Rys. 3 Przekrój przez goleń o strukturze szklanej
Struktura szklana została zastosowana w podwoziach do PZL-105 Flaming i PW-4 Pelikan. Struktura hybrydowa jest nowym rozwiązaniem, nad którym obecnie trwają badania.. Jest ona dużo prostsza technologicznie oraz pozwala uniknąć niekorzystnych zjawisk związanych z problemem podparcia pasów ściankami. Dla tej samej szerokości i poziomiu naprężeń bliskich dopuszczalnym struktura hybrydowa charakteryzuje się większymi ugięciami, ale również większą masą. Jej wadą jest wyższa cena oraz mniejsza dostępność zbrojenia węglowego na rynku polskim.
Aby dokonać wyboru struktury potrzebna nam była analiza ilościowa, pozwalająca na porównanie masy i ugięcia w obydwu przypadkach. Postanowiliśmy więc zbudować modele dla obydwu rozwiązań.
Wstępnym etapem projektowania wytrzymałościowego w tego typu konstrukcjach jest przewidzenie obciążeń zewnętrznych działających na obiekt. Do tego celu wykorzystaliśmy przepisy lotnicze JAR/PART-23. Określają one dość jasno warunki i przypadki lądowania samolotów klasy normalnej, użytkowej, akrobacyjnej i transportu lokalnego. Obliczenie sił wyznacza się z bilansu energii całkowitej lądującego samolotu. W zależności od ciężaru i powierzchni nośnej samolotu przepisy określają maksymalną prędkość pionową opadania. Znając ugięcie elementów pochłaniających energię można określić wartość reakcji działających na koła.
Rys.5 Wymiarujące obciążenie samolotu zgodnie z przepisami JAR/PART-23
Proces projektowy zazwyczaj przebiega iteracyjnie. Powstaje pierwsza koncepcja, która następnie jest weryfikowana przez wyniki obliczeń. Analizując je wprowadza się zmiany i następnie poprawiony model jest weryfikowany przez kolejne obliczenia. Po parokrotnym przejściu przez pętlę iteracyjną dochodzimy do zadowalającego nas rozwiązania problemu. Często jest ono pewnym kompromisem lub tzw. złotym środkiem.
Główną częścią naszej pracy było prawidłowe dobranie parametrów goleni, tak by uzyskać jej odpowiednie charakterystyki sztywnościowe. Na początku posługiwaliśmy się prostymi modelami analitycznymi belki, następnie zbudowaliśmy bardziej złożony model bryłowy MES. Tok postępowania obrazuje schemat blokowy na rys.6