Что такое шпангоут в самолете
шпангоут
шпанго́ут (голл. spanthout, от spant балка, ребро и hout дерево) основной поперечный элемент силового набора летательного аппарата; обеспечивает форму и жёсткость сечения и передаёт местные сосредоточенные нагрузки на оболочку или другие силовые элементы. Обычно устанавливается перпендикулярно к оси агрегата летательного аппарата или под углом действия сосредоточенной нагрузки, имеет, как правило, форму, соответствующую форме оболочки. Различают Ш. типовые (обеспечивают жёсткость контура) и силовые (служат для передачи сосредоточенных нагрузок). Типовые Ш. подразделяются на подкрепляющие (обшивка крепится только к стрингеру) и распределяющие (обшивка крепится к шпангоуту и стрингеру); выполняются в виде гнутого обода, соответствующего контуру оболочки. Силовые Ш. бывают стеночные, форменные, рамные, в виде подковообразных балок и т. д.; размещаются по краям вырезов в обшивке (под двери, люки и т. д.), в местах крепления крыла, шасси, силовой установки, оперения, по торцам грузоотсеков и т. п. Сдвоенные Ш., используемые по разъёмам агрегатов, называются стыковыми; Ш., устанавливаемые на части длины контура оболочки, называются полушпангоутами. Шаг Ш. выбирается на основе расчёта общей жёсткости оболочки. В местах пристыковки основных агрегатов силовой установки, крыла, шасси и оперения шаг Ш. может нарушаться (в этом случае он определяется расстояниями между узлами крепления стыкуемых агрегатов).
Силовая схема Ш. выбирается из условий его нагружения и общей компоновки агрегата. При действии больших сосредоточенных нагрузок в плоскости Ш. предпочтительна схема стеночного Ш. При наличии во внутреннем объёме фюзеляжа силовой установки, грузовой или пассажирской кабины высота Ш. ограничена их размерами, и Ш. может быть выполнен в виде кольца или подковы, работающих, как правило, на изгиб. В гермокабинах высокоресурсных пассажирских самолётов Ш. обеспечивает сохранение формы оболочки и воспринимает часть растягивающей нагрузки от внутреннего избыточного давления.
Полезное
Смотреть что такое «шпангоут» в других словарях:
ШПАНГОУТ — (Frame, rib) 1. Поперечное ребро корпуса судна, придающее последнему поперечную прочность. Ш. называют также поперечное сечение судна, напр. говорят, что такая то систерна расположена между такими то шпангоутами. 2. Поперечное рейковое крепление… … Морской словарь
ШПАНГОУТ — (гол. spangout). Брусья, ребра, составляющие корпус всякого корабля. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ШПАНГОУТ кол spangout. Брусья, составляющие кузов корабля. Объяснение 25000 иностранных слов,… … Словарь иностранных слов русского языка
шпангоут — мидель шпангоут, фашенпис, ребро, основа Словарь русских синонимов. шпангоут сущ., кол во синонимов: 5 • мидель шпангоут (1) • … Словарь синонимов
ШПАНГОУТ — ШПАНГОУТ, шпангоута, муж. (голланд. spanhout) (мор., авиац.). Поперечный брус в остове судна или дирижабля, являющийся основой для обшивки или оболочки. || собир. Совокупность таких брусьев. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ШПАНГОУТ — ШПАНГОУТ, а, муж., также собир. (спец.). Ребро корпуса судна, дирижабля или фюзеляжа самолёта, служащее основой для обшивки. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
ШПАНГОУТ — муж., мор. ребро судна, опруга. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
Шпангоут — (голл. spanthout, от spant балка, ребро и hout дерево) основной поперечный элемент силового набора ЛА; обеспечивает форму и жёсткость сечения и передаёт местные сосредоточенные нагрузки на оболочку или др. силовые элементы. Обычно устанавливается … Энциклопедия техники
ШПАНГОУТ — (1) ребро жёсткости наружной обшивки корпуса корабля (судна) или фюзеляжа летательного аппарата, расположенное в поперечной плоскости. Различают Ш.: нормальный (рядовой), силовой и герметичный. Последний отделяет герметичную часть фюзеляжа от… … Большая политехническая энциклопедия
Шпангоут — (нидерл. spanthout, от spa … Википедия
ШПАНГОУТ — Происхождение: гол. spanthout, от spant ребро и hout дерево криволинейная поперечная балка корпуса судна, подкрепляющая наружную обшивку и обеспечивающая прочность и устойчивость бортов и днища. На современных морских судах Шпангоутом принято… … Морской энциклопедический справочник
Фюзеляж самолета
Под термином «фюзеляж» принято понимать корпус самолета. Именно к фюзеляжу летательного аппарата крепится оперение, крылья и в некоторых моделях шасси. Основным предназначением фюзеляжа является размещение экипажа, груза, пассажиров и оборудования. В фюзеляже самолета могут быть размещены топливные баки, силовая установка и шасси.
Фюзеляж выступает телом каждого самолета. В нем размещается кабина пилотов, баки с топливом, в зависимости от типа самолета могут также быть оборудованы: багажные отделения, салон с креслами пассажиров и т.д. Схема корпуса самолета состоит из поперечных, продольных элементов и обшивки. Поперечные элементы силовой конструкции корпуса представлены шпангоутами, а продольные системой – стрингерами и лонжеронами. Что касается обшивки, то она изготовляется из металлических листов, для снижения массы и повышения прочности широко используют дюралюминий.
Современное авиастроение использует балочный и ферменный тип фюзеляжа. Ранее создавались летательные аппараты с бескаркасным – моноковым фюзеляжем. Впервые такой самолет был создан еще в 1910 году. Особенностью было использование гнутых трубчатых колец, к которым крепилась изогнутая фанера.
Общие сведения о фюзеляжах самолетов
Фюзеляж выступает строительной основой каждого летательного аппарата, он позволяет соединить в единое целое все составляющие части. Каждый тип самолета выдвигает свои требования к характеристикам корпуса, при этом нужно сохранить аэродинамику, необходимую форму и максимально снизить массу, не теряя прочности конструкции. Все это достигается за счет:
Выбора форм и параметров строения фюзеляжа, за счет которого можно достичь минимального лобового сопротивления при полете. Подобрать полезный объем и определиться с общими габаритами корпуса.
Корпус должен создавать подъемную силу агрегата до 40% в интегральных схемах летательного аппарата. Это позволяет снизить массу и площадь крыльев.
Повышение плотности общей компоновки позволяет рационально использовать внутренний объем и размещение грузов возле центра тяжести. Размещение грузов возле центра массы позволяет достичь лучших летных характеристик самолета. Сужение диапазонов центровки аппарата при различных вариантах расположения топлива, боеприпасов и их расходование в процессе полета должно обеспечивать стабильность машины.
Продуманная силовая схема компоновки всего самолета. При этом нужно обеспечить качественное крепление оперения, силовой установки, крыльев, шасси.
При обслуживании самолета должен быть продуман удобный подход к каждому агрегату. Удобный выход пассажиров и экипажа, выброс десантных групп, погрузка и разгрузка, швартовка машины. Фюзеляж должен обеспечить жизненные условия для пилотов и пассажиров, а именно: нормальное давление, звукоизоляция и теплоизоляция. Для пилотов самолета должен быть отличный обзор. В аварийных ситуациях продумано покидание машины.
Нагрузки, воздействующие на фюзеляж при посадке:
Силы от присоединенных частей и деталей самолета, таких как шасси, крылья, оперение, силовые установки.
Инерционные силы узлов, агрегатов, оборудования, общая масса конструкции.
Силы аэродинамики, которые воздействуют на весь корпус в полете.
Избыточное давление в герметичных отсеках, салонах, кабине и каналах воздухозаборников.
Все эти виды нагрузок учитываются с помощью принципа Д’Аламбера, это позволяет привести все силы в равновесие.
В строительной механике корпус аппарата принято рассматривать как балку коробчатого типа, которая закреплена на крыле и получает все виды нагрузок, перечисленные выше. Данный тип фюзеляжа принято называть балочным. На каждую часть сечения фюзеляжа воздействует крутящий и изгибающий момент. На герметичные отсеки дополнительно действует избыточное давление внутренней части.
Основные виды фюзеляжей самолетов:
Внешний облик и формы фюзеляжа
Наиболее выгодной формой корпуса самолета выступает осесимметричное тело вращения, которое имеет плавное сужение к хвостовой и носовой части. Это позволяет минимизировать площадь при заданных габаритах конструкции. Соответственно снижается общая масса обшивки и минимизируется трение фюзеляжа при сопротивлении в полете.
Сечение круглой формы тела вращения наиболее выгодно по массе при воздействии внутреннего давления гермокабин. При создании и компоновке летательных аппаратов конструкторы отступают от подобной идеальной формы. Плавность обвода нарушают фонари кабины пилотов, антенны БРЭО, воздухозаборники, при этом растет масса корпуса и сопротивление конструкции в полете. В большинстве случаев форма сечения фюзеляжа самолета зависит от большого количества факторов.
Силовая схема конструкции фюзеляжа
Все нагрузки и воздействующие силы на корпус снижаются за счет снижения веса аппарата. Тонкостенная обшивка летательного аппарата изнутри имеет силовой каркас, который позволяет противостоять всем воздействиям. Силовой каркас машины позволяет удовлетворить все требования компоновки, простоты, надежности и живучести фюзеляжа при эксплуатации.
Ранее более распространенными были ферменные типы фюзеляжа, но они значительно проигрывают балочному типу. Нужно отметить, что ферма значительно затрудняет компоновку и расположение грузов в корпусе. В современном авиастроении ферменный тип фюзеляжа используется только на небольших и тихоходных самолетах. В силу этого ферменный тип является невостребованным.
Современные фюзеляжи балочного типа подразделяют на такие разновидности:
Балочный фюзеляж состоит из набора продольных стрингеров и лонжеронов. Стоит отметить, что основным отличием является большее поперечное сечение и площадь лонжерона. Что касается стрингеров, то они имеют немного другую форму и меньшее сечение. Обшивочная часть корпуса не имеет продольных элементов. Корпус имеет и поперечный набор, который представлен набором шпангоутов. Они позволяют сохранить форму конструкции и распределить нагрузку по всему фюзеляжу. В местах крепления больших деталей и узлов, таких как крылья, используется усиленный тип шпангоутов.
За счет внутреннего каркаса обшивки стало возможным распределение нагрузок более равномерно по всей поверхности фюзеляжа. В свою очередь внешние силы приносят минимальный урон целостности самолета.
Силовой набор фюзеляжа
Как правило, продольные части каркаса, такие как стрингеры и лонжероны, проходят через всю длину летательного аппарата. Они представлены как гнутый профиль с разным сечением среза. Основной задачей стрингера является распределение нагрузок. Что касается лонжеронов, то они обеспечивают общую жесткость конструкции.
Поперечные детали каркаса состоят из простых и усиленных шпангоутов. Они позволяют сохранить форму фюзеляжа при внешних и внутренних воздействиях. Усиленные шпангоуты устанавливают возле больших вырезов в корпусе или в месте крепления узлов.
Обшивка летательных аппаратов изготовляется из листового металла, который и формирует поверхности фюзеляжа. Обшивка самолета крепится к силовому каркасу. Стыки листов обшивки расположены на поперечных и продольных частях силового каркаса. В современном авиастроении для снижения массы летательных аппаратов все больше используют композиционные материалы.
Соединение обшивки с элементами силового каркаса
В авиастроении выделяют три основных способа крепления:
Листы обшивки прикрепляются к стрингерам. В этом случае на корпусе образуются продольные швы из заклепок. Данный тип крепления значительно повышает аэродинамические свойства машины.
Листы обшивки крепятся исключительно к шпангоутам. Подобный вариант крепления влечет за собой увеличение общей массы конструкции и значительное снижение устойчивости самолета. Проблемы решаются путем использования дополнительных накладок, которые называются компенсаторами.
Листы обшивки прикреплены к шпангоутам и стрингерам. Этот тип обеспечивает крепление к продольным и поперечным деталям силового каркаса.
В большинстве случаев обшивка крепится к каркасу заклепками. В последнее время некоторые конструкторы используют шестиугольные металлические материалы, которые имеют внутри специальный клей. Такое крепление отлично противостоит деформационным процессам и передает нагрузки на всю поверхность фюзеляжа.
Крепление основных агрегатов к фюзеляжу самолета
Крепление крыльев
Особенность соединения крыла и корпуса заключается в уравновешивании моментов изгиба крыльевых консолей в месте крепления. Наиболее эффективным уравновешиванием является соединение между собой крыльев через фюзеляж. В лонжеронных крыльях это сделать довольно просто, стоит только пустить через корпус от одного крыла лонжерон к другому крылу.
Что касается кессонных крыльев, то через фюзеляж пускают все силовые панели. В случае когда пропуск через корпус невозможен, используют замыкание колебаний на силовых шпангоутах. К силовым шпангоутам так часто крепятся и бортовые нервюры от крыла.
Крепление киля
Крепление киля, так же как и крыла, требует передачи изгибающего момента на корпус. Для получения этого используется рамный или сеточный силовой шпангоут. В большинстве случаев используется крепление лонжеронов в двух точках, которые разнесены по силовому шпангоуту. В точке, где пересекается лонжерон со шпангоутом, лонжерон киля имеет излом, именно здесь необходимо усиление конструкции с помощью дополнительной нервюры.
Силовые установки могут крепиться как к самому силовому каркасу, так и к пилонам на крыльях.
Гермоотсеки в самолете
За счет наличия герметических кабин и отсеков современные самолеты имеют возможность летать и перевозить пассажиров на очень больших высотах. При этом в кабинах создается особый микроклимат с избыточным давлением в 45-60 КПа. Гермоотсеки могут иметь различную форму, но наиболее рациональной считается сферическая или цилиндрическая.
Стык сферического сегмента с гермоотсеком цилиндрической формы должен быть усилен шпангоутом, поскольку здесь возникают очень высокие сжимающие нагрузки.
В конструкции отсеков должна быть обеспечена отличная герметизация по швам заклепок и других соединений. Для абсолютной герметизации швов используют специальные ленты, которые пропитываются герметиком. Кроме этого, швы промазывают жидким герметиком с дальнейшей горячей сушкой. Также небольшой шаг между заклепками позволяет повысить надежность обшивки и герметизации отсеков.
Конструкторы отдельное внимание уделяют герметизации люков, дверей, фонарей, окон. Для этого используют специальные прокладки, ленты и жгуты.
ШПАНГОУТ
Шпанго́ут (голл. spanthout, от spant балка, ребро и hout дерево) основной поперечный элемент силового набора летательного аппарата; обеспечивает форму и жёсткость сечения и передаёт местные сосредоточенные нагрузки на оболочку или другие силовые элементы. Обычно устанавливается перпендикулярно к оси агрегата летательного аппарата или под углом действия сосредоточенной нагрузки, имеет, как правило, форму, соответствующую форме оболочки. Различают Ш. типовые (обеспечивают жёсткость контура) и силовые (служат для передачи сосредоточенных нагрузок). Типовые Ш. подразделяются на подкрепляющие (обшивка крепится только к стрингеру) и распределяющие (обшивка крепится к шпангоуту и стрингеру); выполняются в виде гнутого обода, соответствующего контуру оболочки. Силовые Ш. бывают стеночные, форменные, рамные, в виде подковообразных балок и т. д.; размещаются по краям вырезов в обшивке (под двери, люки и т. д.), в местах крепления крыла, шасси, силовой установки, оперения, по торцам грузоотсеков и т. п. Сдвоенные Ш., используемые по разъёмам агрегатов, называются стыковыми; Ш., устанавливаемые на части длины контура оболочки, называются полушпангоутами. Шаг Ш. выбирается на основе расчёта общей жёсткости оболочки. В местах пристыковки основных агрегатов силовой установки, крыла, шасси и оперения шаг Ш. может нарушаться (в этом случае он определяется расстояниями между узлами крепления стыкуемых агрегатов).
Силовая схема Ш. выбирается из условий его нагружения и общей компоновки агрегата. При действии больших сосредоточенных нагрузок в плоскости Ш. предпочтительна схема стеночного Ш. При наличии во внутреннем объёме фюзеляжа силовой установки, грузовой или пассажирской кабины высота Ш. ограничена их размерами, и Ш. может быть выполнен в виде кольца или подковы, работающих, как правило, на изгиб. В гермокабинах высокоресурсных пассажирских самолётов Ш. обеспечивает сохранение формы оболочки и воспринимает часть растягивающей нагрузки от внутреннего избыточного давления.
Смотреть что такое ШПАНГОУТ в других словарях:
ШПАНГОУТ
ребра судового остова (см. Судостроение); на деревянных судах делаются из деревьев, преимущественно имеющих уже естественную кривизну; на металлических. смотреть
ШПАНГОУТ
(голл. spanthout, от spant — балка, ребро и hout — дерево) прямая или криволинейная балка набора корпуса судна (См. Набор корпуса судна) (или фю. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
шпангоут м. Поперечный кривой брус в корпусе судна или самолета, обеспечивающий прочность и устойчивость бортов и днища.
ШПАНГОУТ
шпангоут м.мор. rib; ав. frame
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
Шпангоут — ребра судового остова (см. Судостроение); на деревянных судах делаются из деревьев, преимущественно имеющих уже естественную кривизну; на металлических — из угольников, приклепанных к обшивке; для увеличения жесткости Ш. к одному угольнику приклеивается другой (обратный угольник), так что получается профиль в виде Z; для получения еще большего момента сопротивления между обоими угольниками вставляется лист (флор). Часто вместо составного Ш. из угольников берут прямо Z-образный или коробчатый профиль полосы, что дает экономию в весе и работе. Р. Л—н.
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ(гол. spangout). Брусья, ребра, составляющие корпус всякого корабля.Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.- Чудинов А.Н.,1. смотреть
ШПАНГОУТ
Шпангоут (голл. spanthout, от spant — балка, ребро и hout — дерево) — основной поперечный элемент силового набора ЛА; обеспечивает форму и жёсткост. смотреть
ШПАНГОУТ
bulkhead возд., frame мор., rib, timber* * *шпанго́ут м. мор.(transverse) frameвыгиба́ть [гнуть] шпанго́ут — bend a frameвыса́живать шпанго́ут — jogg. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ (Frame, rib) — 1. Поперечное ребро корпуса судна, придающее последнему поперечную прочность. Ш. называют также поперечное сечение судна, напр. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГО́УТ, а, ч.1. Поперечний кривий брус у корпусі судна або літака, який забезпечує міцність і стійкість бортів та днища.* У порівн. – На кораблі, бр. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
frame– бортовой шпангоут– вспомогательный шпангоут– выгибать шпангоут– высаживать шпангоут– герметический шпангоут– днищевый шпангоут– кольцевой шпанго. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
1) элемент поперечного набора корпуса (ребро жёсткости наружной обшивки) корабля, дирижабля, фюзеляжа самолёта; 2) изображение поперечного сечеиня кор. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
1) поперечное ребро жёсткости бортовой обшивки корабля (судна), фюзеляжа ЛА; элемент поперечного набора корпуса. Устанавливаются в плоскости, перпендик. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
криволинейная поперечная балка корпуса судна, подкрепляющая наружную обшивку и обеспечивающая прочность и устойчивость бортов и днища. На современных морских судах Шпангоутом принято называть бортовую часть этой балки от днища до палубы (днищевая часть называется флором). Шпангоут в трюме называют трюмным, в твиндеке — твиндечным. Шпангоут является основной балкой поперечного набора корпуса судна. смотреть
ШПАНГОУТ
Шаг Ушан Утоп Унт Угон Туш Тупо Тунг Тун Туго Топ Тонг Тон Тога Тау Танго Пушт Пунш Пуна Пуг Пуант Пту Потуга Поташ Пот Понт Понг Паут Патон Пат Пан Пагон Оун Опт Опа Нут Нуп Нуга Нуг Нто Нпо Ношп Ноша Ноу Шато Шатун Шоп Шота Шоу Нота Нога Натуго Шпангоут Нато Гута Гун Гуано Шпунт Гон Шуан Гап Апог Аон Аншпуг Ант Аут Ашуг Гнат Шут Шунт Гну Шуга Гонт Штаг Шпон Гот Гоша Шпат Гпу Гто. смотреть
ШПАНГОУТ
(от голл. spanthout) 1) ребро жесткости бортовой обшивки, располагающееся в поперечной плоскости судна между днищем и палубой. Шпангоуты вместе с бимсами и флорами образуют рамы, обеспечивающие поперечную жесткость корпуса судна. 2) Изображение поперечного сечения судна на конструктивном или теоретическом чертеже. Сечение на середине длины судна называется мидель-шпангоутом. смотреть
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
Rzeczownik шпангоут m Transport wręg m szpanty m
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
(2 м); мн. шпанго/уты, Р. шпанго/утовСинонимы: мидель-шпангоут, опруга, основа, ребро, фашенпис
ШПАНГОУТ
м мор ав caverna f, costela fСинонимы: мидель-шпангоут, опруга, основа, ребро, фашенпис
ШПАНГОУТ
м мор.肋骨 lèigǔ, 肋材 lèicái; авиа 隔框 gékuāng, 框 kuāngСинонимы: мидель-шпангоут, опруга, основа, ребро, фашенпис
ШПАНГОУТ
м, мор. ıskarmozСинонимы: мидель-шпангоут, опруга, основа, ребро, фашенпис
ШПАНГОУТ
м мор., ав. Spant nСинонимы: мидель-шпангоут, опруга, основа, ребро, фашенпис
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ
2)] Изображение поперечного сечения судна на чертеже.
ШПАНГОУТ
м. мор.couple mСинонимы: мидель-шпангоут, опруга, основа, ребро, фашенпис
ШПАНГОУТ
-а, ч. Поперечний кривий брус у корпусі судна або літака, який забезпечує міцність і стійкість бортів та днища.
ШПАНГОУТ
Ударение в слове: шпанг`оутУдарение падает на букву: оБезударные гласные в слове: шпанг`оут
ШПАНГОУТ
м. мор., ав.cuaderna f, costilla f
ШПАНГОУТ
ШПАНГОУТ шпангоута, м. (гол. spanhout) (мор., авиац.). Поперечный брус в остове судна или дирижабля, являющийся основой для обшивки или оболочки. || собир. Совокупность таких брусьев.
Привет студент
Конструкция фюзеляжей самолетов
Фюзеляж самолета состоит из каркаса и обшивки. Существуют фюзеляжи трех типов: ферменные, силовой каркас которых представляет собой пространственную ферму; балочные — их силовой каркас образован продольными и поперечными элементами и работающей обшивкой; смешанные, у которых передняя часть является ферменной, а хвостовая — балочной или наоборот.
Ферменные фюзеляжи. Как было указано выше, силовой частью ферменного фюзеляжа является каркас, представляющий собой пространственную ферму. Стержни фермы работают на расстяжение или сжатие, а обшивка служит лишь для придания фюзеляжу обтекаемой формы. Ферма образована (рис. 50) лонжеронами, расположенными на всей длине или части длины фюзеляжа, стойками и раскосами в вертикальной плоскости, распорками и расчалками в горизонтальной плоскости и диагоналями.
Вместо жестких раскосов и диагоналей широко практикуется установка проволочных или ленточных расчалок.
К каркасу фермы крепятся узлы, которые служат для присоединения к фюзеляжу крыла, оперения, шасси и других частей самолета. Фермы фюзеляжа, как правило, изготовляются сварными из труб и реже клепанными из дюралюминиевых профилей. Обшивка выполняется из полотна, фанеры или листов дюралюминия. Обтекаемую форму ферменному фюзеляжу придают специальные несиловые надстройки — обтекатели, называемые гаргротами.
Основными преимуществами ферменных фюзеляжей перед балочными являются простота изготовления и ремонта, удобство монтажа, осмотра и ремонта оборудования, размещенного в фюзеляже.
К недостаткам относятся несовершенство аэродинамических форм, малая жесткость, малый срок службы, невозможность полностью использовать внутренний объем для размещения грузов. В настоящее время ферменные конструкции применяются редко и в основном для легких самолетов.
Балочные фюзеляжи представляют собой балку обычно овального или круглого сечения, в которой на изгиб и кручение работают подкрепленная обшивка и элементы каркаса. Встречаются три разновидности балочных фюзеляжей: лонжеронно-балочный, стрингерно-балочный (полумонокок), скорлупно-балочный (монокок). Балочные конструкции фюзеляжей выгоднее ферменных, так как силовая часть у них образует обтекаемую поверхность, причем силовые элементы размещаются по периферии, оставляя внутреннюю полость свободной. Это дает возможность получить меньший мидель; жесткая работающая обшивка обеспечивает получение гладкой неискажаемой поверхности, что приводит к уменьшению лобового сопротивления. Балочные фюзеляжи выгоднее и в весовом отношении, так как материал конструкции более удален от нейтральной оси и, следовательно, лучше используется, чем у фюзеляжей ферменной конструкции.
Каркас лонжеронно-балочного фюзеляжа образуют лонжероны, стрингеры и шпангоуты. Каркас обшит дюралюминиевыми листами (обшивкой).
Каркас стрингерно-балочного фюзеляжа (рис. 51) состоит из часто поставленных стрингеров и шпангоутов, к которым
крепится металлическая обшивка большей, чем у лонжеронно-балочных фюзеляжей, толщины.
Скорлупно-балочный фюзеляж (рис. 52) не имеет элементов продольного набора и состоит из толстой обшивки, подкрепленной шпангоутами.
В настоящее время преобладающим типом фюзеляжей является стрингерно-балочный.
Стрингеры — это элементы продольного набора каркаса фюзеляжа, которые связывают между собой элементы поперечного набора — шпангоуты. Стрингеры воспринимают главным образом продольные силы и подкрепляют жесткую обшивку. По конструктивным формам стрингеры фюзеляжа подобны стрингерам крыла. Расстояние между стрингерами зависит от толщины обшивки и колеблется в пределах 80—250 мм. Размеры сечения стрингеров изменяются как по периметру контура, так и по длине фюзеляжа в зависимости от характера и величины нагрузки на каркас фюзеляжа.
Лонжероны — это также элементы продольного набора каркаса фюзеляжа, которые, работая на сжатие-растяжение, воспринимают (частично) моменты, изгибающие фюзеляж. Как видно по задачам и условию работы, лонжероны фюзеляжа подобны стрингерам.
Конструктивное выполнение лонжеронов чрезвычайно разнооб
разно. Они представляют собой гнутые или прессованные профили различных сечений, на самолетах большой грузоподъемности склепываются из нескольких профилей и листовых элементов.
Шпангоуты являются элементами поперечного набора фюзеляжа, они придают фюзеляжу заданную форму поперечного сечения, обеспечивают поперечную жесткость, а также воспринимают местные нагрузки.
В ряде случаев к шпангоутам крепятся перегородки, разделяющие фюзеляж на ряд отсеков и кабин.
Шпангоуты разделяются на нормальные и силовые. Силовые шпангоуты устанавливаются в местах приложения сосредоточенных нагрузок, например в местах крепления крыла к фюзеляжу, стоек шасси, частей оперения и т. п.
Нормальные шпангоуты (рис. 53) собираются из дуг, штампованных из металлического листа. Сечение нормальных шпангоутов чаще всего швеллерное, иногда Z-образное и реже тавровое. Силовые шпангоуты склепываются из отдельных профилей и листовых элементов. Иногда такие шпангоуты выпрессовываются на мощных прессах из алюминиевого сплава.
Расстояние между шпангоутами обычно колеблется в пределах 200—650 мм.
Обшивка выполняется из листов дюралюминия или титана различной толщины (от 0,8 до 3,5 мм) и крепится к элементам каркаса заклепками либо приклеивается. Листы обшивки соединяются между собой по стрингерам и шпангоутам или встык, или внахлест, без подсечки. В последнем случае каждый передний лист перекрывает нижний. Типовое соединение обшивки со стрингерами и шпангоутами показано на рис. 53.
Вырезы в обшивке фюзеляжа балочного типа резко уменьшают прочность конструкции. Поэтому для сохранения необходимой прочности обшивку у вырезов подкрепляют усиленными стрингерами и усиленными шпангоутами. Небольшие вырезы окантовываются кольцами из материала большей толщины, чем обшивка, иногда необходимая жесткость обеспечивается отбортовкой отверстия.
Фюзеляжи самолетов небольших размеров делают, как правило, неразъемными. У более крупных самолетов для упрощения производства, ремонта и эксплуатации фюзеляж расчленяют на несколько частей. Соединение частей фюзеляжа зависит от его конструктивной схемы. Соединение ферменных фюзеляжей производится стыковыми узлами, установленными на лонжеронах,
у балочных фюзеляжей крепление производится по всему контуру разъема.
На рис. 54 показаны типовые технологические разъемы фюзеляжа транспортного самолета. Фюзеляж состоит из трех частей, причем каждая из частей в свою очередь образована панелями, представляющими участки обшивки с элементами продольного набора. Панели, соединяясь со шпангоутами, собираются окончательно в сборочном стапеле. Соединение панелей неразъемное и производится заклепочным швом, отдельные части фюзеляжа соединяются болтами по всему периметру разъема. Стыковка осуществляется через фитинги, прикрепленные к стрингерам фюзеляжа (рис. 55).
Поперечный набор пола состоит из нижних балок шпангоутов. Пояса этих балок изготавливаются из фрезерованных или штампованных профилей. Панели, закрывающие каркас, изготавливают из листов прессованной фанеры толщиной 10—12 мм, из дюралюминиевых листов, усиленных прикрепленными снизу профилями
уголкового и швеллерного сечений или гофром из прессованных листов алюминиевого или магниевого сплава с последующей механической или химической обработкой. Для предупреждения скольжения панели пола имеют рифленую или шероховатую поверхность, а в некоторых случаях покрываются пробковой крошкой. На полу установлены гнезда для крепления пассажирских кресел, а на грузовых самолетах— кольца для крепления перевозимых грузов.
Окна пассажирской кабины делают прямоугольной или круглой формы. Все окна кабины, как правило, имеют двойные органические стекла. Очень часто в герметических кабинах внутреннее стекло является основным работающим стеклом и принимает на себя нагрузку от избыточного давления в кабине. Только в случае разрушения внутреннего стекла наружное стекло начинает воспринимать избыточное давление. Межстекольное пространство через осушительную систему, предотвращающую стекла от запотевания и замерзания, связано с полостью гермокабины. Уплотнение остекления выполняется с помощью мягкой морозоустойчивой резины, иногда — невысыхающей замазкой.
Застекленная часть фюзеляжа, обеспечивающая обзор экипажу, называется фонарем. Форма фонарей, их размещение и размеры выбираются из соображения обеспечения наилучшего обзора и наименьшего сопротивления. На рис. 56 показаны внешний вид фонаря штурмана и внешний вид фонаря кабины экипажа. Угол наклона козырька фонаря принимают равным 50—65° (в зависимости от величины V макс). Лобовые стекла фонаря, как правило, оборудуются электрообогревом для предотвращения их обледенения в полете. Фонарь состоит из каркаса, отлитого или отштампованного из алюминиевого или магниевого сплавов, и стекол. Стекла крепятся к каркасу болтами и прижимаются дюралюминиевой лентой. Герметизация стекол осуществляется резиновой прокладкой, уплотнительной лентой и замазкой (рис. 56, в).
Вырезы под входные двери транспортных самолетов чаще всего располагаются на боковой поверхности фюзеляжей, но в некоторых случаях устанавливаются и в нижней части. Ширина двери обычно не превышает 800 мм, а высота — 1 500 мм. Выбор размеров грузовых дверей (люков) и их размещение производятся с учетом габаритов грузов и минимальной затраты времени на загрузку (разгрузку) самолета. Открываются двери внутрь кабины либо сдвигаются вверх или в сторону. Двери делают обычно в виде клина, основанием которого является внутренняя поверхность створки двери. Избыточное давление в герметизированном фюзеляже прижимает створку двери к ее основанию. В закрытом положении дверь запирается замком. При открытой двери в кабине экипажа загорается сигнальная лампочка.
Вырезы под двери усиливаются установкой в месте выреза более мощных шпангоутов и стрингеров, установкой дополнительной обшивки. Окантовка дверей входит в силовой каркас фюзеляжа. Дверь — металлическая, состоит, как правило, из отштампованной из листового дюралюминия чаши, подкрепленной каркасом. Герметизация дверей осуществляется с помощью резиновых профилей.
Многие современные самолеты летают на больших высотах и для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей, находящихся на борту такого самолета, потребовалось создание в кабинах необходимого давления. Кабина самолета, внутри которой в полете поддерживается повышенное (по сравнению с атмосферным) давление воздуха, называется герметической. Герметическая кабина, выполненная в виде обособленного силового агрегата и установленная в фюзеляже без включения ее в силовую схему, называется подвесной. Размеры такой кабины не зависят от размеров и обводов фюзеляжа, и поэтому она может быть выполнена с наивыгоднейшими с точки зрения прочности формами и минимальных размеров. Кабины пассажирских самолетов, как правило, представляют собой герметизированный отсек фюзеляжа и полностью включены в его силовую схему. Подобная кабина работает как сосуд под действием внутреннего давления, а также подвергается изгибу и кручению, как и обычный фюзеляж. По соображениям прочности наилучшей формой сооружения, нагруженного изнутри избыточным давлением, является шар, но в связи с несоответствием формы фюзеляжа и неудобствами размещения в такой кабине экипажа и пассажиров стремятся придать кабине форму цилиндрической оболочки, закрытой по концам сферическими днищами. Переход с цилиндрических стенок на днище по возможности должен быть плавным без переломов. При наличии переломов днище, нагруженное избыточным давлением, сжимает стенки цилиндра в направлении радиусов и тогда в этом месте необходимо ставить усиленный шпангоут. Особенно сильно нужно подкреплять плоские днища.
Герметизация кабин достигается: герметизацией обшивки и остекления люков и дверей, выводов из кабин тяг, тросов, валиков управления самолетом и двигателями, электропроводки, трубопроводов гидросистем и т. п.
Герметизация листов обшивки в месте их соединения и крепления к элементам каркаса фюзеляжа достигается применением многорядных швов, установкой специальных уплотнительных лент, закладываемых между листами обшивки и каркаса. С внутренней стороны кабины заклепочные швы покрываются герметизирующими замазками. Герметизация входных дверей, загрузочных люков, запасных выходов, подвижных частей фонаря, окон (остекления) и т. п. осуществляется резиновыми профилями и прокладками. Применяются следующие способы герметизации: уплотнение типа «нож по резине»; уплотнение резиновой прокладкой, имеющей сечение трубы; уплотнение с помощью пластинчатого клапана; уплотнение резиновой трубкой, надуваемой воздухом.
Люки и двери, открывающиеся внутрь кабины, герметизируются по первым трем указанным способам. При герметизации с помощью пластинчатого клапана полосу из пластинчатой резины укрепляют с внутренней стороны по контуру выреза, тогда избыточное давление прижимает края клапана к люку и тем самым герметизируются щели.
Сложней загерметизировать люки, открывающиеся наружу и имеющие относительно большие размеры, так как внутреннее избыточное давление будет отжимать люк. Такие люки герметизируются чаще всего резиновой трубкой, надуваемой воздухом.
Гермовыводы тяг и тросов управления, электрических проводов и других элементов существуют трех типов: одни из них рассчитаны на обеспечение возвратно-поступательного движения, другие обеспечивают герметизацию вращательного движения, а третьи герметизируют неподвижные детали.
Для обеспечения герметичности тяг с возвратно-поступательным движением часто используют гофрированный резиновый шланг цилиндрической или конической формы либо делают устройство, состоящее из корпуса, отлитого из магниевого сплава с запрессованными бронзовыми втулками, в которых перемещаются стальные тяги. Между тягами и втулками имеются войлочные и резиновые уплотнения. Внутренняя полость корпуса через специальное отверстие забивается консистентной смазкой.
Тросы герметизируются резиновыми пробками, имеющими сквозные отверстия диаметром меньшим, чем диаметр троса, и продольный разрез, позволяющий надевать пробку на трос. Для уменьшения силы трения трос на всей длине его хода покрывается незамерзающей смазкой, содержащей графит. Герметизация деталей, передающих вращательное движение, осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами. Герметизация трубопроводов производится с помощью специальных переходников, закрепленных на гермоперегородке. К переходнику с одной и другой стороны при помощи накидных гаек крепятся трубопроводы. Электропроводка герметизируется при помощи специальных электровводов.
Используемая литература: «Основы авиации» авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов
Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ