Konstrukcija i gradnja jedrilice/Osnovni dijelovi jedrilice/Krilo/Poluljuskasta i ljuskasta konstrukcija

U želji da dobije što manja težina krila (kao i ostalih elemenata jedrilice kao što su trup i repne površine), konstrukcija treba biti takva da konstruktivni materijal bude najbolje iskorišten za rad pri opterećenju na savijanje i uvijanje, tj. da materijal radi pri najvećim naprezanjima.

slika-1: Krilo poluljuskaste konstrukcije jedrilice "Foka 4" (u korijenu krila vidi se dio glavne ramenjače, zatim pomoćna ramenjača i ramenjače kočnica; prvo rebro je noseće i izrađeno je od metala)

Ovom zahtjevu u najvećoj mjeri odgovaraju poluljuskaste i ljuskaste konstrukcije kod kojih je konstruktivni materijal ravnomjernije raspoređen po konturi čime se dobiva mnogo veći moment otpora na savijanje i uvijanje, a ovim se povećavaju kritični naponi. Konstruktivno je moguće da se samo pomoću vanjske kore određene debljine ili uzdužnica i kore potpuno odstrani unutarnja noseća struktura pa će u tom slučaju kora primiti sva opterećenja, tj. opterećenje na savijanje i uvijanje. Međutim, nemoguće je primijeniti čistu poluljuskastu ili ljuskastu konstrukciju iz sljedećih razloga:

-nestabilnost oblika pod djelovanjem vanjskih opterećenja (stoga su potrebna rebra i vertikalni zidovi) i

-potrebe ugradnje raznih okova kad se na tim mjestima mora izvršiti lokalno pojačanje.

Pri rješavanju strukture konstrukcije krila posebnu pažnju treba posvetiti veličini slobodnih polja oplate, a u vezi s veličinom kritičnih napona. Da bi se veličina polja dovela na pravu mjeru, koristi se ugradnja rebara i uzdužnica. Na slici-1 prikazano je krilo poluljuskaste konstrukcije čija se struktura sastoji iz:

-uzdužnica (stringera),

-rebara,

-zadnje pomoćne ramenjače,

-prednje vertikalne letve i

-nepotpune kutijaste glavne ramenjače (koja preko okova prenosi opterećenja na strukturu trupa).

Kod ove konstrukcije prvo noseće rebro izrađeno je od duralnog lima.

U daljem razvoju strukture krila učinjen je korak naprijed kada je u potpunosti izbačen klasičan tip ramenjače, a umjesto uzdužnica primijenjen sendvič. Na slici-2 prikazan je sendvič gdje se između dva sloja ljepenke ubacuje puni drveni materijal (omorika ili balza), a na mjestu spoja s trupom ojačani široki pojas. Pored ove mogućnosti danas se najčešće između dva sloja ljepenke stavlja papirnato saće, porozna lagana plastična masa ili valovit lim (ako se radi s metalnom oplatom, slika-3).

• 
  slika-2: Struktura krila u sendvič – konstrukciji
• 
  slika-3: Vrste ispuna koje se primjenjuju kod sendvič – konstrukcija
• 
  slika-4: Struktura ljuskastog krila (umjesto ramenjače primijenjen je široki pojas od omorike, oplate su od ljepenke, a ispuna sendviča je laka plastična
• 
  slika-5: Načini spajanja elemenata u sendvič – konstrukciji kod drvenih i metalnih struktura
• 
  slika-6: Sendvič – konstrukcija krila kod koje je oplata izrađena od armirane plastike, ispuna je od papirnatog saća
• 
  slika-7: Element krila u potpunosti ispunjen papirnatim saćem (oplata je od armiranog laminata)
• 
  slika-8: Strukturalni poprečni presjek krila

Na slici-4 prikazana je, u cijelosti, konstrukcija ljuskastog krila u sendvič–strukturi. Ovdje je u cilju smanjenja polja ubačen vertikalni zid. Na mjestima spajanja pojedinih elemenata sendvič–strukture ubacuju se umetci (profili ili čahure) koji osiguravaju potrebnu čvrstoću i krutost ovih dijelova strukture, što se vidi na slici-5.

Posljednjih godina umjesto oplate od ljepenke koristi se armirana plastika–laminat čime se u znatnoj mjeri smanjuje težina konstrukcije uz potpuno održanje čvrstoće. Ovdje se pojavljuju dva pravca konstruiranja:

–prvi, koji je identičan prethodnom, odnosno sendvič–konstrukciji krila, a oplata od ljepenke je zamijenjena armiranim laminatom (slika-6) i

-drugi, gdje se čitav prostor poprečnog presjeka ispunjava papirnatim saćem (ili lakim poroznim plastičnim materijalom), a oplata je armirani laminat (slike-7 i 8). Kod ovih konstrukcija ugrađen je vertikalni zid radi smanjenja veličine polja oplate.