Што такое фюзеляж самалёта? Схема, прылада, элементы канструкцыі

Фюзеляж пасажырскага самалёта звязвае крылы, апярэнне і ў некаторых выпадках шасі. Ён прызначаецца для размяшчэння абсталявання, экіпажа, грузаў. Самалёт без фюзеляжа называецца лёталі крылом. У яго патоўшчаным адсеку размяшчаецца ўсё, што знаходзіцца ў корпусе звычайнага апарата. Разгледзім далей падрабязна, што такое фюзеляж самалёта. Фота гэтага кампанента будзе таксама прадстаўлена ў артыкуле.

агульныя патрабаванні

Тлумачачы двума словамі, што такое фюзеляж самалёта, можна сказаць, што гэта корпус апарата. Да гэтага кампаненту паветранага судна прад'яўляецца шэраг патрабаванняў:

1. Рацыянальнае выкарыстанне ўсіх ўнутраных аб'ёмаў.
2. Мінімальны лабавое супраціў.
3. Забеспячэнне дастатковага агляду з кабіны пілотаў і памяшкання для экіпажа.
4. Надзейная теплозвукоизоляция і герметычнасць.
5. Прастата разгрузкі / загрузкі.
6. Неабходная вентыляцыя, асвятленне і ацяпленне.

знешняя форма

Геаметрыя фюзеляжа самалёта прадстаўлена восевасіметрычныя целам з плыўным звужэннем да хваставой і насавой частках. Пры такой форме забяспечваецца мінімальная плошчу паверхні пры зададзеных габарытах. Адпаведна, зніжаецца маса ашалёўкі, памяншаецца супраціў. Невялікая вага дае пэўныя перавагі пры ўздзеянні залішняга ціску ў герметычныя кабіны. Аднак па шэрагу меркаванняў такая ідэальная форма не выконваецца. Плыўнасць абводаў парушаюць, у прыватнасці, такія элементы фюзеляжа самалёта, як ліхтары кабіны, антэны радыёлакатараў. Гэта, у сваю чаргу, прыводзіць да павышэння супраціву і павелічэнню масы. Гэты ж эфект мае месца пры адступленні ад плыўных формаў у хваставых адсеках. У дадзеным выпадку забяспечваецца павелічэнне кута перакульвання або скарочаныя рампы і грузавога люка.

нагрузкі

Растлумачваючы, што такое фюзеляж самалёта (фота, прадстаўленае ў артыкуле, ілюструе яго асаблівасці), неабходна сказаць пра уздзеяннях, якія ён адчувае. Пры пасадцы і ў палёце на гэты кампанент дзейнічаюць:

1. Сілы, якія перадаюцца ад далучаных кампанентаў. Да іх, у прыватнасці, адносяць крылы, шасі, апярэнне, сілавую ўстаноўку і пр.
2. Масавае інэрцыйныя ўздзеянне абсталявання, грузаў, агрэгатаў, якія знаходзяцца непасрэдна ў ім.
3. Аэрадынамічныя сілы, якія размеркаваны па паверхні.
4. Інэрцыйныя ўздзеянне уласнай масы. Яго аказвае сама канструкцыя фюзеляжа самалёта.
5. Сілы залішняга ціску ў адсеках абсталявання, герметычных кабінах.

Усе названыя нагрузкі цалкам збалансаваны. Разглядаючы, што такое фюзеляж самалёта ў рамках будаўнічай механікі, можна прадставіць яго ў выглядзе коробчатой бэлькі. У любым перасеку на яе ўздзейнічаюць гарызантальныя і вертыкальныя сілы, крутоўны момант. У герметычных адсеках да іх дадаецца залішняе ўнутранае ціск.

рацыянальнасць модуля

Найбольш аптымальнай лічыцца такая схема фюзеляжа самалёта, пры якой ён зможа ўспрымаць усе названыя вышэй нагрузкі пры досыць невялікім ўласным вазе. Танкасценныя абалонка ў гэтым выпадку замацоўваецца на сілавым каркасе. Рацыянальнасць забяспечваецца паўнавартасным выкарыстаннем ашалёўкі. У тым месцы, дзе знаходзіцца фюзеляж у самалёта, існуюць мясцовыя аэрадынамічныя сілы, ўнутранае залішні ціск, агульная сілавая праца. Танкасценныя абалонка, падмацаваныя знутры каркасам, максімальна задавальняе патрабаванням зручнасці кампаноўкі, забяспечвае тэхналагічную прастату, эксплуатацыйныя характарыстыкі. Такая прылада фюзеляжа самалёта называецца бэлечным. Раней выкарыстоўваліся ферменные модулі. Яны істотна прайгравалі бэлечным па сваёй масе. Што такое фюзеляж самалёта ферменного тыпу? Абшыўка ў дадзеным выпадку цалкам выключаецца з сілавой работы. Яна ўспрымае толькі мясцовыя аэрадынамічныя нагрузкі. Калі казаць пра тое, што такое фюзеляж самалёта ў дадзеным выпадку, то яго можна вызначыць як дадатковы модуль, які павялічвае агульную масу апарата. Прасторавая ферма істотна ўскладняе кампаноўку грузу. Недахопы такога модуля прывялі да таго, што ў сучасным самалётабудаванні яны практычна не выкарыстоўваюцца. Іх прымяненне мэтазгодна толькі на ціхаходных лёгкіх апаратах малой авіяцыі.

класіфікацыя

Існуе тры тыпу самалётных фюзеляжаў:

1. Аблямовачнымі.
2. Лонжерон.
3. Стрингерный.

Апошнія два адрозніваюцца адзін ад аднаго формай і плошчай у папярочным перасеку. Падоўжны набор у тым месцы, дзе знаходзіцца фюзеляж у самалёта, складаецца з Стрынгер і ланжэронаў. Аблямовачнымі модуль ў папярочным перасеку ўключае ў сябе шпангоўты. Яны забяспечваюць захаванне зададзенай формы пры дэфармацыях абалонкі і перадачу засяроджаных і размеркаваных нагрузак. У месцы, дзе ў самалёта фюзеляж, прысутнічаюць ўчасткі, у якіх можа быць вялікая канцэнтрацыя сілаў. Для прадухілення дэфармацыі ў гэтых выпадках усталёўваюць ўзмоцненыя шпангоўты. У бэлечных модулях ўздзеянне любога кірунку ўспрымаецца цалкам ашалёўкай. У ёй узнікае датычна паток высілкаў. Іх размеркаванне залежыць ад кірунку знешняга ўздзеяння і формы папярочнага перасеку модуля. Ашалёўка таксама цалкам ўспрымае крутоўны момант. У гэтым выпадку датычна паток раўнамерна размяркоўваецца па перыметры. Абалонка пры гэтым, як правіла, мае однозамкнутый контур ў папярочным перасеку. На участках, дзе прысутнічаюць выразы ў абалонцы, усталёўваюць сілавыя акантоўкі. Яны забяспечваюць у гэтых зонах перадачу ўсіх высілкаў.

Стрынгеры і лонжероны

Падоўжныя частцы фюзеляжа самалёта праходзяць звычайна па ўсёй яго даўжыні. Разам з ашалёўкай яны прымаюць нармальныя намаганні згіну. Выраб простых Стрынгер і ланжэронаў ажыццяўляецца, як правіла, з гнутых або прэсаваных профіляў з розным перасекам. Падоўжныя элементы маюць вялікую жорсткасць. Пры вялікіх нагрузках ў некаторых выпадках могуць ўсталёўвацца складовыя лонжероны. Яны ўключаюць у сябе некалькі профіляў, злучаных адзін з адным. Пры акантоўцы выразаў вялікага памеру ўжываюць бимсы - падоўжныя элементы каробкавай перасеку. Яны вырабляюцца з прэсаваных профіляў, якія звязваюцца паміж сабой ашалёўкай і сценкамі.

шпангоўты

Яны могуць быць узмоцненымі ці звычайнымі. Апошнія забяспечваюць захаванасць формы папярочнага перасеку модуля. Ўзмоцненыя шпангоўты выкарыстоўваюцца на участках навалы вялікіх нагрузак на корпус. На іх знаходзяцца вузлы, стык агрэгаты, якія замацоўваюць грузы, буйное абсталяванне, рухавікі і інш. Узмацненне усталёўваюць таксама па межах буйных выразаў у корпусе. Звычайныя шпангоўты маюць, як правіла, рамную канструкцыю. Яны вырабляюцца з штампаванай або гнуткага ліста. Ўзмоцненыя элементы выконваюць у форме замкнёнай рамы швеллерного або двутаврового перасекі. Датычнай паток выступае як апорная рэакцыя. Рама размяркоўвае знешняе ўздзеянне па ўсім перыметры. Сама ж яна дзейнічае на выгіб. Ён вызначае яе сячэнне. Канструкцыя такой рамы маналітная або зборная. На участках ўстаноўкі перагародак ўзмоцнены шпангоўтамі зашываюць сценкай цалкам. Яна падмацоўваецца гарызантальнымі і вертыкальнымі профілямі. Абшыўка шпангоўтамі можа ажыццяўляцца таксама сферычнай абалонкай. Падмацоўваюць элементы пры гэтым размяшчаюцца радыяльна.

абшыўка

Яна выконваецца з металічных лістоў. Іх фармуюць па профілю паверхні корпуса і замацоўваюць. Стыкі лістоў размяшчаюць па папярочным і падоўжным частках модуля. Для аблямовачных каркасаў выкарыстоўваюцца маналітныя рэберныя панэлі. У апошні час досыць распаўсюджана выкарыстанне кампазітных матэрыялаў.

злучэнне кампанентаў

Ашалёўка можа мацавацца да шпангоўтамі або Стрынгер альбо адначасова і да тых і да іншых. Першы варыянт выкарыстоўваецца ў аблямовачных модулях. Пры замацаванні толькі да Стрынгер ўжываюць заклепочных падоўжныя швы. Папярочнае злучэнне пры гэтым адсутнічае. Гэта паляпшае аэрадынамічныя ўласцівасці модуля. Але ў гэтым выпадку пры меншых нагрузках ашалёўка губляе сваю ўстойлівасць. Гэта прыводзіць да павелічэння вагі канструкцыі. Для прадухілення гэтага абалонка часта звязваецца са шпангоўтамі кампенсатарам - дадатковай накладкай.

стыкі

Пры бэлечных-лонжеронной схеме фюзеляжа яны выконваюцца з дапамогай вузлоў, якія размяшчаюцца выключна на падоўжных дэталях. Такія стыкі называюць кропкавымі. Контурныя злучэння выкарыстоўваюць у бэлечных-стрингерных фюзеляжах. Стыкі размяшчаюць па ўсім перыметры шпангоўтамі з абавязковым узмоцненым звязваннем ашалёўкі і стрынгеры. Злучэння ў такіх фюзеляжах, як правіла, ажыццяўляюцца з дапамогай фланцев. Такі стык забяспечвае сілавую сувязь з дэталямі, датыкальнымі па контуры.

мацаванне агрэгатаў

Вузлы злучэння усталёўваюць на ўзмоцненых шпангоўтамі. Яны выконваюць функцыю жорсткага дыска. За кошт іх ажыццяўляецца размеркаванне засяроджаных падоўжных нагрузак. Стыкавыя вузлы павінны звязвацца з сілавымі лонжерона. Для зніжэння масы ўсёй канструкцыі фюзеляжа мэтазгодна паменшыць колькасць узмоцненых шпангоўтаў. На кожным такім элеменце можа размяшчацца некалькі вузлоў мацавання агрэгатаў.

крылы

У якасці спецыфічнай асаблівасці мацавання гэтых дэталяў выступае ўраўнаважванне выгінальных момантаў у гэтым стыку кансоляў крыла. Рацыянальным будзе лічыцца балансіроўка правага і левага элементаў на центроплане, які праходзіць скрозь фюзеляж. Для лонжерона тыпу модуля дастаткова прапусціць падоўжныя элементы - па іх будзе ажыццяўляцца ўраўнаважванне згіну. Для злучэння манаблочных і кесонаў крылаў скрозь корпус павінны праходзіць усе сілавыя панэлі. Калі па якіх-небудзь прычынах пропуск элементаў праз фюзеляж ажыццявіць нельга, выгінальныя моманты справа і злева павінны замыкацца на сілавых шпангоўтамі. Такое рашэнне, аднак, можа ўжывацца для лонжероны крылаў, паколькі колькасць дэталяў у іх невялікае. Манаблочныя і кесонаў кампаненты запатрабуюць большай колькасці узмоцненых шпангоўтаў. Гэта досыць складана выканаць на канструкцыі. У такіх выпадках мэтазгодна скарыстацца лонжеронной схемай.

кіль

Яго мацаванне патрабуе абавязковай перадачы выгінальнага моманту на фюзеляж. Для гэтага кожны падоўжны элемент кіля злучаюць з узмоцненым шпангоўтамі. Па магчымасці можна выкарыстоўваць шчоглавыя тып закладкі лонжерона ў двух кропках. Іх размяшчаюць па вышыні шпангоўтамі. Стрэлападобнасцю падоўжны элемент мае залом на ўчастку ад скрыжавання з ім. Гэта патрабуе абавязковай устаноўкі дадатковага ўзмацнення. Ад яго можна адмовіцца ў тым выпадку, калі шпангоўтамі будзе размяшчацца нахільна адносна восі фюзеляжа, каб плоскасць стала працягам сценкі лонжерона. Але ўвасабленне гэтага варыянту будзе суправаджацца пэўнымі складанасцямі.

выразы

Цэнтральная частка фюзеляжа самалёта ўключае ў сябе адтуліны пад вокны, дзверы, люкі, ліхтары, нішы шасі. Усе гэтыя выразы парушаюць замкнёнасць контуру ашалёўкі. Адпаведна, істотна зніжаецца ўстойлівасць і трываласць каркаса. Для кампенсацыі страт па контурах адтулін прапускаюць рамную жорсткую акантоўку. Пры невялікіх памерах выразаў яна ўяўляе сабой маналітную канструкцыю. Яе выконваюць з ліста, вырабленага штампоўкай або іншым спосабам. Буйныя адтуліны акантоўваюць па тарцах узмоцненымі шпангоўтамі. У падоўжным кірунку усталёўваюць бимсы. Пры гэтым яны не заканчваюцца ў межах выраза, а выходзяць за ўзмоцненыя шпангоўты. Так забяспечваецца жорсткая закладка падоўжных дэталяў. Нішы шасі замацоўваюцца на ўзмоцненых шпангоўтамі і лонжеронах у ніжняй частцы корпуса.

герметычныя кабіны

Пры палёце на вялікай вышыні ў іх падтрымліваецца залішняе ціск. Для забеспячэння мінімальнай масы герметычных кабін іх выконваюць у форме сферы або цыліндру са сферычнымі дном. Пры гэтым неабходна ўзмацненне шпангоўтамі, размешчанага на стыку сегментаў. Гэта патрабуецца таму, што ён прымае даволі вялікую сціскальную нагрузку. У герметычных кабінах абшыўка пры нагрузцы залішнім ціскам не адчувае изгибных дэфармацый. Яна працуе выключна на расцяжэнне. У некаторых выпадках ад паказанай формы даводзіцца адступаць. Гэта, у сваю чаргу, прыводзіць да павелічэння вагі ўсёй канструкцыі. Для забеспячэння неабходнай калянасці на выгіб выкарыстоўваюцца плоскія панэлі. Знаходзячыся пад уздзеяннем залішняга ціску, яны падмацаваныя папярочнымі і падоўжнымі бэлькамі (рэбрамі). Для ўзмацнення калянасці дэталяў панэлі выконваюць у выглядзе трохслаёвых канструкцый. У кабінах павінна забяспечвацца надзейная герметызацыя па ўсіх балтавым і заклепочных швах. Для гэтага выкарыстоўваюцца спецыяльныя стужкі. Іх прамакаюць герметыкам, прамазваюць невысыхающей масцікай, пакрываюць адмысловымі складамі з наступнай сушкай. На стыках лістоў ашалёўкі ўжываюць заклепочных многорядную швы з невялікім крокам. Асоба старанна апрацоўваюцца герметыкам люкі, вокны, ліхтары, дзверы. Герметызацыя забяспечваецца за кошт выкарыстання спецыяльных ўшчыльняючымі сродкаў. Гэта могуць быць гумовыя джгуты, стужкі, надзіманыя трубкі, пракладкі.

абавязковыя мерапрыемствы

Для забеспячэння выканання патрабаванняў, якія прад'яўляюцца да фюзеляжа самалёта, павінны быць выкананыя пэўныя дзеянні. Да іх адносяць:

1. Выбар такіх значэнняў параметраў і вонкавых формаў корпуса, пры якіх лабавое супраціў будзе зніжана да мінімуму, а карысны аб'ём, адпаведна, будзе аптымальным.
2. Выкарыстанне апорных фюзеляжаў. За кошт іх ствараецца значная пад'ёмная сіла. За кошт гэтага можна паменшыць масу і пляц крыла.
3. Рацыянальнае выкарыстанне карысных аб'ёмаў. Гэта дасягаецца павышэннем шчыльнасці кампаноўкі, кампактным размяшчэннем грузу ў галіне цэнтра мас. У гэтым выпадку будуць змяншацца масавыя моманты інэрцыі і паляпшацца характарыстыкі манеўранасці. Звужэнне дыяпазону змены центровок пры выгарання паліва, розных варыянтах загрузкі забяспечвае вялікую ўстойлівасць і лепшую кіравальнасць.
4. Ўзгадненне сілавых схем фюзеляжа і агрэгатаў, далучаных да яго. Пры гэтым павінны быць надзейнае мацаванне, ўраўнаважванне і перадача нагрузак ад сілавых дэталяў крыла, шасі, апярэння, установак да корпуса.
5. Забеспячэнне зручнасці ўваходу / выхаду экіпажа, пасажыраў, швартовка, загрузкі / выгрузкі прадметаў, абсталявання, рэчаў, прызначаных для транспарціроўкі.
6. Забеспячэнне зручнага падыходу да розных агрэгатаў. Гэта неабходна галоўным чынам для ажыццяўлення агляду і рамонту.

Для экіпажа і пасажыраў павінны быць створаны неабходныя ўмовы, а таксама належны ўзровень камфорту падчас пералёту на вялікіх вышынях. Абавязковым патрабаваннем з'яўляецца забеспячэнне гука- і цеплаізаляцыі кабін, магчымасці бяспечнага і хуткага аварыйнага выхаду з салона. Для экіпажа таксама павінны быць створаны камфортныя ўмовы. У прыватнасці, пілотам павінен быць забяспечаны добры агляд, зручнасць пры палёце і кіраванні самалётам.