Основы прочности и жесткости летательных аппаратов

Под прочностью конструкции ЛА в целом и отдельных его агрегатов понимают их способность выдерживать действующие нагрузки без остаточных деформаций и разрушения, а под жесткостью - способность в заданных пределах изменять под нагрузкой исходную геометрическую форму.
Перед проектировщиками ЛА стоит задача создать безусловно прочную и достаточно жесткую конструкцию с минимально возможной массой, поскольку ни в одном сооружении или машине масса конструкции не играет такой большой роли, как в ЛА, где она существенным образом влияет на его ЛТХ и эффективность. В связи с этим комплекс задач, которые приходится решать для обеспечения прочности ЛА, и, соответственно, методы их решения резко отличаются от задач обеспечения прочности других машин.
Современная наука о прочности ЛА в значительной части опирается на работы отечественных ученых: механика-кораблестроителя А.Н. Крылова, механика-моторостроителя Д.И. Журавского, механика-кораблестроителя И.Г. Бубнова, военного инженера Б.Г. Галеркина и наших современников М.В. Келдыша, А.И. Макаревского, А.М Черемухина и других.
Для обеспечения заданных в ТЗ на проектирование надежности и ресурса ЛА наука о прочности ЛА разрабатывает теоретические и экспериментальные методы решения следующих основных задач:
- определение нагрузок, действующих на ЛА во всех условиях его эксплуатации; обоснование требований к прочности и жесткости конструкции ЛА; создание норм летной годности, которым должен отвечать каждый вновь разрабатываемый ЛА;
- определение напряженного и деформированного состояния и оценка реальной прочности и жесткости элементов конструкции и ЛА в целом под действием нагрузок.
Естественно, что ЛА, в зависимости от их назначения и условий эксплуатации, различаются не только аэродинамической компоновкой, но и характером действующих на них нагрузок. Так, на ракеты-носители действуют преимущественно продольные нагрузки (направленные вдоль оси 0X ракеты-носителя силы тяжести, силы инерции и тяга двигателей), на самолеты действуют преимущественно поперечные нагрузки (направленные перпендикулярно плоскости X0Z в связанной системе осей координат).