Фюзеляж вертолета что это

13.01.202318.02.2023 admin 0 Comments

Фюзеляж вертолета

В процессе разработки объемной и весовой компоновки вертолета определяются конфигурации фюзеляжа и его геометрические параметры, координаты, величина и характер нагрузок, которые должны восприниматься силовыми элементами. Выбор КСС фюзеляжа является начальным этапом конструирования. Прорабатывается такая силовая схема, которая наиболее полно выполняет предъявляемые заказчиком требования.

Основные требования к КСС фюзеляжа:

надежность конструкции в период эксплуатации вертолета;

обеспечение заданного уровня комфорта в кабинах экипажа и пассажиров;

высокая эксплуатационная эффективность;

обеспечение безопасного для экипажа и пассажиров объема внутри фюзеляжа и возможность его покидания при аварийной посадке вертолета.

Эксплуатационные требования, схема и назначение вертолета также существенно влияют на выбор КСС фюзеляжа. Эти требования следующие:

Фюзеляж вертолета Н-21 цельнометаллический

Для аварийного покидания вертолета пассажирами и экипажем на вертолете предусматриваются аварийные выходы. Двери для пассажиров и экипажа, а также эксплуатационные люки включаются

в число аварийных выходов, если их размеры и расположение отвечают соответствующим требованиям. Аварийные выходы в кабине экипажа располагаются по одному с каждой стороны фюзеляжа либо вместо этого предусматривается один верхний люк и один аварийный выход на любой его стороне. Их размеры и расположение должны обеспечивать быстрое покидание вертолета экипажем. Подобные выходы можно не предусматривать, если экипаж вертолета может воспользоваться аварийными выходами для пассажиров, расположенными вблизи кабины экипажа. Аварийные выходы для пассажиров должны быть прямоугольной формы с радиусом закругления углов не больше 0,1 м.

Размеры аварийных выходов для экипажа должны быть не менее:

— 480 х 510 мм — для бортовых выходов;

— 500 х 510 мм — для верхнего люка прямоугольной формы или диаметром G40 мм — для круглого люка.

Каждый основной и аварийный выходы должны удовлетворять следующим требованиям:

—- иметь подвижную дверь или съемный люк, обеспечивающий свободный выход пассажиров и экипажа;

— легко открываться как изнутри, так и снаружи с помощью не более двух ручек;

— иметь средства для запирания снаружи и изнутри, а также предохранительное устройство, исключающее открытие двери или люка в полете в результате случайных действий. Запирающие устройства делают самоконтрящимися, без съемных ручек и ключей. На вертолете снаружи обозначаются места для вырубания обшивки в случае заклинивания дверей и люков при аварийной посадке вертолета.

Объемы, требуемые для размещения пассажиров и ’транспортируемого груза, являются определяющими при конструировании пассажирской и грузовой кабины фюзеляжа.

Внешний вид фюзеляжа и его КОС зависят от назначения вертолета и его схемы:

— вертолет-амфибия должен иметь специальную форму нижней части фюзеляжа, отвечающую требованиям гидродинамики (минимальные нагрузки на вертолет при посадке на воду; минимальную потребную тягу 11В при взлете; отсутствие брызго- образования в зоне обзора летчика и воздухо- заборников двигателей; соответствие требованиям устойчивости и плавучести);

— фюзеляж вертолета-крана представляет собой силовую балку, к которой крепится кабина экипажа, а груз транспортируется на внешней подвеске или в контейнерах, соединенных со стыковыми узлами нижней центральной части фюзеляжа;

— в наиболее распространенной одновинтовой схеме вертолета необходимо иметь силовую консольную балку для крепления РВ.

Выбор рациональной КСС фюзеляжа осуществляется прежде всего на основании данных весовой статистики, параметрических зависимостей и обобщенных сведений о силовых схемах предшествующих конструкций.

По результатам принятых решений формируются предложения, на основании которых происходит окончательный выбор КСС фюзеляжа. В большинстве случаев, исходя из предъявляемых требований и условий эксплуатации, уже заранее известно, какой тип конструкции применим в том или другом случае, поэтому задача может быть сведена к поиску лучшего варианта в рамках заданного конструктивного типа.

В каркасных конструкциях применяются уже проверенные длительной практикой КСС — это конструкции типа подкрепленных оболочек (балочная схема), ферменные конструкции и их комбинации.

Наиболее распространена балочная схема фюзеляжа. Основная причина развития балочных фюзеляжей — стремление конструктора создать прочную и жесткую конструкцию, в которой материал, оптимально распределенный по заданному периметру сечения, рационально применяется при различных нагрузках. В балочной конструкции максимально используется внутренний объем фюзеляжа, обеспечиваются все требования аэродинамики и технологии. Вырезы в обшивке требуют местного усилия, что увеличивает массу фюзеляжа.

Балочные фюзеляжи подразделяются на два типа — лонжеронные и моноблочные.

Схема фюзеляжа существенно видоизменяется при наличии в конструкции вырезов, особенно на их значительной длине. По мере приближения сечений к торцевой части выреза напряжения в обшивке и стрингерах существенно снижаются, усложняются передача крутящего момента и появляются дополнительные напряжения и продольном наборе. Для сохранения прочности панели стрингеры вдоль границы выреза усиливаются, превращаясь в лонжероны. Обшивка и стрингеры полностью включаются в работу лишь сечении, расположенном от торцов выреза на расстоянии, равном примерно ширине выреза. КСС фюзеляжа в подобном случае целесообразно принять лонжеронной.

В лонжеронных конструкциях изгибающий момент воспринимается преимущественно продольными элементами — лонжеронами, а обшивка воспринимает местные нагрузки, перерезывающую силу и крутящий момент.

В моноблочной конструкции обшивка совместно с элементами каркаса воспринимает также нормальные усилия от изгибающих моментов.

Комбинацией указанных силовых схем являются стрингерные фюзеляжи с частично работающей обшивкой, которая выполняется в виде тонкостенной оболочки, подкрепленной стрингерами и шпангоутами. Разновидностью моноблочной КСС является.

Монокок из однородного материала. Предусматривает наличие лишь двух элементов — обшивки и шпангоутов. Все силы и моменты воспринимает обшивка. Такая схема чаще всего применяется для хвостовых балок малых диаметров — D

Источник

Фюзеляж вертолета

Фюзеляж вертолета — корпус летательного аппарата. Фюзеляж вертолета рекомендован для размещения экипажа, целевой нагрузки и оборудования. В фюзеляже может размещаться горючее, шасси, двигатели.

В ходе разработки объемной и весовой компоновки вертолета определяются конфигурации фюзеляжа и его геометрические параметры, координаты, характер и величина нагрузок, каковые должны восприниматься силовыми элементами. Выбор КСС фюзеляжа есть начальным этапом конструирования. Прорабатывается такая силовая схема, которая самый полно делает предъявляемые клиентом требования.

Главные требования к КСС фюзеляжа:

надежность конструкции во время эксплуатации вертолета;

обеспечение заданного уровня комфорта в кабинах пассажиров и экипажа;

высокая эксплуатационная эффективность;

обеспечение надёжного для пассажиров и экипажа количества в фюзеляжа и возможность его покидания при аварийной посадке вертолета.

Эксплуатационные требования, назначение и схема вертолета кроме этого значительно влияют на выбор КСС фюзеляжа. Эти требования следующие:

Фюзеляж вертолета Н-21 цельнометаллический

Для аварийного покидания вертолета экипажем и пассажирами на вертолете предусматриваются аварийные выходы. Двери для экипажа и пассажиров, и эксплуатационные люки включаются

в число аварийных выходов, в случае если их расположение и размеры отвечают соответствующим требованиям. Аварийные выходы в кабине экипажа находятся по одному с каждой стороны фюзеляжа или вместо этого предусматривается один верхний люк и один катастрофический выход на любой его стороне. Их расположение и размеры должны снабжать стремительное покидание вертолета экипажем.

Подобные выходы возможно не предусматривать, в случае если экипаж вертолета может воспользоваться аварийными выходами для пассажиров, расположенными вблизи кабины экипажа. Аварийные выходы для пассажиров должны быть прямоугольной формы с радиусом закругления углов не больше 0,1 м.

Размеры аварийных выходов для экипажа должны быть не меньше:

— 480 х 510 мм — для бортовых выходов;

— 500 х 510 мм — для верхнего люка прямоугольной формы либо диаметром G40 мм — для круглого люка.

Любой главный и катастрофический выходы должны удовлетворять следующим требованиям:

—- иметь подвижную дверь либо съемный люк, снабжающий вольный выход экипажа и пассажиров;

— легко раскрываться как изнутри, так и снаружи посредством не более двух ручек;

— иметь средства для запирания снаружи и изнутри, и предохранительное устройство, исключающее открытие двери либо люка в полете в следствии случайных действий. Закрывающие устройства делают самоконтрящимися, без ключей и съёмных ручек. На вертолете снаружи обозначаются места для вырубания обшивки при заклинивания дверей и люков при аварийной посадке вертолета.

Количества, требуемые для размещения пассажиров и ’транспортируемого груза, являются определяющими при конструировании пассажирской и грузовой кабины фюзеляжа.

Внешний его КОС и вид фюзеляжа зависят от его схемы и назначения вертолёта:

— вертолет-амфибия должен иметь особую форму нижней части фюзеляжа, отвечающую требованиям гидродинамики (минимальные нагрузки на вертолет при посадке на воду; минимальную потребную тягу 11В при взлете; отсутствие брызго- образования в зоне обзора летчика и воздухо- заборников двигателей; соответствие плавучести и требованиям устойчивости);

— фюзеляж вертолета-крана является силовую балку, к которой крепится кабина экипажа, а груз транспортируется на внешней подвеске либо в контейнерах, соединенных со стыковыми узлами нижней центральной части фюзеляжа;

— в самый распространенной одновинтовой схеме вертолета нужно иметь силовую консольную балку для крепления РВ.

Выбор рациональной КСС фюзеляжа осуществляется в первую очередь на основании данных весовой статистики, обобщённых сведений и параметрических зависимостей о силовых схемах предшествующих конструкций.

По итогам принятых ответов формируются предложения, на основании которых происходит окончательный выбор КСС фюзеляжа. Как правило, исходя из предъявляемых условий и требований эксплуатации, уже заблаговременно известно, какой тип конструкции применим в том либо втором случае, исходя из этого задача возможно сведена к поиску лучшего варианта в рамках заданного конструктивного типа.

В каркасных конструкциях используются уже проверенные долгой практикой КСС — это конструкции типа подкрепленных оболочек (балочная схема), ферменные их комбинации и конструкции.

Самый распространена балочная схема фюзеляжа. Главная причина развития балочных фюзеляжей — рвение конструктора создать прочную и твёрдую конструкцию, в которой материал, оптимально распределенный по заданному периметру сечения, рационально используется при разных нагрузках. В балочной конструкции максимально употребляется внутренний количество фюзеляжа, обеспечиваются все технологии и требования аэродинамики.

Вырезы в обшивке требуют местного упрочнения, что увеличивает массу фюзеляжа.

Балочные фюзеляжи подразделяются на два типа — лонжеронные и моноблочные.

Схема фюзеляжа значительно видоизменяется при наличии в конструкции вырезов, в особенности на их большой длине. По мере приближения сечений к торцевой части выреза напряжения в стрингерах и обшивке значительно снижаются, усложняются передача крутящего момента и появляются дополнительные напряжения и продольном комплекте. Для сохранения прочности панели стрингеры на протяжении границы выреза усиливаются, преобразовываясь в лонжероны.

стрингеры и Обшивка всецело включаются в работу только сечении, расположенном от торцов выреза на расстоянии, равном приблизительно ширине выреза. КСС фюзеляжа в подобном случае целесообразно принять лонжеронной.

В лонжеронных конструкциях изгибающий момент воспринимается в основном продольными элементами — лонжеронами, а обшивка принимает местные нагрузки, перерезывающую силу и крутящий момент.

В моноблочной конструкции обшивка совместно с элементами каркаса принимает кроме этого обычные упрочнения от изгибающих моментов.

Комбинацией указанных силовых схем являются стрингерные фюзеляжи с частично трудящейся обшивкой, которая выполняется в виде тонкостенной оболочки, подкрепленной шпангоутами и стрингерами. Разновидностью моноблочной КСС есть.

Монокок из однородного материала. Предусматривает наличие только двух шпангоутов — и элементов обшивки. Все силы и моменты принимает обшивка.

Такая схема значительно чаще используется для хвостовых балок малых диаметров — D 400 мм (обшивка, согнутая по цилиндру с малым радиусом, имеет высокую устойчивость при сжатии).

Монокок многослойный. Использование трехслойных панелей е узкими несущими слоями разрешает повысить как местную, так и неспециализированную жесткость частей фюзеляжа с регулярной (без вырезов) территорией. Конструктивное исполнение трехслойиых (слойчатых) панелей очень разнообразно и зависит от материалов наружного и внутреннего слоя, вида заполнителя, способа соединения обшивок с заполнителем и т.д.

Поверхность фюзеляжа, применяемая для движения технического персонала при наземном обслуживании соответствующих агрегатов, изготавливают из панелей слойчатой конструкции (повышенной жесткости) с утолщенным наружным несущим слоем с фрикционным покрытием. Эти панели должны быть включены и силовую схему фюзеляжа.

Нагрузку от мягких баков с горючим целесообразно принимать панелями слойчатой конструкции. Эти панели, владея громадной жесткостью па изгиб, в один момент делает роль контейнера бака, и тогда не нужно создавать дополнительную несущую поверхность, опираемую на стрингерный комплект нижней части фюзеляжа.

В конструкции планера вертолета КМ удачно внедрены, и эксплуатируются уже на нескольких поколениях вертолетов.

Современные стеклопластики выдерживают борьбу с классическими алюминиевыми сплавами по показателям удельной прочности, но значительно, по крайней мере на 30% уступают им по удельной жесткости. Это событие явилось тормозом па пути расширения количеств применения стеклопластиков и элементах конструкций.

Органопластики — более легкие по сравнению со стеклопластиками материалы по удельной жесткости не уступают алюминиевым сплавам, а по удельной прочности в 3—4 раза их превосходят. Широкое освоение органопластиков разрешило поставить принципиально новую задачу — перейти от создания отдельных подробностей из КМ для железных конструкций к созданию самой конструкции из КМ, к их расширенному применению, а в некоторых случаях — к созданию конструкции с преимущественным применением КМ.

КМ используются как в обшивках трехслойных панелей оперения, крыла, фюзеляжа, так и в подробностях каркаса.

Использование органита вместо стеклопластика разрешает снизить массу планера. В очень сильно нагруженных агрегатах органопластики самый действенно смогут использоваться в сочетании с другими долее твёрдыми материалами, к примеру,• углепластиками.

Конструктивно-технологическая схема фюзеляжа экспериментального вертолета Boeing-360, все силовые элементы которого выполнены из панелей слойчатой конструкции с применением композиционного материала.

Использование узких обшивок, прекрасно подкрепляемых сотовым заполнителем (имеющим маленькую плотность), делает слойчатые конструкции резервом понижения массы фюзеляжа. Большая стойкость и удельная прочность к вибрационным и звуковым нагрузкам определяют рост применения аналогичных конструкций в качестве силовых элементов фюзеляжа.

Потенциальные преимущества трехслойных конструкций смогут быть реализованы лишь в том случае, если производство организовано на большом техническом уровне. Вопросы конструирования, технологии и прочности этих конструкций так тесно взаимоувязаны, что конструктор не имеет возможности не выделить громадное внимание технологическим вопросам.

Долгая прочность клееных соединений и герметичность сотовых агрегатов (от попадания жидкости) — это основное, что должно быть обеспечено конструктивно-технологической разработкой.

К технологическим задачам относятся:

Ферменный фюзеляж. В фюзеляже ферменной схемы силовыми элементами являются лонжероны (пояса фермы), стойки и раскосы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Обшивка принимает внешние аэродинамические нагрузки и передает их на ферму.

Ферма принимает все виды нагрузки: изгибающие и крутящие моменты и перерезывающие силы. В связи с тем, что обшивка не включается в силовую схему фюзеляжа, вырезы в ней не требуют больших усилений. Наличие стержней в ферменной конструкции затрудняет применение внутреннего количества фюзеляжа, оборудования и размещение агрегатов, их монтаж демонтаж.

Устранение резонансных колебаний бессчётных стержней — задача сложная. Ферменная конструкция затрудняет исполнение аэродинамических требований к жёсткости обшивки и форме фюзеляжа. В данной конструкции тяжело применить прогрессивную разработку сварки узлов со сложной конфигурацией сварного шва.

Термообработка фермы громадных размеров по окончании сварки связана с определенными проблемами. Перечисленные главные недочёты ферменной конструкции являются обстоятельством их ограниченного.

КСС пола кабины определяется назначением вертолета. В транспортном вертолете для перевозки колесного транспорта грузовой пол нужно подкреплять продольными балками, размещенными так, дабы нагрузки от колес воспринимались конкретно данными силовыми элементами. Для фиксации колесного транспорта в полу устанавливают узлы для крепления расчалочных тросов в месте пересечения продольного (стрингера) и поперечного (шпангоута) элементов каркаса.

Для разгрузки и погрузки контейнеров употребляются монорельсы, установленные на потолке кабины. Груз на тросах крепится к тележке, укрепленной к монорельсу, и перемещается по нему до заданного места в кабине. Монорельсы целесообразно включать в силовую схему фюзеляжа.

В грузовой кабине кроме этого устанавливаются швартовочные узлы с требуемым промежутком под соответствующие грузы.

Для разгрузки и удобства погрузки габаритных грузов направляться механизировать грузовой трап (рампу) так, дабы он имел возможность останавливаться и стопориться в любом положении, и дабы обеспечивалась возможность транспортировки грузов на открытом заднем трапе.

Силовые элементы фюзеляжа по большей части изготавливаются из алюминиевых сплавов. В местах, подвергающихся нагреву, используется нержавеющая сталь и титан. Обтекатели силовой хвостовой трансмиссии и установки (расположенные сверху хвостовой балки) рационально делать из стеклопластика, усиленного армированными ребрами жесткости.

При формировании КСС каркасного агрегата нужно учитывать следующие главные положения:

— расстояние между силовыми поперечными элементами и размещение их на агрегате определяется местом приложения сосредоточенных сил, обычных к оси агрегата;

— все сосредоточенные силы, приложенные к элементам каркаса, должны быть переданы и распределены на обшивку, через которую они в большинстве случаев и уравновешиваются вторыми силами;

— сосредоточенные силы должны восприниматься элементами каркаса, направленными параллельно силе, — через лонжероны и стрингеры, а силы, действующие поперек данных агрегатов, — соответственно шпангоутами либо нервюрами;

— сосредоточенные силы, направленные под углом к оси агрегата, должны передаваться на обшивку через продольные и поперечные силовые элементы. Вектор силы обязан проходить через точку пересечения осей жесткости данных элементов;

— вырезы в каркасном агрегате должны иметь по собственному периметру компенсаторы в виде усиленных поясов продольных и поперечных элементов.

Наличие вырезов силовой конструкции фюзеляжа, резкие переходы от одной конфигурации к второй и территории приложения громадных сосредоточенных сил (т. и. «нерегулярные территории») оказывают значительное влияние на характер и распределение силового потока напряжений, что подобен полю скорости жидкости в области местных сопротивлений.

Концентрация напряжений в элементах конструкции фюзеляжа, частота и амплитуда переменных напряжений являются определяющими параметрами при ответе крайне важной неприятности создания высокоресурсного фюзеляжа.

Решать задачу, связанную с конструированием фюзеляжа, возможно следующими методами:

— разрабатывать КСС с учетом места приложения и анализа характера внешних эксплуатационных требований и сил, определяющих всякого рода вырезы (их размеры, места размещения на фюзеляже);

— использовать узкую (без моментную) обшивку, которая может терять устойчивость при краткосрочных громадных нагрузках без остаточной деформации;

— на базе эксплуатации и достаточного опыта производства обширно внедрять в практику конструирования каркасных агрегатов элементы, выполненных из КМ.

Окончательное формирование КСС фюзеляжа минимальной массы с заданным ресурсом осуществляется па основании анализа результатов экспериментальных изучений натурного каркаса на расчетные случаи нагружения силовых элементов с полной имитацией прилагаемых к фюзеляжу моментов и сил.

Смывка краски КраскиНет (удаление краски с фюзеляжа вертолета)

Увлекательные записи:

Фюзеляж

Конструкция самолёта типа летающее крыло, в утолщённой части которого размещается всё, что обычно размещают в фюзеляже, рассматривается отдельно.

Содержание

Общие сведения

Являясь строительной основой конструкции самолёта, он объединяет в силовом отношении в единое целое все его части. Основным требованием к фюзеляжу является выполнение им своего функционального назначения в соответствии с назначением самолёта и условиями его использования при наименьшей массе конструкции фюзеляжа.

Выполнение этого требования достигается:

Нагрузки, действующие на фюзеляж

В полёте и при посадке на фюзеляж действуют следующие нагрузки:

Перечисленные нагрузки с учётом принципа Д’Аламбера полностью уравновешены на фюзеляже.

С точки зрения строительной механики фюзеляж можно рассматривать как коробчатую балку, закреплённую на крыле и загруженную перечисленными выше нагрузками. В любом сечении такой балки действуют вертикальные и горизонтальные составляющие перерезывающих сил, изгибающих моментов, а также крутящий момент. В герметичных отсеках к этим нагрузкам добавляются усилия от избыточного внутреннего давления.

Виды фюзеляжей

Внешние формы фюзеляжа

Наивыгоднейшей формой фюзеляжа является осесимметричное тело вращения с плавным сужением в носовой и хвостовой частях. Такая форма обеспечивает минимальную при заданных габаритах площадь поверхности, а значит и минимальную массу обшивки, и минимальное сопротивление трения фюзеляжа.

Круглое сечение тела вращения выгодно по массе и при действии избыточного давления в гермокабинах. Однако по компоновочным и иным соображениям от такой идеальной формы приходится отступать. Так, фонари кабины экипажа, воздухозаборники, антенны радиолокаторов нарушают плавность обводов и приводят к увеличению сопротивления и массы фюзеляжа. Такой же эффект даёт и отступление от плавных форм в хвостовых отсеках фюзеляжа с целью увеличения угла опрокидывания или для укорочения погрузочного люка и рампы.

Поперечное сечение фюзеляжа обычно определяется условиями компоновки грузов, двигателей, пассажирских салонов.

Конструктивно-силовые схемы фюзеляжа

Наиболее рациональной конструкцией, способной воспринимать все перечисленные выше нагрузки при минимальной собственной массе, является тонкостенная пространственная оболочка, подкрепленная изнутри силовым каркасом. Рациональность такой оболочки обеспечивается полноценным использованием её работающей обшивки как при восприятии местной аэродинамической нагрузки, внутреннего избыточного давления, так и в общей силовой работе, которая состоит в том, что обшивка воспринимает всю перерезывающую силу, весь крутящий момент и участвует в восприятии изгибающих моментов. Каркасированная оболочка наилучшим образом удовлетворяет и требованиям удобства компоновки, обеспечения технологической простоты, а также живучести и эксплуатационной технологичности. С точки зрения силовой работы такая оболочка рассматривается как тонкостенная коробчатая балка, вследствие чего силовую схему подобных фюзеляжей принято называть балочной.

Используемые ранее фюзеляжи ферменной конструкции неизбежно проигрывают балочным по массе конструкции в связи с тем, что обшивка ферменных фюзеляжей полностью исключена из общей силовой работы, воспринимая только местную воздушную нагрузку и являясь, таким образом, дополнительным конструктивным элементом, увеличивающим массу конструкции. Пространственная ферма затрудняет и компоновку грузов в фюзеляже. Всё это привело к тому, что ферменные фюзеляжи в настоящее время полностью вытеснены балочными и их применение оправдано лишь на лёгких тихоходных самолётах «малой» авиации. Поэтому в дальнейшем ферменные фюзеляжи не рассматриваются.

Балочные фюзеляжи делятся на три основных разновидности:

Продольный набор балочного фюзеляжа состоит из лонжеронов и стрингеров. Лонжерон отличается от стрингера формой и большей площадью поперечного сечения. Обшивочный фюзеляж продольного набора не имеет. Поперечный набор фюзеляжа состоит из шпангоутов, обеспечивающих сохранение при деформациях заданной формы поперечного сечения оболочки и передачу на обшивку распределённых и сосредоточенных нагрузок. В местах приложения к фюзеляжу больших сосредоточенных сил устанавливаются усиленные шпангоуты.

В балочных фюзеляжах перерезывающая сила любого направления полностью воспринимается обшивкой, в которой возникает поток касательных усилий. Закон распределения этих усилий по контуру оболочки зависит от направления внешней нагрузки и от формы поперечного сечения фюзеляжа.

Крутящий момент также полностью воспринимается обшивкой. Поток касательных усилий в этом случае равномерно распределён по периметру оболочки, имеющей, как правило, однозамкнутый контур поперечного сечения. Восприятие изгибающих моментов фюзеляжа определяется типом балочного фюзеляжа. В местах вырезов в оболочке устанавливаются силовые окантовки, обеспечивающие передачу всех усилий в зоне выреза.

Лонжероны и стрингеры

Продольные элементы каркаса, проходящие, как правило, по всей длине фюзеляжа. Совместно с обшивкой они воспринимают нормальные усилия при изгибе фюзеляжа. Простые стрингеры и лонжероны обычно изготавливаются из прессованных или гнутых профилей различного сечения. Лонжероны отличаются от стрингеров более мощным сечением.

При больших нагрузках могут использоваться составные лонжероны, состоящие из нескольких соединённых между собой профилей.

Для окантовки больших вырезов в фюзеляже часто используются лонжероны коробчатого сечения — бимсы, которые состоят из прессованных профилей, связанных между собой стенками и обшивкой

Шпангоуты

Делятся на нормальные и усиленные. Нормальные обеспечивают сохранение формы поперечного сечения фюзеляжа. Усиленные шпангоуты устанавливаются в местах передачи на фюзеляж больших сосредоточенных нагрузок. На них располагаются стыковые узлы агрегатов, узлы крепления грузов, двигателей, крупного оборудования, перегородки гермоотсеков и т. п. Силовые шпангоуты могут устанавливаться по границам больших вырезов в фюзеляже. Нормальные шпангоуты обычно имеют рамную конструкцию и изготавливаются штамповкой или фрезеровкой.

Усиленные шпангоуты выполняются в виде замкнутой рамы обычно двутаврового или швеллерного сечения. Рама шпангоута распределяет внешнюю нагрузку по периметру обшивки, поток касательных усилий в которой является опорной реакцией для рамы. Сама рама работает на изгиб, который в основном определяет её сечение. Кроме того, в любом сечении рамы действуют перерезывающая и нормальная силы. Конструктивно такая рама изготавливается сборной или монолитной. В местах установки перегородок силовой шпангоут полностью зашивается стенкой, подкреплённой вертикальными и горизонтальными профилями, или сферической оболочкой с радиально расположенными подкрепляющими элементами.

Обшивка

Изготавливается из металлических листов, которые формуются по профилю поверхности фюзеляжа и затем крепятся к каркасу. Стыки листов располагаются на продольных и поперечных элементах каркаса. Возможно, особенно для обшивочных фюзеляжей, применение монолитных оребрённых панелей и слоистой обшивки с лёгким, обычно сотовым, заполнителем. В последнее время получает распространение обшивка из композиционных материалов.

Соединение элементов каркаса и обшивки

Возможно три способа соединения обшивки с каркасом:

В первом случае образуются только продольные заклёпочные швы, а поперечные швы отсутствуют, что улучшает аэродинамику фюзеляжа. Незакреплённая на шпангоутах обшивка теряет устойчивость при меньших нагрузках, что приводит к увеличению массы конструкции. Чтобы избежать этого часто обшивку связывают со шпангоутом дополнительной накладкой — компенсатором. Третий способ крепления используется только в обшивочных (бесстрингерных) фюзеляжах.

Стыковые соединения отсеков фюзеляжа

Стыки отсеков фюзеляжа балочно-лонжеронной схемы выполняются с помощью стыковых узлов, расположенных только на лонжеронах — точечный стык. Конструктивно для этого используются узлы типа «ухо-вилка» или узлы фитинговой схемы.

Балочно-стрингерные фюзеляжи стыкуются по принципу контурного стыка с расположением стыковых фитингов по всему периметру стыкового шпангоута с обязательной силовой связью обшивки и всех стрингеров стыкуемых частей фюзеляжа. Балочно-обшивочные фюзеляжи обычно соединяются фланцевым стыком, обеспечивающим силовую связь обшивок стыкуемых частей по всему контуру. Это по сути контурный стык с единым стыковым элементом — уголка, полосы и т. п.

Крепление агрегатов самолёта к фюзеляжу

Узлы крепления агрегатов к фюзеляжу устанавливаются на усиленных шпангоутах, которые выполняют роль жесткого диска, обеспечивая распределение сосредоточенных нагрузок по всему периметру оболочки фюзеляжа. Для передачи сосредоточенных нагрузок продольного направления стыковые узлы агрегатов должны быть связаны с усиленными продольными элементами фюзеляжа. Для уменьшения массы конструкции фюзеляжа всегда желательно уменьшать число усиленных шпангоутов, размещая на одном шпангоуте узлы крепления нескольких агрегатов.

Крепление крыла и стабилизатора

Принципиальной особенностью стыка крыла с фюзеляжем является способ уравновешивания изгибающих моментов консолей крыла в этом стыке. Наиболее рациональным считается уравновешивание изгибающих моментов левого и правого крыла на центроплане, пропущенном через фюзеляж. Для лонжеронных крыльев с этой целью достаточно пропустить через фюзеляж только лонжероны, на которых и произойдёт уравновешивание изгиба.

Для кессонных и моноблочных крыльев через фюзеляж обязательно должны пропускаться целиком все силовые панели крыла.

В том случае, когда по компоновочным причинам пропуск через фюзеляж силовых элементов крыла невозможен, замыкание изгибающих моментов слева и справа должно выполняться на силовых шпангоутах фюзеляжа. Такое решение применимо лишь для лонжеронных крыльев, у которых число лонжеронов невелико. Кессонные и моноблочные крылья требуют большого числа силовых шпангоутов для замыкания силовых панелей, что конструктивно выполнить очень трудно. В этом случае следует отказаться от указанных силовых схем крыла и перейти на лонжеронную схему.

Перерезывающая сила крыла с каждой его половины должна передаваться на фюзеляж. С этой целью стенки лонжеронов и дополнительные продольные стенки крыла стыкуются с силовыми шпангоутами. На эти же силовые шпангоуты обычно опираются и бортовые нервюры крыла, которые, собирая с замкнутого контура крыла крутящий момент, передают его на эти опорные шпангоуты. Часто для передачи крутящего момента обшивка крыла и фюзеляжа соединяется по контуру стыковочным уголковым профилем.

Крепление стабилизатора к фюзеляжу принципиально ничем не отличается от схемы стыковки крыла. Ось вращения управляемого стабилизатора обычно закрепляется на одном или двух силовых шпангоутах фюзеляжа.

Крепление киля

Крепление киля к фюзеляжу требует обязательной передачи его изгибающего момента на фюзеляж. С этой целью каждый лонжерон киля соединяется с силовым шпангоутом стеночной или рамной конструкции.

Если позволяют условия компоновки, то используется «мачтовая» заделка лонжерона в двух точках, разнесённых по высоте силового шпангоута. Стреловидный лонжерон киля имеет излом в точке пересечения с силовым шпангоутом, что требует обязательной постановки в этом сечении бортовой усиленной нервюры или усиленной балки на фюзеляже. От них можно избавиться, если силовой шпангоут поставить наклонно к оси фюзеляжа так, чтобы его плоскость являлась продолжением плоскости стенки лонжерона киля. Но такое решение вызывает значительные технологические трудности при изготовлении наклонного шпангоута и сборке фюзеляжа.

Крепление шасси и двигателей к фюзеляжу

Крепление двигателей к фюзеляжу осуществляется как внутри к усиленным элементам каркаса, так и снаружи на специальных пилонах. Крепление пилонов к фюзеляжу подобно креплению стабилизатора или крыла.

Вырезы в фюзеляже

Большие вырезы окантовываются по торцам силовыми шпангоутами, а в продольном направлении усиленными лонжеронами или бимсами, которые не должны заканчиваться на границах выреза, а продолжаться за силовые шпангоуты (плечо В), обеспечивая жёсткую заделку этих продольных элементов.

Крепление шасси выполняется к усиленным шпангоутам и продольным балкам в нижней части фюзеляжа. Обшивки киля и фюзеляжа обычно соединяются стыковочным уголком по контуру киля.

Гермоотсеки

В гермокабинах при полёте на больших высотах поддерживается избыточное давление до 40—60 КПа. Наиболее рациональной формой гермоотсека, обеспечивающей его минимальную массу, является сфера или немного уступающая ей по выгодности — цилиндр со сферическими днищами. Шпангоут в стыке цилиндра со сферическим сегментом за счёт перелома обшивки испытывает достаточно большие сжимающие нагрузки и должен быть усилен. Обшивка в таких отсеках при нагружении избыточным давлением полностью избавлена от изгибных деформаций и работает только на растяжение.

Однако, по компоновочным соображениям иногда приходится отступать от этих рациональных форм, что неизбежно приводит к увеличению массы конструкции. Плоские и близкие к ним панели для обеспечения необходимой изгибной жесткости при восприятии избыточного давления должны иметь достаточно мощное подкрепление в виде продольных и поперечных рёбер (балок) или изготавливаться в виде трёхслойных конструкций.

В конструкциях герметичных отсеков должна быть обеспечена надёжная герметизация по всем заклёпочным и болтовым швам. Герметизация швов обеспечивается прокладыванием между соединяемыми элементами специальных лент, пропитанных герметиком, промазыванием швов невысыхающей замазкой, покрытием швов жидким герметиком с последующей горячей сушкой. В местах стыка листов обшивки используются многорядные заклёпочные швы с малым шагом заклёпок.

С помощью специальных гермоузлов обеспечивается уплотнение выводов проводки управления, трубопроводов, электрожгутов и т. п.

Особое внимание уделяется герметизации фонарей, люков, дверей, окон, что обеспечивается специальными уплотнительными устройствами в виде резиновых лент, жгутов, прокладок, надувных трубок.

Источник

Разновидности чувств: любовь, ненависть, злость, апатия.

Фюзеляж вертолета что это

Фюзеляж вертолета

Балочные фюзеляжи подразделяются на два типа — лонжеронные и моноблочные.

Фюзеляж вертолета