Инерционные нагрузки.

Появляются, когда скорость полета изменяется по величине и направлению, например взлет и посадка, совершение маневров, изменение скорости прямолинейного полета. Инерционные силы, возникающие при разгоне или торможении самолета определяются по второму закону механики(произведение массы на ускорение). Pi=m*a. В аэродинамике определяют по коэффициенту перегрузки K= a/g => Pi=m*k*g. Величина коэффициента задается нормами прочности, в зависимости от маневра и типа самолета. Максимальное значение коэффициенты принимается для случая выхода самолета из пикирования при работе двигателя на максимальном режиме- эта величина может доходить до 8-10g. В случае прямолинейного полета сила инерции направлена по оси двигателя. При разгоне против полета и наоборот. Сила инерции нагружает узлы двигателя. И через подшипники передаются на корпусные детали двигателя. В случае криволинейного движения возникает центробежная сила. Рц= mrΩ^2. R- радиус центра масс.

Центробежная сила очень большая, например, возникающая в одной турбинной лопатке может достигать 250 кН. В случае, когда самолет выполняет маневры, то его траектория отличается от прямолинейной. Ротор двигателя вращается с высокой частотой вращения и имеет большой момент инерции относительно оси вращения, т.е. двигатель ведет себя как гироскоп, это означает, что при вращении ротора вокруг собственной оси с угловой скоростью Ω маленькое и вращении самой оси двигателя в пространстве, с угловой скоростью Ω приводит к появлению поворотного ускорения, в результате которого возникает гироскопический момент. Величина гироскопического момента: Мгир= Y*ω*Ω*sinα.

Если α=90, то Mгир max=Y*ω*Ω. V=R*Ω. Piц=m*V*Ω, Piц=k*g*m, Ω=k*(g/V).

Направление гироскопического момента определяется:

Гироскопический момент стремится повернуть самолет в пространстве так, чтобы совместить вектор угловой скорости ω с вектором угловой скорости поворота самолета Ω. Например, если ротор двигателя совершает вращение против часовой стрелки(со стороны сопла), в то время как самолет совершает левый разворот вокруг оси Z, то под действием гироскопического момента опоры ротора, а значит и корпуса воспринимают дополнительную нагрузку, зависящую от величины гироскопического момента, направленного против часовой стрелки и от расстояния между опорами. Эта нагрузка вызывает на валу и корпусе двигателя напряжение сгиба.

Температурные нагрузки.

Во время работы двигателя его детали нагреваются, т.к. детали выполняются из различных материалов, имеющих разные коэффициенты линейного расширения, то даже при равной температуре они по-разному изменяют свою длину и объем. Если свобода их расширения конструктивно не обеспечена, то возникают температурные нагрузки. Такие же нагрузки возникают в случае, если разные участки одной детали имеют различную температуру, например диск турбины. При запуске двигателя в центральной части, менее нагретой возникают усилия, препятствующие линейному расширению более нагретой периферийной части. Поэтому в центральной части напряжение растяжения, а в центральной напряжение сжатия. Поэтому при проектировании необходимо обеспечить свободу температурного расширения детали.