС с носовыми колесами - в положениях, при которых:

1) носовое и основные колеса касаются земли одновременно;

2) основные колеса касаются земли, а носовое колесо приподнято над землей.

Примечание - Положения колес, указанные в перечислении б)1), допускается использовать при анализе положения, указанного в перечислении б)2).

 

6.36.4.2 Одновременно с вертикальными реакциями земли должны быть приложены лобовые нагрузки по величине не менее значений, равных 25% от максимальных вертикальных сил реакций земли (без учета разгрузки от подъемной силы крыла)

6.36.4.3 Силы лобового сопротивления, принимаемые для расчета, должны быть не менее сил, приведенных в приложении В.

6.36.4.4 Для БВС с концевыми баками или большими подвешенными под крылом массами (такими, как ТВД, концевые баки и крепежный элемент, к которому крепятся баки или подвешенные массы) должны быть спроектированы в расчете на динамическую реакцию при условиях горизонтальной посадки, указанных 6.36.4.1, перечисление б)1) или б)2). При расчетах динамической реакции допускается принимать, что подъемная сила БВС равна весу БВС. Требования данного пункта следует применять для самого неблагоприятного расчетного случая.

6.36.5 Нагрузки в условиях посадки с опущенным хвостом

6.36.5.1 Для посадки с опущенным хвостом принимается, что БВС может находиться в следующих положениях:

а) БВС с хвостовым колесом - в положении, при котором хвостовое и основные колеса касаются земли одновременно;

б) БВС с носовым колесом - либо в положении сваливания, либо с максимальным углом, который допускает клиренс до земли каждой части БВС (берут меньший угол).

6.36.5.2 Для БВС как с хвостовым, так и с носовым колесом принимают, что реакции земли являются вертикальными, при этом колеса имеют скорость, которая была достигнута перед максимальной вертикальной нагрузкой.

6.36.5.3 Для конструкции БВС с хвостовой опорой нагрузки, действующие на хвостовую опору при посадке на "хвост" P, Н, допускается вычислять по формуле

 

, (13)

 

где m - масса БВС, кг;

g - ускорение земного тяготения, м/с²;

r_y - радиус инерции БВС, м;

L - расстояние между хвостовой опорой и центром тяжести БВС, м.

6.36.5.4 При ударе в хвостовую предохранительную опору для БВС с носовым колесом эксплуатационную нагрузку следует определять из диаграммы обжатия амортизации как максимальное усилие на опору при поглощении эксплуатационной энергии, равной 0,015G, кгс·м, где G - расчетный посадочный вес БВС. Амортизация предохранительной опоры принимается полностью обжатой.

6.36.6 Нагрузки в условиях посадки на одно колесо

При посадке на одно колесо принимают, что БВС находится в горизонтальном положении и касается земли одной из основных стоек шасси. В этом положении реакция земли для выпущенной стойки шасси определяется в соответствии с условиями, указанными в 6.36.4.1, перечисление б).

6.36.7 Условия действий боковой наземной нагрузки

6.36.7.1 При действии боковой нагрузки на основные стойки шасси принимают, что БВС находится в горизонтальном положении, земли касаются только основные колеса, а амортизаторы и пневматики обжаты до их статических положений.

6.36.7.2 Эксплуатационную вертикальную инерционную перегрузку принимают равной 1,33, при этом вертикальная реакция земли поровну распределена между основными колесами. Эксплуатационная вертикальная инерционная перегрузка может быть уменьшена до 1,2, если БВС эксплуатируется только на ВПП с покрытием.

6.36.7.3 Эксплуатационную боковую инерционную перегрузку принимают равной 0,83, при этом боковая реакция земли распределена между основными колесами следующим образом:

а) 0,5G действует на одну стойку шасси и направлена к борту фюзеляжа;

б) 0,33G действует на другую стойку и направлена от борта фюзеляжа, где G - расчетный посадочный вес БВС, кгс.

6.36.7.4 Боковые нагрузки, определенные в соответствии с 6.36.7.3, считаются действующими в точке контакта с землей, а лобовые могут быть приняты равными нулю.

6.36.7.5 Для случая бокового удара в носовую стойку принимают, что БВС находится в горизонтальном положении, а амортизация носовой стойки обжата в соответствии с приложенной нагрузкой.

6.36.7.6 Величину реакции земли при поглощении эксплуатационной и максимальной энергиях принимают в соответствии с 6.36.2. Реакция земли должна быть приложена в точке касания колеса с землей и направлена вверх и вбок так, что боковая компонента будет равна 0,33 ее значения в случае поглощения эксплуатационной энергии и 0,25 в случае поглощения максимальной энергии.

6.36.7.7 Для самоориентирующегося или управляемого носового колеса может быть принято, что часть момента боковой силы, в соответствии с условиями, указанными в 6.36.7.5, относительно оси ориентировки носового колеса, равная значению, задаваемому в 6.36.12, перечисление е)2), воспринимается на оси ориентировки, а остальная часть момента воспринимается парой сил на оси колеса. Если момент боковой силы, задаваемой в соответствии с условиями, указанными в 6.36.7.5, относительно оси ориентировки носового колеса получается менее значения, задаваемого в 6.36.12, перечисление е)2), то для расчета должны быть приняты величины момента и силы, определенные в соответствии с 6.36.12, перечисление е)2).

6.36.8 Нагрузки при разбеге

Шасси и конструкцию БВС должны выдерживать нагрузки не ниже определенных при самых неблагоприятных условиях, при которых демонстрируется соответствие 5.31.

6.36.9 Нагрузки в условиях качения с торможением

Для условий качения с торможением, при которых амортизатор и шины обжаты до их статических положений, должны выполняться следующие требования:

а) эксплуатационная вертикальная перегрузка должна быть равна 1,33;

б) положения БВС и контакты с землей должны быть приняты в соответствии с условиями для горизонтальных посадок, указанных в 6.36.4;

в) лобовая реакция, равная вертикальной реакции на колесо, умноженной на коэффициент трения 0,8, должна быть приложена в точке контакта с землей каждого тормозного колеса, при условии, что лобовая реакция не должна превышать максимального значения, определяемого по эксплуатационному тормозному моменту.

6.36.10 Разворот

При определении перегрузок при развороте БВС принимают, что БВС, находящийся в статическом положении, в результате действия дифференциальной тяги двигателей выполняет установившийся разворот, при котором эксплуатационные перегрузки, приложенные в центре тяжести, составляют 1,0 по вертикали и 0,5 в боковом направлении. Боковая реакция земли на каждом колесе должна составлять 0,5 вертикальной реакции.

6.36.11 Дополнительные условия нагружения для хвостовых колес

При определении наземных нагрузок на хвостовое колесо и крепежную конструкцию должны быть выполнены следующие требования:

а) при наезде на препятствие эксплуатационная реакция земли, определенная для посадки с опущенным хвостом, действует вверх и назад через ось колеса под углом 45°, а амортизатор и шина могут быть обжаты до их статических положений;

б) при действии боковой нагрузки принимается, что эксплуатационная вертикальная реакция земли, равная статической нагрузке на хвостовое колесо, рассматривается вместе с равной ей по величине боковой компонентой. Кроме того:

1) если имеется шарнирное соединение с вертикальной осью, то принимается, что хвостовое колесо повернуто на 90° относительно продольной оси БВС, а результирующая нагрузка от земли проходит через ось колеса;

2) если используется стопор, механизм управления или демпфер шимми, то предполагается, что хвостовое колесо находится в буксировочном положении, а боковая нагрузка действует в точке контакта с землей;

3) принимается, что амортизатор и пневматик находятся в стояночных положениях.

6.36.12 Дополнительные условия нагружения для носовых колес

При определении наземных нагрузок на носовые колеса и на их крепежную конструкцию с учетом того, что амортизаторы и пневматики находятся в статических положениях, должны выполняться следующие требования:

а) при нагрузках, направленных против движения БВС, составляющие эксплуатационной силы на оси колеса должны быть следующими:

1) вертикальная составляющая в 2,25 раз превышает стояночную нагрузку на колесо;

2) сила торможения составляет 0,8 от вертикальной нагрузки;

б) при нагрузках, направленных по направлению движения БВС, составляющие эксплуатационной силы на оси колеса должны быть следующими:

1) вертикальная составляющая в 2,25 раз превышает стояночную нагрузку на колесо.

2) составляющую, направленную по направлению движения БВС, считают равной 0,4 от вертикальной нагрузки;

в) при боковых нагрузках составляющие эксплуатационной силы в точке контакта с землей должны быть следующими:

1) вертикальная составляющая в 2,25 раз превышает стояночную нагрузку на колесо;

2) боковая составляющая имеет значение, равное вертикальной нагрузке, умноженной на коэффициент 0,7;

г) управляемое носовое колесо в любом допустимом положении при расчетном взлетном весе должно быть рассчитано на совместные нагрузки, равные 1,33 полного крутящего момента и 1,33 максимальной стояночной нагрузки на носовое колесо. Если на БВС установлено устройство ограничения крутящего момента, то крутящий момент может быть уменьшен до значения, допускаемого данным устройством;

д) при рыскании носового колеса предполагается, что БВС находится в положении статического равновесия и на него действуют нагрузки, возникающие при одностороннем торможении колес основного шасси. На эти нагрузки должны быть рассчитаны носовая стойка шасси, узлы ее крепления и конструкция фюзеляжа, расположенная перед центром тяжести БВС, с соблюдением следующих требований:

1) вертикальная перегрузка в центре тяжести БВС равна 1,0;

2) в центре тяжести БВС приложена по направлению движения БВС сила, вызванная односторонним торможением колес основного шасси. Значение этой силы не должно превышать максимальную лобовую силу на одну стойку основного шасси в соответствии с условиями, указанными в 6.36.9, перечисление в);

3) боковые и вертикальные нагрузки на носовую стойку шасси в точке соприкосновения с землей определяются из условия статического равновесия, однако значение боковой силы более 0,8 от вертикальной силы принимать не допускается. Кроме того, если механизм управления или демпфер шимми снабжены предохранительным клапаном, ограничивающим усилие бустера (демпфера), то боковая сила не должна создавать момент относительно оси ориентировки носовой стойки больший, чем в соответствии с условиями, указанными в перечислении д)2);

е) элементы конструкции носовой стойки шасси и демпфер шимми должны быть рассчитаны на нагружение крутящим моментом, создаваемым в соответствии с условиями, указанными в перечислении д)3), боковой составляющей нагрузки относительно оси ориентировки колеса. При этом:

1) значение крутящего момента устанавливают не менее момента, развиваемого относительно оси ориентировки колеса механизмом управления;

2) если демпфер шимми снабжен предохранительным клапаном, ограничивающим усилие демпфера, то эксплуатационный момент от боковой составляющей нагрузки, уравновешиваемый демпфером, принимается не более суммы, включающей момент, равный 1,15 максимального момента, создаваемого демпфером при работающем клапане, и момент от сил трения в системе разворота колеса.

6.36.13 Нагрузки при вывешивании

6.36.13.1 БВС должен быть рассчитан на нагрузки, возникающие при вывешивании БВС, в горизонтальном положении на домкратах при максимальном расчетном весе, с учетом следующих перегрузок для точек установки домкратов на стойках шасси и силовой конструкции планера:

а) вертикальная перегрузка равна 1,35 от статических реакций;

б) перегрузки по горизонтальной оси БВС и боковая перегрузка принимаются равными 0,4 от вертикальных статических реакций.

6.36.13.2 Горизонтальные нагрузки в точках установки домкратов должны уравновешиваться инерционными силами так, чтобы в точках установки домкратов не произошло изменения направления результирующих нагрузок.

6.36.13.3 Горизонтальные нагрузки должны быть рассмотрены во всех комбинациях с вертикальной нагрузкой.

6.36.14 Нагрузки при буксировке

6.36.14.1 При расчете буксировочных узлов, стоек шасси (если буксировочные узлы расположены на стойках) и их крепежных конструкций должны учитываться буксировочные нагрузки.

6.36.14.2 Буксировочные нагрузки, указанные в 6.36.14.5, должны рассматриваться раздельно. Эти нагрузки должны быть приложены к буксировочным узлам и должны действовать параллельно земле. Кроме того:

а) следует считать, что вертикальная перегрузка в центре тяжести БВС равна 1,0;

б) амортизационные стойки шасси и пневматики должны находиться в стояночном положении.

6.36.14.3 Если буксировочные узлы расположены не на шасси, а вблизи плоскости симметрии БВС, то к ним прикладываются лобовые и боковые составляющие буксировочных нагрузок, определенные для вспомогательного (носового или хвостового) шасси. Если буксировочные узлы расположены снаружи от основных стоек шасси, к ним прикладываются лобовые и боковые составляющие нагрузок, определенные для основного шасси.

6.36.14.4 Буксировочные нагрузки, указанные в 6.36.14.5, должны уравновешиваться следующим образом:

а) боковая составляющая буксировочной нагрузки, прикладываемой к основному шасси, должна уравновешиваться боковой силой на основное шасси, действующей по линии стояночного обжатия колес основного шасси;

б) буксировочная нагрузка на вспомогательное шасси и лобовой компонент буксировочной нагрузки основного шасси должны уравновешиваться следующим образом:

1) реакция, максимальное значение которой равно вертикальной реакции, должна быть приложена к оси нагруженного колеса, к которому приложена нагрузка;

2) нагрузки должны уравновешиваться силами инерции БВС.

6.36.14.5 Буксировочные нагрузки должны соответствовать представленному в таблице 4.

 

Таблица 4

 

Буксировочный узел	Положение	Нагрузка
		Значение	Направление
Основное шасси	-	0,225G на блок основного шасси	По направлению движения БВС
			Относительно направлению движения БВС под углом 30°
			Против направления движения БВС
			Относительно направления противоположного движению БВС под углом 30°
Вспомогательное шасси (носовое)	В плоскости симметрии БВС	0,30G	По направлению движения БВС
			Против направления движения БВС
	Повернуто на 30° от плоскости симметрии	0,30G	По направлению движения БВС
			Против направления движения БВС
	Повернуто на 45° из положения по направлению движения БВС	0,15G	По направлению движения БВС
	Повернуто на 45° из положения против движения направления БВС	0,15G	По направлению движения БВС
			Против направления движения БВС
Примечания 1 G - максимальный расчетный вес. 2 Для промежуточных значений углов поворота вспомогательного шасси для определения величины буксировочного усилия применяют линейную интерполяцию.

 

6.36.15 Шимми

При взлете и посадке во всем диапазоне возможных весов и скоростей движения БВС по ВПП не должно возникать шимми колес шасси, что необходимо подтвердить результатами расчетов и испытаний стоек шасси.

6.36.16 Случаи аварийной посадки

Предельные нагрузки на земле при аварийной посадке должны соответствовать эксплуатационным внешним нагрузкам и силам инерции, действующим на БВС. Для каждого случая аварийной посадки нагрузки на земле и внешние реакции совместно с инерционными силами должны быть получены расчетом по апробированной методике или другими способами, дающими консервативный результат.

6.36.17 Парашютные нагрузки в штатных условиях посадки

6.37.1 Для штатной посадки с парашютом должны быть определены нагрузки, возникающие при раскрытии парашюта, а также аэродинамические и инерционные нагрузки, рассматриваемые при наихудших эксплуатационных условиях в отношении веса и области режимов полета.

6.37.2 В расчетных условиях для случаев, когда завершение полета с парашютом осуществляется в аварийных условиях, должны быть предусмотрены нагрузки, возникающие при раскрытии парашюта, а также аэродинамические и инерционные нагрузки, рассматриваемые при наихудших эксплуатационных условиях в отношении веса и области полетных режимов.

6.38 Анализ усталости. Металлическая конструкция планера

6.38.1 Ресурс БВС по усталостной прочности, детальное проектирование и изготовление тех частей конструкции планера БВС, разрушение которых может привести к катастрофической ситуации, должны анализироваться для доказательства того, что конструкция, действующий уровень напряжений, материалы и ОУЭ обеспечивают заданный ресурс БВС, на основе одного из изложенных ниже положений:

а) испытаниями или расчетом, подкрепленным результатами испытаний, должно быть показано, что конструкция способна выдерживать переменные эксплуатационные нагрузки в пределах установленного безопасного ресурса;

б) испытаниями или расчетно-экспериментальным способом должно быть показано, что катастрофическое разрушение конструкции вследствие усталостного повреждения или частичное разрушение наиболее нагруженного силового конструктивного элемента в течение установленного ресурса является невероятным событием, а также, что при частичном разрушении конструкция выдерживает расчетную нагрузку, равную 75% от критической максимальной эксплуатационной нагрузки на скорости V_C. Если в расчетах или испытаниях не рассматривались динамические эффекты, приводящие к отказу при статической нагрузке, то нагрузки должны быть умножены на коэффициент, равный 1,15.

6.38.2 Для предварительного анализа ресурса допускается использовать параметры аналогичной конструкции, по которой имеется опыт эксплуатации, сопоставимый с ресурсом проектируемого БВС по усталостной прочности.

6.38.3 Анализ переменных нагрузок должен выполняться в соответствии со следующими требованиями:

а) при формировании нагружения БВС переменными нагрузками должны быть учтены все нагрузки типового спектра нагружения, включающего нагрузки при наземных режимах движения, нагрузки, создаваемые при цикле земля - воздух - земля, маневренные нагрузки, нагрузки, возникающие при атмосферной турбулентности, и другие;

б) при определении нагрузок необходимо учитывать взаимное влияние аэродинамических поверхностей;

в) для винтокрылых БВС необходимо учитывать нагрузки, вызванные срывом потока от вращающегося воздушного винта и возникающие при бафтинге, связанным с действием сходящих вихрей.