Фюзеляж самолета это: Фюзеляж — это… Что такое Фюзеляж?

Содержание

Фюзеляж — это… Что такое Фюзеляж?

Передняя часть утилизированного Avro Ashton (англ.)русск.

Фюзеля́ж (фр. fuselage, от fuseau — веретено) — корпус летательного аппарата. Связывает между собой крылья, оперение и (иногда) шасси. Фюзеляж самолёта предназначен для размещения экипажа, оборудования и целевой нагрузки. В фюзеляже может размещаться топливо, шасси, двигатели.

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

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:

  • выбором таких внешних форм и значений параметров фюзеляжа, при которых получаются минимальное его лобовое сопротивление и наибольшие полезные объёмы при определившихся габаритах;
  • использованием несущих фюзеляжей, создающих значительную (до 40 %) подъёмную силу в интегральных схемах самолёта. Это позволяет уменьшить площадь крыла и снизить его массу;
  • рациональным использованием полезных объёмов за счёт повышения плотности компоновки, а также за счёт более компактного размещения грузов вблизи ЦМ. Последнее способствует уменьшению массовых моментов инерции и улучшению характеристик маневренности, а сужение диапазона изменения центровок при различных вариантах загрузки, выгорании топлива, расходе боеприпасов обеспечивает большую стабильность характеристик устойчивости и управляемости самолёта;
  • согласованием силовой схемы фюзеляжа с силовыми схемами присоединённых к нему агрегатов. При этом необходимо обеспечить: надёжное крепление, передачу и уравновешивание нагрузок от силовых элементов крыла, оперения, шасси, силовой установки на силовых элементах фюзеляжа; восприятие массовых сил от целевой нагрузки, оборудования и от конструкции фюзеляжа, а также от аэродинамической нагрузки, действующей на фюзеляж, и нагрузки от избыточного давления в гермокабине.
  • Должно быть обеспечено удобство подходов к различным агрегатам, размещён­ным в фюзеляже, для их осмотра и ремонта; удобство входа и выхода экипажа и пассажиров, выброса десантников и вооружения, удобство погрузки, швартовки и выгрузки предназначенных для перевозки грузов. Пассажирам и экипажу должны быть обеспечены необходимые жизненные условия и определённый уровень комфорта при полёте на большой высоте, тепло- и звукоизоляция кабин, возможность быстрого и безопасного аварийного покидания самолёта, экипажу — хороший обзор.

Нагрузки, действующие на фюзеляж

В полёте и при посадке на фюзеляж действуют следующие нагрузки:

  • силы, передающиеся на фюзеляж от присоединённых к нему частей самолёта — крыла, оперения, шасси, силовой установки и др.,
  • массовые инерционные силы агрегатов, грузов, оборудования, расположенных в фюзеляже, и инерционные силы от собственной массы конструкции фюзеляжа,
  • аэродинамические силы, распределённые по поверхности фюзеляжа,
  • силы избыточного давления в герметических кабинах, отсеках оборудования, каналах воздухозаборников.

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

  • Цельнометаллический фюзеляж

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:

  • обшивка крепится только к стрингерам,
  • обшивка крепится и к стрингерам, и к шпангоутам,
  • обшивка крепится только к шпангоутам.

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.

Сотовидная обшивка крепится к шпангоутам. Она состоит из двух металлических панелей и сердцевины. Сотовая конструкция -шестиугольного вида материал, сделанный из метала. В сердцевине находится клей, что позволяет не использовать заклёпки. Такая конструкция имеет высокое сопротивление деформации и способна передавать напряжение по всей своей поверхности.

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

Вырезы под двери, окна, фонари, люки, ниши шасси, боевой нагрузки нарушают замкнутость контура оболочки фюзеляжа и резко снижают её крутильную и изгибную жесткость и прочность. Компенсировать эти потери можно путём создания по контуру выреза достаточно жесткой рамной окантовки. При малых размерах выреза такая окантовка создается в виде монолитной конструкции, получаемой штамповкой из листа или другими способами изготовления.

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.

См. также

Ссылки

фюзеляж — это… Что такое фюзеляж?

  • фюзеляж — а, м. fuselage m. Корпус, остов самолета. БАС 1. Что такое фюзеляж типа монокок? Фюзеляж (корпус аэроплана), представляющий собою как бы целую скорлупу, склеенную из полос фанеры, носит название монокока. НИТ 1926 № 1. Консоль. Часть крыла… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ФЮЗЕЛЯЖ — (Fuselage) одна из основных частей самолета. Он служит для: соединения несущих поверхностей с хвостовым оперением, помещения полезной нагрузки, установки винтомоторной группы и крепления шасси (преимущественно в конструкциях одномоторных… …   Морской словарь

  • фюзеляж — обшивка, корпус; брюхо, пузо Словарь русских синонимов. фюзеляж сущ., кол во синонимов: 4 • брюхо (29) • корпус …   Словарь синонимов

  • фюзеляж — ФЮЗЕЛЯЖ, а, м. Брюхо, пузо. Общеупотр. «фюзеляж» корпус летательного аппарата …   Словарь русского арго

  • ФЮЗЕЛЯЖ — (французское fuselage, от fuseau веретено), корпус летательного аппарата, к которому могут крепиться крыло, несущие винты, оперение, шасси и др. В фюзеляже кроме кабины экипажа могут размещаться пассажиры, грузы, оборудование, двигатели, топливо… …   Современная энциклопедия

  • ФЮЗЕЛЯЖ — (франц. fuselage от fuseau веретено), корпус летательного аппарата. Связывает между собой крылья, оперение и (иногда) шасси. В фюзеляже обычно размещаются экипаж, пассажиры, грузы, оборудование …   Большой Энциклопедический словарь

  • ФЮЗЕЛЯЖ — ФЮЗЕЛЯЖ, корпус САМОЛЕТА, к которому прикреплены крылья, хвостовая часть и шасси. В нем размещается команда, груз, пассажиры и средства управления. Основные структурные части это устойчивая к внешним воздействиям обшивка самолета, внутренние… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ФЮЗЕЛЯЖ — ФЮЗЕЛЯЖ, фюзеляжа, муж. (франц. fuselage) (авиац.). Корпус, остов самолета. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ФЮЗЕЛЯЖ — ФЮЗЕЛЯЖ, а, муж. (спец.). Корпус летательного аппарата. | прил. фюзеляжный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • фюзеляж — фюзеляж, род. фюзеляжа (не рекомендуется фюзеляжа) …   Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

  • ФЮЗЕЛЯЖ — корпус летательного аппарата (самолёта, вертолёта, крылатой ракеты и др.), несущий крыло, оперение и (иногда) шасси. В одномоторных самолётах в Ф. размещается также силовая установка. Ф. является прочностной конструкцией, воспринимающей внешние… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Фюзеляж самолета и что это такое ? Обшивка, элементы и материалы.

    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:

    • Плоскофюзеляжный тип.
    • Одноэтажный тип.
    • Двухэтажный тип.
    • Широкофюзеляжный тип.
    • Узкофюзеляжный тип.

    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:

    • Обшивочный.
    • Лонжеронный.
    • Стрингерный.

    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.

    Общие требования

    Объясняя двумя словами, что такое фюзеляж самолета, можно сказать, что это корпус аппарата. К этому компоненту воздушного судна предъявляется ряд требований:

    1. Рациональное использование всех внутренних объемов.
    2. Минимальное лобовое сопротивление.
    3. Обеспечение достаточного обзора из кабины пилотов и помещения для экипажа.
    4. Надежная теплозвукоизоляция и герметичность.
    5. Простота разгрузки/загрузки.
    6. Необходимая вентиляция, освещение и отопление.

    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.

    Нагрузки

    Разъясняя, что такое фюзеляж самолета (фото, представленное в статье, иллюстрирует его особенности), необходимо сказать о воздействиях, которые он испытывает. При посадке и в полете на этот компонент действуют:

    1. Силы, передающиеся от присоединенных компонентов. К ним, в частности, относят крылья, шасси, оперение, силовую установку и пр.
    2. Массовое инерционное воздействие оборудования, грузов, агрегатов, которые находятся непосредственно в нем.
    3. Аэродинамические силы, которые распределены по поверхности.
    4. Инерционное воздействие собственной массы. Его оказывает сама конструкция фюзеляжа самолета.
    5. Силы излишнего давления в отсеках оборудования, герметичных кабинах.

    Все указанные нагрузки полностью сбалансированы. Рассматривая, что такое фюзеляж самолета в рамках строительной механики, можно представить его в виде коробчатой балки. В любом сечении на нее воздействуют горизонтальные и вертикальные силы, крутящий момент. В герметичных отсеках к ним добавляется излишнее внутреннее давление.

    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.

    Рациональность модуля

    Наиболее оптимальной считается такая схема фюзеляжа самолета, при которой он сможет воспринимать все указанные выше нагрузки при достаточно небольшом собственном весе. Тонкостенная оболочка в этом случае закрепляется на силовом каркасе. Рациональность обеспечивается полноценным использованием обшивки. В том месте, где находится фюзеляж у самолета, существуют местные аэродинамические силы, внутреннее избыточное давление, общая силовая работа. Тонкостенная оболочка, подкрепляясь изнутри каркасом, максимально удовлетворяет требованиям удобства компоновки, обеспечивает технологическую простоту, эксплуатационные характеристики. Такое устройство фюзеляжа самолета именуется балочным. Ранее использовались ферменные модули. Они существенно проигрывали балочным по своей массе. Что такое фюзеляж самолета ферменного типа? Обшивка в данном случае полностью исключается из силовой работы. Она воспринимает только местные аэродинамические нагрузки. Если говорить о том, что такое фюзеляж самолета в данном случае, то его можно определить как дополнительный модуль, увеличивающий общую массу аппарата. Пространственная ферма существенно осложняет компоновку груза. Недостатки такого модуля привели к тому, что в современном самолетостроении они практически не используются. Их применение целесообразно только на тихоходных легких аппаратах малой авиации.

    Стыки

    При балочно-лонжеронной схеме фюзеляжа они выполняются с помощью узлов, которые располагаются исключительно на продольных деталях. Такие стыки называют точечными. Контурные соединения используют в балочно-стрингерных фюзеляжах. Стыки располагают по всему периметру шпангоута с обязательным усиленным связыванием обшивки и стрингеров. Соединения в таких фюзеляжах, как правило, осуществляются с помощью фланцев. Такой стык обеспечивает силовую связь с деталями, соприкасающимися по контуру.

    Вырезы

    Центральная часть фюзеляжа самолета включает в себя отверстия под окна, двери, люки, фонари, ниши шасси. Все эти вырезы нарушают замкнутость контура обшивки. Соответственно, существенно снижается устойчивость и прочность каркаса. Для компенсации потерь по контурам отверстий пропускают рамную жесткую окантовку. При небольших размерах вырезов она представляет собой монолитную конструкцию. Ее выполняют из листа, изготовленного штамповкой или иным способом. Крупные отверстия окантовываются по торцам усиленными шпангоутами. В продольном направлении устанавливают бимсы. При этом они не заканчиваются в пределах выреза, а выходят за усиленные шпангоуты. Так обеспечивается жесткая закладка продольных деталей. Ниши шасси закрепляются на усиленных шпангоутах и лонжеронах в нижней части корпуса.

    Крылья

    В качестве специфической особенности крепления этих деталей выступает уравновешивание изгибающих моментов в этом стыке консолей крыла. Рациональным будет считаться балансировка правого и левого элементов на центроплане, проходящем сквозь фюзеляж. Для лонжеронного типа модуля достаточно пропустить продольные элементы — по ним будет осуществляться уравновешивание сгиба. Для соединения моноблочных и кессонных крыльев сквозь корпус должны проходить все силовые панели. Если по каким-то причинам пропуск элементов через фюзеляж осуществить нельзя, изгибающие моменты справа и слева должны замыкаться на силовых шпангоутах. Такое решение, однако, может применяться для лонжеронных крыльев, поскольку количество деталей в них небольшое. Моноблочные и кессонные компоненты потребуют большего числа усиленных шпангоутов. Это достаточно сложно выполнить на конструкции. В таких случаях целесообразно воспользоваться лонжеронной схемой.

    Киль

    Его крепление требует обязательной передачи изгибающего момента на фюзеляж. Для этого каждый продольный элемент киля соединяют с усиленным шпангоутом. По возможности можно использовать мачтовый тип закладки лонжерона в двух точках. Их располагают по высоте шпангоута. Стреловидный продольный элемент имеет излом на участке пересечения с ним. Это требует обязательной установки дополнительного усиления. От него можно отказаться в том случае, если шпангоут будет располагаться наклонно относительно оси фюзеляжа, чтобы плоскость стала продолжением стенки лонжерона. Но воплощение этого варианта будет сопровождаться определенными сложностями.

    Конструкция фюзеляжей самолетов » Привет Студент!

    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).

    Пол в кабинах самолета обычно рассчитывают на максимальную распределенную статическую нагрузку. На пассажирских самолетах эта нагрузка не превышает 500 кГ/м2, на грузовых достигает 750 и более кГ/м2. Каркас пола состоит из набора продольных и поперечных балок, стрингеров и соединяющих узлов.

    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.

    Для сохранения в кабине избыточного давления необходимо обеспечить ее герметичность. Разумеется, обеспечить полную герметичность кабины очень трудно, поэтому допускается некоторая утечка воздуха из кабины, не снижающая безопасности полета. Критерием герметичности может служить время падения давления с величины рабочего избыточного до значения 0,1 кГ/см2. Это время должно быть не менее 25—30 мин.

    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

    Пароль на архив: privetstudent.com

     

     

     

     

    Что такое фюзеляж самолёта — краткое введение в конструкцию авиатехники

    Фюзеляж самолёта — это, непосредственно, корпус самого летательного устройства. Именно к фюзеляжу крепятся остальные устройства для осуществления нормального полёта. Для размещения основного экипажа и различных деталей самолёта этот фюзеляж и нужен, иначе его функции сводилась бы к минимуму. Однако в фюзеляже могут размещаться и топливные баки, а, если сильно понадобиться, то даже шасси и силовая установка может оказаться в корпусе этого самолёте. Тем не менее шпангоут и корпус, как и на судне, играют свою роль и в строении авиатехники.

    Фюзеляж — это сердце каждого самолёта, именно в этом устройстве хранятся основные детали для переноса, также там может быть багаж, а если фюзеляж широкий, то может располагаться и бизнес-класс для пассажиров. Таким образом фюзеляж выполняет множество функций, и поэтому от неисправности этого средства может пострадать абсолютно всё, весь полёт держится не на двигателях внутреннего сгорания, как обычно думают любителе, а именно на испарвности этого фюзеляжа. Шутка, конечно, двигатели тоже крайне важны, и на них стоит обращать больше внимания, чем на фюзеляж.

    Фюзеляж это и есть тело каждого самолёта, именно там обычно размещается кабина пилотов и всё, на что хватит ума разработчикам данного авиационного средства. Это, конечно, шутка, но действительно, если постараться, то можно уместить всё, что нужно именно в этом устройстве, поэтому оно так и ценно. Фюзеляж называют «сердцем» самолёта не зря, ведь именно там, нередко, хранится и багаж всех пассажиров, потерять его сродни настоящему бедствию.

    Конечно, намного хуже вообще потерять пассажиров и потерпеть кружение, поэтому ни в коем случае не старайтесь сэкономить и размещайте лишь столько, сколько самолёт способен потянуть. Если вы напихнёте туда слишком много, то даже самый прочный фюзеляж не устоит и станет тем самым якорем, который завершит жизнь всех людей на борту, это ужасно закончится.

    Фюзеляж это не просто корпус самолёта, это его сердце. на нём не просто можно провозить грузы, но он также провозит самолётные составляющие и соединяет нескольк очастей самолёта в единое целое — множество функций у этого агрегата, стоит признать данный факт.

    Нагрузки, воздействующие на фюзеляж при посадке

    • Вес от присоединённых туда частей самолёта тоже может сильно затруднить движение, так что нужно подумать и об этом факторе.
    • Инерционные силы от различных агрегатов и устройств, которые влияют на это авиационное средство тоже могут стать затрудняющими, когда будет непосредственно сам полёт, так что стоит подумать об этом.
    • Силы аэродинамики тоже забывать не стоит, так как обычно именно они являются фактором, который мешает посадке.
    • Избыточное давление во всех частях самолёта тоже может играть решающее значение в этом плане.

    Шпангоуты

    Они могут быть усиленными или обычными. Последние обеспечивают сохранность формы поперечного сечения модуля. Усиленные шпангоуты используются на участках скопления больших нагрузок на корпус. На них находятся узлы, стыкующие агрегаты, закрепляющие грузы, крупное оборудование, двигатели и пр. Усиление устанавливают также по границам крупных вырезов в корпусе. Обычные шпангоуты имеют, как правило, рамную конструкцию. Они изготавливаются из штампованного или гибкого листа. Усиленные элементы выполняют в форме замкнутой рамы швеллерного или двутаврового сечения. Касательный поток выступает как опорная реакция. Рама распределяет внешнее воздействие по всему периметру. Сама же она действует на изгиб. Он определяет ее сечение. Конструкция такой рамы монолитная или сборная. На участках установки перегородок усиленный шпангоут зашивают стенкой полностью. Она подкрепляется горизонтальными и вертикальными профилями. Обшивка шпангоута может осуществляться также сферической оболочкой. Подкрепляющие элементы при этом располагаются радиально.

    Основные виды фюзеляжей самолетов

    • Плоскофюзеляжный тип. Имеет хорошее тело вращение, сигналом которого служит плавное сужение к остальным частям самолёта. Прекрасно подойдёт для маленьких самолётов, которые имеют хорошую обтекаемость, так что всё вместе будет довольно плавная и интересная конструкция, которая подойдёт как для пилотов — новичков, так и для обычных любителей
    • Одноэтажный тип — хватит для того, чтобы разместить некоторые детали самолёта, ни в коем случаем нельзя размещать там своих пассажиров, так как вы можете навредить их безопасности и более ничего не получится, это крайне плохо, так как пассажиры и есть основное богатство самолёта, но вот если вы начнёте посягать на это в свою собственную угоду, то можете даже ответить перед господом.
    • Двухэтажный тип. Как раз таки в нём можно попробовать разместить не только пассажиров, но и специальное приспособление для обеспечения мягкой посадки, тогда у вас может всё получится. Однако не стоит особо надеяться на то, вы можете прогадать и не избежать, может, не катастрофы, но какая-то плохая ситуация может произойти
    • Широкофюзеляжный тип. Здесь можно не боясь разместить всё — огромная цена компенсируется безопасностью всего, что вы везёте в этом фюзеляже. Здесь можно разместить и пассажиров, и огромные грузы, и специальные детали для самолёта. Всё получится, главное, чтобы за штурвалом был толковый пилот, всё равно не рекомендуется провозить много в этом широкофюзеляжном типе фюзеляжа авиационного средства любого типа.
    • Узкофюзеляжный тип. Схож с одноэтажным типом, не рекомендуется провозить в нём слишком много, так как вы можете просто не уследить, а самолёт уже пойдёт, так сказать, «ко дну».


    Внешний облик и формы фюзеляжа

    Наиболее выгодной формой фюзеляжа обычно считают такое тело, которое можно было бы назвать ассиметричным, потому что оно мене всего подвержено различным техногенным катастрофам.

    Идеальная форма не самое важное при испытании фюзеляжа, прежде всего нужно понять, что безопасность пассажиров — превыше всего, и если что-то случится, то никакие воздухозаборники не смогут спасти вас он непредвиденных обстоятельств, катастрофа всё равно случится, чтобы не предпринимали пилоты, поэтому о выбора фюзеляже стоит беспокоиться с самого начала, не тянуть до последнего, а рассматривать вообще все варианты для успешного полёта в будущем. Подобное поведение и делает из пилота хорошего пилота. Каждому конструктору авиатранспорта нужно уяснить данный факт и делать фюзеляжи более функциональными и главное безопасными для всей авиаперевозки.

    Общие требования

    Объясняя двумя словами, что такое фюзеляж самолета, можно сказать, что это корпус аппарата. К этому компоненту воздушного судна предъявляется ряд требований:

    1. Рациональное использование всех внутренних объемов.
    2. Минимальное лобовое сопротивление.
    3. Обеспечение достаточного обзора из кабины пилотов и помещения для экипажа.
    4. Надежная теплозвукоизоляция и герметичность.
    5. Простота разгрузки/загрузки.
    6. Необходимая вентиляция, освещение и отопление.

    Вырезы

    Центральная часть фюзеляжа самолета включает в себя отверстия под окна, двери, люки, фонари, ниши шасси. Все эти вырезы нарушают замкнутость контура обшивки. Соответственно, существенно снижается устойчивость и прочность каркаса. Для компенсации потерь по контурам отверстий пропускают рамную жесткую окантовку. При небольших размерах вырезов она представляет собой монолитную конструкцию. Ее выполняют из листа, изготовленного штамповкой или иным способом. Крупные отверстия окантовываются по торцам усиленными шпангоутами. В продольном направлении устанавливают бимсы. При этом они не заканчиваются в пределах выреза, а выходят за усиленные шпангоуты. Так обеспечивается жесткая закладка продольных деталей. Ниши шасси закрепляются на усиленных шпангоутах и лонжеронах в нижней части корпуса.

    Стыки

    При балочно-лонжеронной схеме фюзеляжа они выполняются с помощью узлов, которые располагаются исключительно на продольных деталях. Такие стыки называют точечными. Контурные соединения используют в балочно-стрингерных фюзеляжах. Стыки располагают по всему периметру шпангоута с обязательным усиленным связыванием обшивки и стрингеров. Соединения в таких фюзеляжах, как правило, осуществляются с помощью фланцев. Такой стык обеспечивает силовую связь с деталями, соприкасающимися по контуру.

    Киль

    Его крепление требует обязательной передачи изгибающего момента на фюзеляж. Для этого каждый продольный элемент киля соединяют с усиленным шпангоутом. По возможности можно использовать мачтовый тип закладки лонжерона в двух точках. Их располагают по высоте шпангоута. Стреловидный продольный элемент имеет излом на участке пересечения с ним. Это требует обязательной установки дополнительного усиления. От него можно отказаться в том случае, если шпангоут будет располагаться наклонно относительно оси фюзеляжа, чтобы плоскость стала продолжением стенки лонжерона. Но воплощение этого варианта будет сопровождаться определенными сложностями.

    Эволюция фюзеляжа

    Непрерывный рост удельной нагрузки на крыло, а также уменьшение относительной толщины профиля (т.е. уменьшение габаритов и особенно внутренних объемов крыла) приводят к тому, что в современных боевых самолетах оборудование, вооружение, часть топливных емкостей (а часто и двигательная установка), боевая нагрузка и т.п., не говоря уже о кабине экипажа, размещаются в фюзеляже. Кроме того, фюзеляж объединяет в единое целое отдельные части планера самолета-крыло, оперение и шасси. Эти обстоятельства приводят к увеличению размеров фюзеляжа и, следовательно, к ухудшению аэродинамических характеристик всего самолета, главным образом в результате возрастания коэффициента сопротивления. Некоторые размеры фюзеляжа, особенно его длина, определяются не только необходимым полезным пространством, но также и минимально допустимым с точки зрения устойчивости и управляемости расстоянием от оперения (в первую очередь горизонтального) до центра тяжести самолета.

    В первые 10-15 лет разработки и эксплуатации сверхзвуковых самолетов считалось, что аэродинамически наиболее совершенной формой фюзеляжа является форма тела вращения с удлинением, зависящим от скорости полета. Благодаря пространственному характеру обтекания фюзеляжа волновой кризис возникает на нем позже, чем на профиле крыла с такой же относительной толщиной. Ввиду этого первые сверхзвуковые самолеты со скоростью полета около 1400 км/ч имели веретенообразные фюзеляжи, т.е. с контуром обычного дозвукового симметричного профиля: носовая часть закруглена по небольшому радиусу, миделево сечение расположено на 40-50% длины от передней точки и удлинение фюзеляжа равно 6-8. При увеличении сверхзвуковой скорости полета волновое сопротивление такого фюзеляжа значительно возрастает, поэтому оказалось необходимым применение фюзеляжей с остроконечной носовой частью и малой относительной толщиной, т. е. с удлинением до 10 и даже до 15 (особенно в тяжелых самолетах). В случае однодвигатель- ного самолета с лобовым воздухозаборником и соплом в «усеченной» хвостовой части длина фюзеляжа (и соответственно поверхность, обтекаемая внешним потоком) существенно уменьшается, вследствие чего уменьшается и аэродинамическое сопротивление. Таким образом, в конкретных случаях отклонение от теоретических форм для удовлетворения требований, касающихся компоновки, технологии, массы, прочности конструкции и т.п., может практически не ухудшать летных качеств самолета.

    Поскольку применяемые двигательные установки при заданных габаритах и массе имеют ограниченную тягу, особое внимание при проектировании обращается на профилирование больших выступающих элементов фюзеляжа (надстроек), таких, как кабина, воздухозаборники и радиолокационные устройства. Эти надстройки, если они не имеют аэродинамически правильных форм, не только увеличивают сопротивление (уменьшая М кр ), но также на некоторых режимах полета уменьшают устойчивость и могут быть причиной появления вибраций. Чтобы избежать этого, надстройки вписываются по мере возможности в общую форму фюзеляжа, а выступающим элементам придаются большие углы наклона лобовых поверхностей и плавные очертания, переходящие в очертания фюзеляжа. Много внимания уделяется также аэродинамическому проектированию элементов соединения фюзеляжа с другими частями планера, особенно с крылом. Аэродинамическая интерференция между крылом и фюзеляжем при нерациональном их сочленении вызывает дополнительный прирост сопротивления, уменьшает М кр , а в некоторых случаях ведет к потере устойчивости (особенно при больших углах атаки) либо к возникновению вибраций оперения (бафтингу). При небольших скоростях полета интерференция вызывает преждевременный отрыв воздушного потока вследствие появления диффузорного эффекта между стенкой фюзеляжа и верхней поверхностью крыла. С этой точки зрения хуже всего схема низ- коп лана (построен 21 самолет такой схемы), особенно с фюзеляжем круглого сечения и прямым крылом. Поэтому в области соединения крыла с фюзеляжем часто предусматривают специальные обтекатели (зализы), предназначенные для выравнивания потока. Среднеплан (42 самолета), а особенно высокоплан (25 самолетов) в этом отношении гораздо лучше, так как устойчивость у высокоплана выше, хотя он и уступает среднеплану по величине сопротивления. При больших дозвуковых скоростях полета явление интерференции зависит от взаимного наложения полей скоростей вокруг крыла и фюзеляжа. В неблагоприятном случае это может стать причиной преждевременного достижения потоком воздуха локальных скоростей звука со всеми вытекающими из этого аэродинамическими последствиями, вызываемыми сжимаемостью воздуха.

    Соединение фюзеляжа со стреловидным или треугольным крылом также может создавать значительное волновое сопротивление. Для его уменьшения эти соединения выполняются так, чтобы не происходило наложения друг на друга локальных областей пониженного и повышенного давлений.

    С этой точки зрения одним из важнейших достижений первого периода развития сверхзвуковых самолетов было установление так называемого правила площадей, состоящего в том, что комбинация крыла с фюзеляжем обладает наименьшим сопротивлением, когда распределение нормальных к потоку сечений по длине самолета имеет тот же характер, что и у тела вращения наименьшего сопротивления. Практически это означает уменьшение сечений фюзеляжа в области крыла на величину, равную площади соответствующего нормального к потоку сечения крыла. Эффективность правила площадей в отношении уменьшения волнового сопротивления зависит, конечно, помимо фюзеляжа, и от других частей самолета, тем не менее наилучшие результаты достигаются при вытянутых фюзеляжах и коротких тонких крыльях. Особенно это касается крыльев с малым удлинением, обтекание которых является пространственным и имеет тенденцию к осевой симметрии. В связи с этим в некоторых самолетах, как бы «от природы» соответствующих упомянутому правилу, можно почти полностью пренебречь характерным сужением фюзеляжа (как, например, у английского самолета «Лайтнинг»). Это происходит потому, что каждый из факторов, уменьшающих волновое сопротивление (малая относительная толщина профиля, большая стреловидность, малое удлинение крыла), является определенным шагом в направлении выполнения правила площадей, т.е. самолет, выполненный с соблюдением требований аэродинамики, приближается по форме к геометрическому телу с малым аэродинамическим сопротивлением.

    Невысокая эффективность правила площадей в отношении самолетов с М =› 2 иногда служит поводом к отрицанию его, тем более что выполнение этого правила ведет к увеличению стоимости изготовления планера самолета, а также к уменьшению полезного объема фюзеляжа. Кроме того, многие современные самолеты располагают такой тяговооруженностью, что преодоление звукового барьера не представляет для них особой трудности. Однако, с другой стороны, необходимость приспосабливания самолетов, особенно многоцелевых, к долговременным полетам с околозвуковыми скоростями на малой высоте привела к тому, что большинство из них строится в соответствии с правилом площадей, хотя внешне это и не всегда заметно.

    За последние 10-20 лет появились сверхзвуковые самолеты, фюзеляж которых используется для создания подъемной силы. Такой фюзеляж имеет форму не тела вращения (конус-цилиндр-конус), а параллелепипеда. Это означает замену круглого или овального поперечного сечения фюзеляжа сечением, близким к прямоугольному, причем одна из больших сторон прямоугольника образует нижнюю часть фюзеляжа, которая и играет роль дополнительной несущей поверхности. Изменению подвергся также и профиль самолета. Использовавшаяся ранее форма днища фюзеляжа с кривизной, очерченной практически дугой одного радиуса, была заменена формой с кривизной, описываемой тремя дугами, создающими выпуклость носовой и хвостовой частей и вогнутость средней части. Фюзеляж, обладающий такой формой, получил название несущего. Характерной чертой фюзеляжей этого типа является еще и то, что фюзеляжная часть планера у таких самолетов значительно больше. Несущие фюзеляжи имеют самолеты F-4, F-5, SR-71A, F-111A, Е-266, «Ягуар» и др.

    Другой, не менее характерной чертой сверхзвуковых самолетов является применение фюзеляжей с носовой частью, значительно выдвинутой вперед. Конечно, такое размещение больших масс вдоль оси самолета повлекло за собой существенное уменьшение отношения момента инерции относительно продольной оси к моментам инерции относительно других осей. Заметное удлинение самолета в сравнении с его размахом (длина фюзеляжа, отнесенная к размаху крыла, находится в пределах от 1,6 для самолета F-102A до 2,6 для самолета Х-3) не только ухудшило маневренность в вертикальной плоскости, но также затруднило поперечную управляемость ввиду слишком быстрого прироста угловой скорости при отклонении элеронов и управляемость по курсу вследствие возникновения эффектов обратного действия руля направления.

    Оглавление

    Что это — фюзеляж самолета?

    Важнейшим элементом в конструкции самолета является фюзеляж. В этой небольшой статье мы с вами разберемся, что такое фюзеляж, как он устроен и для чего предназначен.

    Общие сведения

    Фюзеляж самолета – это его корпус, тело, на которое крепятся крылья, шасси и оперение. Основное назначение этого элемента заключается в размещении оборудования воздушного судна, его экипажа, груза, пассажиров или вооружения. Также в фюзеляже могут размещаться топливные баки и силовая установка.

    Типы корпусов самолета:

    1. Одноэтажный.
    2. Двухэтажный.
    3. Плоскофюзеляжный.
    4. Широкофюзеляжный.
    5. Узкофюзеляжный.

    Внешний облик

    Наиболее удачной формой корпуса является асимметричное тело вращения. Оно имеет плавные сужения в носовой и хвостовой части, что позволяет минимизировать площадь поверхности без потери габаритов конструкции. Следовательно, снижается масса фюзеляжа и уменьшается сопротивление воздуху во время полета.

    Круглое сечение тела вращения необходимо при воздействии внутреннего давления герметичных кабин. Тем не менее при компоновке самолетов конструкторам приходится отступать от идеальной формы в силу необходимости установки фонарей кабины (лобовое стекло), воздухозаборников, антенны бортового радиоэлектронного оборудования и прочих элементов.

    Конструкция

    Что такое фюзеляж, мы выяснили, теперь узнаем, как он устроен. Корпус состоит из продольных (лонжероны и стрингеры) и поперечных (шпангоуты) силовых элементов и тонкостенной обшивки. Снижение нагрузки на корпус аппарата достигается путем снижения его веса. В гражданской авиации обшивка чаще всего изготавливается из дюралюминия, а в военной – из композитных материалов. Силовой каркас обеспечивает удовлетворительные показатели простоты, надежности, живучести и доступности для обслуживания фюзеляжа.

    Требования к фюзеляжу

    Говоря о том, что такое фюзеляж, стоит отметить, что он является строительной основой каждого самолета и его несущим элементом. К нему выдвигается обширный список требований:

    1. Форма, максимально снижающая лобовое сопротивление ветра во время полета.
    2. Корпус, обеспечивающий до 40 % подъемной силы.
    3. Рациональное использование внутреннего объема.
    4. Удобная компоновка оборудования, обеспечивающая его бесперебойную работу и беспрепятственное обслуживание.

    Нагрузки на фюзеляж

    Основные нагрузки, которые действуют на фюзеляж:

    1. Сила тяжести от присоединения крыльев, шасси, оперения и силовых установок.
    2. Силы аэродинамики, действующие на весь корпус при полете.
    3. Инерционные силы агрегатов и оборудования, а также общий вес конструкции.
    4. Избыточное давление в гермоотсеках: салонах, кабине и каналах воздухозаборников.

    Вот мы с вами и узнали, что такое фюзеляж самолета.

    О конструктивно-силовых схемах элементов планера самолета. Часть 1. Фюзеляж.

    Здравствуйте!

    Начнем с моих странных ассоциаций 🙂.

    Думаю, что очень многие люди возрастом старше среднего (может и помоложе тоже) помнят  старый детский фильм, снятый по книге Л.И.Лагина «Старик Хоттабыч». Ни в кино, ни в книжке конечно ничего не говорится о конструктивно-силовых схемах самолетов :-), однако определенные ассоциации у меня все же в голове обозначились.

    Хоттабыч тогда «наколдовал» очень красивый телефон из цельного куска мрамора. Забавно, однако работать такой аппарат именно по причине «мраморности» естественно не мог, хотя и выглядел роскошно.

    Похожесть момента заключается в том, что ведь и самолет можно сделать из «цельного куска чего-нибудь». Однако, при этом он так же, как неработающий мраморный телефон, вряд ли сможет выполнять какие-либо полезные функции. Очень вероятно, что и летать он тоже не сможет.

    Это только небольшие и сильно упрощенные модели самолетов времен того же фильма мальчишки (и я в их числе :-)) делали из цельных деревянных дощечек. Летали они неплохо, но это были всего лишь модели. Полет ради самого полета.

    Действительность.

    Любой самолет, от простейшего кукурузника до современного дальнемагистрального лайнера или скоростного истребителя, – это есть летательный аппарат тяжелее воздуха на службе у человека. Исходя из такого определения,  он должен обладать несколькими, так сказать, фундаментальными качествами.

    Это, во-первых, хорошие аэродинамические свойства, в основе своей означающие достаточную (лучше побольше :-)) подъемную силу и минимальное аэродинамическое сопротивление. Во-вторых, достаточная возможность для самолета уверенно нести не только самого себя со всеми своими агрегатами и системами, но и полезную нагрузку в виде различных грузов, пассажиров или же вооружения.

    При этом как полезная нагрузка, так и все собственно самолетное оборудование должно быть размещено так, чтобы максимально возможно не ухудшать первое качество.

    Самолет в процессе эксплуатации находится под действием различных силовых факторов. Это силы аэродинамические, возникающие в полете, массовые  нагрузки под действием собственного веса элементов, а также усилия от устройств, агрегатов и грузов внутри самолета и так или иначе подвешенных снаружи.

    А посему, третьим необходимым качеством должна быть достаточная прочность конструкции и ее жесткость, обеспечивающие безопасную и уверенную эксплуатацию летательного аппарата как на различных режимах полета, так  и на земле. При этом она должна вступать в наименее возможное противоречие с первыми двумя качествами.

    Ну, и последнее (но отнюдь не по значимости!) очень важное свойство. Конструкция самолета при всех условиях хорошей вместимости, высокой прочности и отличных летных характеристик должна обладать по возможности минимальной массой.

    Все эти свойства и качества так или иначе влияют друг на друга и учитываются при выборе силовых схем и компоновки летательного аппарата и его основных частей. К основным, как известно, относятся и фюзеляж . Вот о нем и его возможных конструктивно-силовых схемах и поговорим чуть подробнее.

    Фюзеляж.

    Этот элемент является в некотором роде функциональным центром всей конструкции самолета, собирая ее части воедино.  Он воспринимает все типы вышеуказанных силовых воздействий, усилия от присоединенных к нему крыла, оперения и агрегатов, а также от избыточного внутреннего давления воздуха.

    Распределение нагрузок на весь фюзеляж и его конструктивные элементы изучает, в частности, раздел всем известного сопромата – строительная механика. Интересная наука, насколько простая, настолько же и сложная. Без некоторых ее специфических терминов нам здесь не обойтись, хотя , конечно, никаких сложностей не будет, потому как не наш формат 🙂 …

    Существует несколько конструктивно-силовых схем фюзеляжа.

    Ферменный тип.

    На заре развития авиации, в предвоенные и военные годы (1-я и 2-я мировая война) достаточно широко был распространен ферменный тип конструктивно-силовой схемы. Фюзеляж сам по себе представлял пространственную ферму жесткого или же так называемого жестко-расчалочного типа. Силовые элементы такой конструкции – это стойки, лонжероны, раскосы, расчалки, распорки, различные расчалочные ленты и ферменные пояса.

    Элементы ферменного каркаса фюзеляжа.

    На первых «этажерках» (например, самолетах типа «Фарман») он вообще не был похож на фюзеляж в общепринятом сейчас понимании. Простая безобшивочная ферма для соединения всех частей аэроплана воедино в определенном порядке. Материалом для нее служило дерево.

    Но в дальнейшем с  ростом скоростей и нагрузок такой фюзеляж видоизменялся. Появилась необходимость в обшивке. В качестве таковой достаточно широко применялось техническое текстильное полотно, на некоторых конструкциях даже вплоть до начала 60-х годов.

    Техническая ткань ПЕРКАЛЬ.

    Такое полотно представляет из себя хлопчато-бумажную ткань повышенной прочности. Наиболее известным его видом является перкаль. Области ее применения на самом деле достаточно широки (в зависимости от толщины). Она до сих пор, например, применяется для изготовления постельного белья класса «люкс». В техническом же плане ее еще в конце 18-го века начали использовать при изготовлении корабельных парусов.

    В этой области она применяется и по сей день, а в первой половине 20-го века использовалась в качестве внешней обшивки самолетов. При этом перкаль пропитывали специальными лаками (типа эмалита), что придавало ей определенную влагостойкость, а также влаго- и воздухонепроницаемость.

    Ткань АСТ-100.

    Две любопытные детали. 1.Слово «перкаль» в русском языке женского рода (ткань), но применительно, в частности, к авиации распространено употребление его в мужском роде. То есть перкаль – «он». 2. Перкаль в свое время получил смешное, но очень меткое прозвище «детская пеленка авиации».

    Среди технических тканей, применяемых в СССР в авиастроении, помимо перкаля достаточно широко использовались (и используются при необходимости) ткани АСТ-100, АМ-100, АМ-93, имеющие улучшенные характеристики по сравнению с перкалем, хотя суть, в общем-то, оставалась той же.

    В качестве фюзеляжной обшивки также применялось дерево, в облегченном варианте, конечно. Это мог быть, например, клеенный деревянный шпон или фанера малых толщин, иногда для некоторых элементов конструкции бакелитовая (дельта-древесина).

    Недостатки .

    Однако, ферменная конструктивно-силовая схема имела недостатки, которые в процессе довольно бурного развития авиации в конечном итоге все-таки отодвинули ее на задний план.

    Обшивка таких фюзеляжей, иначе еще называемая «мягкой», конечно же была не всегда достаточно прочной. Но главное в том, что такая обшивка не работает, как силовой элемент в комплексе с ферменной конструкцией и не включена в силовую схему фюзеляжа (неработающая обшивка).

    Она воспринимает только местные аэродинамические нагрузки с частичной передачей их на ферменный каркас, то есть является дополнительным элементом конструкции, обладающим ощутимой добавочной (лишней) массой, но не делающей вклада в общую силовую работу.

    В общем-то, основной ее задачей является формирование более-менее обтекаемых аэродинамических поверхностей, то есть по сути уменьшение лобового сопротивления с  возможной попыткой образовать некоторые замкнутые внутренние полости в фюзеляже, которым можно было бы найти полезное применение.

    Мягкая обшивка самолета Sopwith Pup.

    Кроме того, приемлемой долговечностью и сохранностью в процессе эксплуатации под действием атмосферных факторов мягкая обшивка тоже не отличалась. Особенно это касалось полотна. И, если военные самолеты не обладали большим сроком службы во многом из-за специфики их применения, то набиравшая обороты гражданская и транспортная авиация однозначно требовала аппараты с более длительным сроком использования.

    Да и попытка использовать внутренние полости тоже была малоэффективна. В пространственной ферме достаточно сложно компоновать грузы и внутреннее оборудование из-за неизбежного наличия подкосов, растяжек и др., что, конечно, делает практически невозможным нынешнее применение таких фюзеляжей на большинстве «серьезных» самолетов, за исключением отдельных моделей легкомоторной или спортивной авиации.

    «Металлизация…»

    В стремлении  справиться с этими и другими недостатками и как-то улучшить положение, появились опыты с  применением в конструкции самолетов  других материалов. Взгляды некоторых «продвинутых» изобретателей обратились к металлу, а конкретно к стали. Каркасы ферменных фюзеляжей все чаще выполнялись из стальных труб или открытых профилей, обычно с применением сварки.

    Самолет REP 1.

    Первым самолетом со стальным ферменным фюзеляжем считается самолет француза Роберта Эсно-Пельтри (Robert Esnault-Pelterie) REP-1. Остальная силовая конструкция этого аэроплана была деревянной, а обшивка полотняной. Самолет полетел в ноябре 1907 года. Летал он медленно (около 80 км/ч) и недалеко – порядка нескольких сотен метров.

    В середине 20-х годов, когда самолеты уже, можно сказать, научились летать, стальных ферменных каркасов строилось уже больше, чем деревянных. При этом обшивка чаще всего была все еще полотняная или фанерная. Да и в качестве материала для дополнительных силовых элементов частенько использовалось дерево.

    Но уже в начале 1910-х годов строились первые цельнометаллические самолеты. Как в конструкции, так и в материалах существовало определенное разнообразие, несмотря на единичные, по сути дела, экземпляры таких летательных аппаратов.

    Не все из них сумели подняться в небо. Некоторые не сделали этого никогда, некоторые не с первого раза, а только после переделок. Главная причина тому была одна – большая масса. Ведь самолеты такого типа строились тогда практически наугад.

    Например, первым реально полетевшим самолетом, в котором каркас фюзеляжа, крыла и обшивка были сделаны из стали стал немецкий самолет конструкции профессора Ганса Рейсснера (Hans Reissner ) сделанный при участии, содействии и, в общем-то, на деньги фирмы Junkers. Самолет был сделан по схеме «утка» и носил то же название – Ente (нем.).

    Самолеты Рейсснера.

    В первом варианте фюзеляж не имел обшивки. Самолет полетел не сразу, однако в мае 1912 года это все-таки произошло. В дальнейшем он летал относительно успешно, пока в январе 1913 года не произошла катастрофа с гибелью пилота. Аппарат попал в штопор.

    Однако, в течение этого же года самолет восстановили, несколько изменив его конструкцию (добавились кили). Фюзеляж получил полотняную обшивку и аэроплан продолжил полеты.

    В 1915 году одним из самых известных полетевших цельно-металлических летательных аппаратов стал самолет все той же фирмы Junkers —  Junkers J 1. На нем  основные элементы были стальные, в том числе и обшивка всех элементов конструкции, сделанная из тонких листов стали. Летные характеристики его правда оставляли желать лучшего. Он получил прозвище Blechesel (что-то типа «жестяной осел») и в серию не пошел.

    Цельностальной самолет Junkers J 1.

    Вместо него достаточно массово строили следующий самолет Юнкерса –J4 (или  Junkers J I (римская цифра)). Он тоже был цельнометаллическим, но не цельностальным, потому что задняя часть ферменного фюзеляжа и обшивка крыла и оперения была сделана не из стали.

    Самолет Junkers JI (J4).

    И, вообще-то говоря, первым цельно- металлическим самолетом, поднявшимся в воздух был самолет французов Шарля Понше и Мориса Прима (Charles Ponche,  Maurice Primardо) под названием Ponche-Primard Tubavion.

    Название происходило от конструкции фюзеляжа, в основе которой была  стальная труба, а на ней уже «вешались» все остальные элементы. В качестве обшивки использовались листы алюминия. Фюзеляж имел обтекатели и защитные кожухи.

    Самолет Ponche-Primard Tubavion.

    Самолет, построенный в 1911 году, летать отказывался по причине большой массы и слабосильного мотора. После того, как с него сняли все кожухи, некоторые колеса шасси и еще кое-какие детали, он все же полетел в марте 1912 года. В дальнейшем обшивка крыла все-таки была заменена на полотняную.

    Улучшенный вариант самолета Ponche-Primard Tubavion.

    Масса всегда была и остается одним из основных критериев возможностей самолета. Делать элементы конструкции, обладающие традиционной прочностью металла и легкостью дерева было мечтой любого тогдашнего энтузиаста от авиации. Именно поэтому на первые позиции стал выходить не так давно освоенный в массовом производстве алюминий.

    Первоначально были попытки использования чистого алюминия в виде листов для обшивки, вместо полотна. Пример – вышеупомянутые аэропланы Tubavion и Junkers J I. Однако, чистый алюминий – металл, как известно, мягкий и непрочный, и несмотря на его очень соблазнительное качество — легкость, применение его в виде материала для силовых (работающих) элементов крайне малопродуктивно.

    Например, на самолете Junkers J I обшивка была алюминиевая из листов толщиной 0,09 мм. Она была гофрирована для упрочнения и возможности восприятия некоторых нагрузок, но деформировалась и разрывалась даже при нажатии рукой, в частности во время перекатывания аппарата по земле.

    Дюралевая задняя часть ферменного фюзеляжа и алюминиевая обшивка самолета Junkers J I.

    Однако, на этом же самом самолете задняя часть ферменного фюзеляжа была изготовлена из другого, заслуживающего гораздо большего внимания материала. И хотя алюминий в последствии получил символическое название «крылатый металл», оно, говоря точнее, должно быть адресовано для его сплава, называющегося дюралюминий (или дюраль). Именно этот сплав является сейчас основой всей мировой авиации.

    Дюралюминий значительно выгоднее алюминия в массовом и прочностном отношении. То есть практически при той же массе этот сплав обладает значительно большей твердостью, прочностью и жесткостью. Марок этого сплава достаточно много, в том числе и в разных странах. Отличия марок могут быть как в составе элементов, так и в технологии изготовления (термообработка). Однако, в основном это сплавы состоящие из легирующих добавок ( медь – около 4,5%, магний – около 1,5% и марганец – около 0,5%) и самого алюминия.

    Название дюралюминий (дуралюмин, дуралюминий, дюралюмин) происходит от названия немецкого города Дюрен (Düren), где в 1909 году было впервые начато промышленное производство этого сплава. А слово дюраль, которое у нас употребляется скорее как жаргонное, на самом деле фирменное название (Dural®).

    Одна из самых известных марок дюраля, производящихся в России (СССР) – Д16. Он так или иначе применен на всех самолетах, произведенных или производящихся у нас, хотя, конечно, достаточно  и других более специализированных или совершенных в прочностном отношении марок(например, Д18, В65, Д19, В17, ВАД1 и др.).

    А начиналось все с первой половины 1922 года, когда в СССР был получен первый советский алюминиевый сплав, пригодный для авиастроения и не уступающий по характеристикам тогдашним немецким сплавам.

    Назвали его кольчугалюминием, по названию г.Колчугино Владимирской области, в котором располагался металлургический завод. Он отличался от немецкого дюралюминия добавкой никеля (около 0,3%), иным соотношением меди и марганца, а также термообработкой.

    Самолет АНТ-2, построенный полностью из кольчугалюминия.

    Название со временем было заменено на традиционное и сплав получил наименование Д1, под которым используется до сих пор, хотя и не так часто из-за достаточно низких характеристик по сравнению с вновь разработанными материалами.

    Появление в достаточно широкой эксплуатации дюралюминия сделало возможным выполнить обшивку в конструктивно-силовой схеме с ферменным фюзеляжем более прочной и долговечной. Для некоторых моделей самолетов листы дюраля делались гофрированными с целью повышения ее устойчивости.

    Гофрированная обшивка самолета ТБ-1.

    Гофрированная обшивка самолета Junkers-52

    Гофрированная дюралевая обшивка фюзеляжа такой схемы могла в некоторой степени работать на восприятие изгибающего момента (на крыле она работала на кручение) и становилась таким образом «частично работающей». Однако, это «частичность» не устраняла главных недостатков ферменной конструкции. Обшивка не была включена в общую силовую схему и, по большей части, играла роль элемента с дополнительной  массой.

    Балочные фюзеляжи.

    С развитием подходов к авиационному конструированию, освоением новых материалов и приобретением опыта появилась возможность разработки новых типов  конструктивно-силовых схем, в которых обшивка уже становилась полностью рабочим элементом (рабочая обшивка).

    Фюзеляж — коробчатая балка.

    Наиболее рациональной для большой авиации и лишенной недостатков ферменных фюзеляжей стала конструкция, представлявшая собой тонкостенную оболочку (собственно обшивка большей или меньшей толщины), подкрепленную изнутри различными силовыми элементами (силовым каркасом или силовым набором, продольным и поперечным) и имеющая полезные внутренние объемы.

    В этом случае фюзеляж называют балочным (балочный тип), то есть, говоря терминами из строительной механики , он представляет из себя тонкостенную коробчатую балку, которая закреплена на крыле и воспринимает на себя перерезывающие силы и изгибающий  момент, в любом своем сечении, в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также крутящий момент.

    В частности… Крутящий момент от вертикального оперения нагружает обшивку всего контура, создавая в ней касательные напряжения. Вертикальная сила от стабилизатора воспринимается обшивкой боковых поверхностей фюзеляжа параллельных действию силы — работа на сдвиг.

    Изгибающий момент стабилизатора воспринимается обшивкой и подкрепляющими элементами верхней и нижней части фюзеляжа (растяжение-сжатие). Поперечная сила от киля также нагружает верхнюю и нижнюю части фюзеляжа, параллельные действию силы, вызывая в них касательные напряжения.

    Кроме того в районе герметизированных отсеков к нагрузкам присоединяется и избыточное внутреннее давление, действующие изнутри фюзеляжа при полетах на высоте. Активное участие в процессе восприятия нагрузок принимает работающая обшивка. Примерная схема возможного их действия показана на рисунке (по материалам ЦНИТ СГАУ).

    Нагрузки, действующие на балочный фюзеляж.

    Фюзеляжи балочного типа в процессе разработки различных конструкций разделились на три вида. Первый — это фюзеляж типа «монокок», во французском «мonocoque». Слово произошло от греческого «monos» – «единый» и французского «coquе» — скорлупа. В таких конструкциях внешняя оболочка, то есть обшивка, является главным силовым элементом, иногда единственным, воспринимающим все силовые факторы.

    Она может быть достаточно мощной и жесткой и какие-либо дополнительные поперечные силовые элементы обычно не требуются и могут устанавливаться только в местах, где есть какая-то дополнительная сосредоточенная нагрузка, то есть какие-либо внешние подвески, присоединение крыла или каких-либо агрегатов (обычно это шпангоуты), в местах вырезов в фюзеляже или же в местах, где соединяются отдельные листы обшивки (чаще всего стрингеры).

    То есть фюзеляжи самолетов по сути дела могут быть без работающего каркаса. Первые такие образцы появились уже в 1910-х годах. Это были самолеты чаще всего спортивной направленности, то есть для достижения больших скоростей. С этой целью использовались заглаженные фюзеляжи круглого сечения, имеющие ощутимо меньшее лобовое сопротивление по сравнению с  ферменными.

    Реплика самолета Deperdussin Monocoque.

    Типичным представителем такого класса самолетов был французский  спортивный аэроплан Deperdussin Monocoque. Сам принцип изготовления его фюзеляжа стал основой названия этого самолета (Monocoque).

    Фюзеляж состоял из двух продольных половин, каждая из которых выклеивалась из трех слоев деревянного шпона в специальных формах в виде раковин (или скорлупы). Далее эти половины соединялись, склеивались между собой и обклеивались тканью.

    Монококовые фюзеляжи достаточно дороги в изготовлении, и окончательно они потеснили ферменные только после Второй мировой войны, когда исчезла необходимость быстрого выпуска большого количества боевых самолетов.

    Однако типичный монокок, хорошо воспринимая растяжение и изгиб, гораздо хуже работает на сжатие (зависит от толщины и жесткости обшивки конечно), поэтому подавляющее большинство фюзеляжей современных самолетов построено с внутренним подкрепляющим силовым набором. Такие конструктивно-силовые схемы носят название полумонокок (услиленный монокок), и в них обшивка работает совместно с продольным набором силовых элементов.

    Полумонококовые конструкции, в свою очередь, бывают двух видов: балочный стрингерный (стрингерный полумонокок) и балочный лонжеронный (лонжеронный полумонокок).

    Стрингерный полумонокок. Фюзеляж самолета ATR-72.

    В первом работающая обшивка подкреплена продольными силовыми элементами – стрингерами. Их довольно большое количество и расположены они достаточно часто, что позволяет обшивке совместно с ними воспринимать весь изгибающий момент (помимо других нагрузок – крутящий момент и перерезывающая сила ), работая при этом на растяжение-сжатие. Устойчивость обшивки повышают шпангоуты, установленные с относительно малым шагом.

    Во втором изгибающий момент воспринимается специальными продольными элементами – лонжеронами и балками. Количество их невелико и они имеют обычно большое сечение. Обшивка же, подкрепленная стрингерами, воспринимает крутящий момент и перерезывающую силу, работая только на сдвиг, и практически не участвуя в восприятия изгиба.

    Лонжеронная схема. А — лонжероны, В — стрингеры, D — работающая обшивка.

    На рисунке (из материалов ЦНИТ СГАУ) показаны действие усилий (перерезывающие силы, изгибающий и крутящий моменты), воспринимаемых лонжеронным фюзеляжем (общая картина).

    Нагрузки, воспринимаемые в балочной лонжеронной схеме.

    Основная масса современных самолетов, как уже говорилось, имеют фюзеляжи типа полумонокок. Лонжеронный вариант достаточно выгоден для военных самолетов с двигателем в хвостовой части фюзеляжа. В этом случае в фюзеляже удобно размещать узлы крепления двигателя, делать вырезы между лонжеронами под необходимые полезные объемы ( кабина, топливные баки, агрегаты) без нарушения целостности главных силовых элементов.

    Стрингерные фюзеляжи выгодны для транспортных и пассажирских самолетов. Однако вырезы в таких фюзеляжах нарушают целостность силовых элементов, поэтому в таких местах требуется усиление каркаса.

    Фюзеляж самолета В-17G. Стрингерный полумонокок.

    Совмещенная конструкция фюзеляжа самолета Hawker Typhoon MkIB. Передняя часть — ферменная, задняя часть — полумонокок.

    Самолет Hawker Typhoon MkIB.

    Так как плюсы и минусы есть у всех типов и вариантов конструкций, то, в принципе, возможно их совмещение в определенном смысле в пределах одного летательного аппарата. Количество и сечение стрингеров, сечение лонжеронов и толщина обшивки может меняться в разных местах фюзеляжа. Все зависит от типа, предназначения, параметров летательного аппарата и его оборудования.

    Ферменные фюзеляжи в настоящее время используются редко и  в основном для самолетов малой авиации и спортивных. Примером может служит спортивный Су-26, имеющий ферменный стальной фюзеляж и стеклопластиковую обшивку на нем (стеклопластиковые панели с пенопластовым заполнителем).

    Силовая конструкция самолета Су-26.

    Немного геодезии.

    Существует еще один тип конструктивно-силовой схемы, применявшийся в 30-х годах при изготовлении самолетов, правда значительно реже классических схем. Это так называемая геодезическая конструкция планера, то есть фюзеляжа и крыла.

    В этой конструкции силовые элементы, воспринимающие нагрузки, располагаются вдоль геодезических линий. Для фюзеляжа, который по форме близок к цилиндру – это винтовые линии (спирали) и окружности. В итоге образуется сетчатая конструкция с узлами соединения элементов в многочисленных точках пересечения.

    Она воспринимает крутящий момент и перерезывающие силы. Изгибающий момент воспринимают дополнительные лонжероны в фюзеляже. Силовыми элементами в этом случае служат легкие и тонкие профили. Вся конструкция отличается высокой прочностью при относительно малой массе.

    Бомбардировщик Vickers Wellington.

    Боевые повреждения фюзеляжа самолета Vickers Wellington.

    Кроме того, она в отличие от ферменной схемы полностью оставляет свободными все внутренние полости фюзеляжа, что былохорошим плюсом особенно для больших самолетов. Также при постройке такой конструкции легче было соблюсти требуемые аэродинамические формы без больших затрат на приспособления и инструменты.

    Геодезическая схема также могла быть полезна для повышения боевой живучести военных самолетов. Так как каждый элемент конструкции мог воспринимать нагрузки других элементов при их разрушении, то боевое повреждение часто не вело к фатальному разрушению всей конструкции.

    По такой схеме, например, был построен британский бомбардировщик Vickers Wellington (производился в 1936-1945 годах). Однако, обшивка в этой схеме была неработающая (на Веллингтоне полотняная). С ростом скоростей полета она не выдерживала аэродинамических нагрузок, и профиль крыла деформировался. Это стало одной из причин отказа от такой схемы уже в послевоенное время.

    Немного более конкретно о силовых элементах.

    Продольный силовой набор.

    Стрингеры. Продольные силовые элементы для подкрепления обшивки. Работают вместе с обшивкой на растяжение-сжатие, а также увеличивают ее устойчивость при работе на сдвиг от кручения фюзеляжа. Обычно устанавливаются по всей длине фюзеляжа.

    Профили стрингеров и лонжеронов.

    Изготавливаются из готовых профилей различной конфигурации, как замкнутой, так и разомкнутой и могут иметь различные уровни прочности. Материал — дюралюминий различных марок (например Д16 и В95), в зависимости от конкретных преобладающих условий работы стрингера.

    Лонжероны (балки). В общем-то похожи на стрингеры, но имеют более мощное сечение. Часто являются одним из основных конструктивных элементов, не только фюзеляжа, но и крыла и хвостового оперения, применяются, в принципе во многих инженерных конструкциях, а не только в авиации. Многие наверняка слышали о об автомобильных лонжеронах.

    Бимс в конструкции полумонокока.

    Основная функция – восприятие изгибающего момента и осевых сил, т.е. работа на растяжение-сжатие.Однако, лонжерон коробчатого сечения может участвовать и в восприятии крутящего момента. Лонжероны могут быть цельными или составными, состоящими из нескольких профилей. Материал – алюминиевые сплавы и сталь различных марок.

    Коробчатые лонжероны, одна из стенок которых – обшивка, часто располагают по окантовке больших вырезов в фюзеляже для их усиления. Например, в районе грузового люка на транспортных самолетах. Такие лонжероны называют бимсы.

    К вспомогательному продольному силовому набору можно отнести также полы, в частности  в отсеках транспортных самолетов и салонах пассажирских самолетов, основу которых составляют силовые балки.

    Поперечный силовой набор.

    Шпангоуты. У этого элемента две основные функции. Первая – формирование и сохранение формы фюзеляжа, точнее его поперечного сечения. Для этого предназначены нормальные шпангоуты. Они подкрепляют обшивку, то есть нагружаются внешним аэродинамическим или внутренним избыточным давлением, приходящимся на обшивку фюзеляжа. Шаг их расположения выбирается из соображений ее наиболее эффективной работы. Обычно это интервал от 150 до 600мм.

    Фюзеляж-полумонокок самолета Sukhoi Superjet 100. Нормальные шпангоуты и стрингеры.

    Вторая – восприятие различных сосредоточенных нагрузок большой величины типа узлов крепления и соединения тяжелого внутреннего и внешнего оборудования, двигателей, различных пилонов и подвесок, присоединение консолей крыла. Это усиленные (силовые) шпангоуты. Их количество на летательном аппарате обычно значительно меньше, чем нормальных.

    Примеры усиленных рамных шпангоутов.

    Силовые шпангоуты обычно изготавливаются в виде рамы (рамные), которая может быть сборной или монолитной. Сама рама работает на изгиб, распределяя внешнюю нагрузку по периметру обшивки. В любом сечении такой рамы действует и перерезывающая сила.

    Усиленный рамный шпангоут с узлами крепления крыла к фюзеляжу.

    Силовые шпангоуты также  могут располагаться по краям больших вырезов в фюзеляже. Кроме того они используются в качестве перегородок, воспринимающих избыточное давление в гермоотсеках. В этом случае кольцевое пространство чаще всего зашивают стенкой, подкрепленной силовыми элементами типа стрингеров. Эти стенки могут иметь сферическую форму.

    Обшивка. Такой же силовой элемент, участвующий в силовой работе всего фюзеляжа балочного типа. Для основной массы современных балочных фюзеляжей изготавливается из стандартных листов дюралюминия, которые формуются по очертаниям фюзеляжа. Стыковка (или нахлест) листов производится на силовых элементах (стрингерах, шпангоутах).

    Наиболее распространенный способ крепления обшивки к силовому каркасу– заклепочные соединения, но может применяться сварка и склейка. Обшивка может крепиться только к продольному набору (стрингерам), только к поперечному (шпангоутам) или к тем и другим. Это, зачастую, может определять необходимую толщину (т.е. и массу) обшивки.

    Первый случай хорош с точки зрения улучшения аэродинамики, так как отсутствуют вертикальные заклепочные швы и, соответственно, уменьшается аэродинамическое сопротивление. Однако, при этом обшивка с ростом нагрузок быстрее теряет устойчивость.

    Чтобы этого избежать и не увеличивать ее толщину, а значит и массу всей конструкции, ее соединяют со шпангоутами. Это может делаться непосредственно или через специальные дополнительные элементы, называемые компенсаторами. В таком случае шпангоуты называют распределительными. Они дополнительно нагружаются от обшивки внутренним избыточным давлением, действующим на нее.

    Второй случай, когда обшивка крепится только к шпангоутам и не подкреплена стрингерами, относится к фюзеляжам-монококам или как еще их называют обшивочным фюзеляжам. Как уже упоминалось раньше, обшивка сама по себе плохо работает на сжатие, поэтому прочность такого фюзеляжа определяется возможностями по сохранению устойчивости обшивки именно в зонах сжатия.

    Чтобы эти возможности повысить для монокока есть только один способ – увеличить толщину обшивки, а значит и массу всей конструкции. Если самолет большой, то это увеличение может быть значительным. Это основная причина невыгодности фюзеляжа такого типа.

    Толщина обшивки может также изменяться в разных сечениях фюзеляжа  в зависимости от наличия вырезов (особенно это касается стрингерных фюзеляжей), или гермоотсеков с избыточным давлением.

    Кроме того она может зависеть от места расположения обшивки на фюзеляже. Например, при воздействии собственной весовой нагрузки верхняя часть обшивки фюзеляжа работает на растяжение всей своей площадью совместно со стрингерами, а нижняя часть при этом на сжатие только площадью, подкрепленной стрингерами, поэтому и потребная толщина сверху и снизу может быть разная.

    В настоящее время довольно широко применяются в качестве обшивки механически (фрезерование) или химически (травление) обработанные листы больших размеров с готовой уже переменной толщиной, а также монолитные фрезерованные панели необходимой переменной толщины с выфрезерованными подкрепляющими продольными ребрами-стрингерами.

    Фрезерованные панели обшивки самолета Sukhoi Superjet 100.

    Такого рода конструктивные узлы обладают большей усталостной прочностью, равномерным распределением напряжений. Отсутствует необходимость многоместной герметизации, как в заклепочных соединениях. Кроме того улучшается аэродинамика из-за снижения сопротивления в результате гораздо меньшего количества заклепочных швов.

    Что касается материалов, то самым распространенным и универсальным, как уже говорилось выше, остается дюралюминий различных марок, более или менее приспособленный для различных условий работы и конструктивно-силовых схем и элементов летательных аппаратов.

    Однако, при постройке самолетов, работающих в особых условиях (например, при высоком кинетическом нагреве) применяется сталь особых марок и титановые сплавы. Ярким представителем таких самолетов является легендарный МиГ-25, фюзеляж которого практически целиком сделан из стали и главный способ соединения его элементов – сварка.

    —————————

    Столь же значимыми, как и фюзеляж элементами любого самолета являются крыло и оперение. В силовом плане они также воспринимают усилия и передают их на фюзеляж , на котором все нагрузки уравновешиваются. Конструктивно-силовые схемы крыльев современных самолетов имеют много общего со схемами фюзеляжей. Но с этим мы ознакомимся уже в следующей статье на подобную тему….

    До новых встреч.

    В заключение картинки, которые не поместились в текст.

    Шпангоуты фюзеляжа самолета F-106 Delta Dart (усиленные рамные и нормальные).

    Рамные силовые шпангоуты фюзеляжа самолета F-16 с узлами крепления оборудования.

    Силовой шпангоут для гермоотсека самолета Sukhoi Superjet 100.

    Усиленный шпангоут в виде стенки гермоотсека.

    Составные рамные шпангоуты.

    Стрингеры и шпангоуты самолета Вoeing-747.

    Ферменный каркас фюзеляжа самолета Piper PA-18.

    Самолет Piper PA-18.

    Типы конструктивно-силовых схем фюзеляжа; 1 — ферменная, 2 — ферменная с гофрированной обшивкой, 3 — монокок, 4 — полумонокок.

    Су-26М.

    Типы конструкции фюзеляжей.

    Фюзеляж самолета Supermarine Spitfire. Полумонокок.

    Фюзеляжи самолетов Vickers Wellington в заводском цеху.

    Фюзеляж

    Эта страница предназначена для учащихся колледжей, старших и средних школ. Для младших школьников более простое объяснение информации на этой странице: доступно на Детская страница.

    Самолеты являются транспортными средствами, которые предназначены для переехать люди и грузы из одного места в другое.Самолеты бывают во многих разные формы и размеры в зависимости от предназначение самолета. Самолет, показанный на этот слайд представляет собой авиалайнер с турбинным двигателем, который был выбран в качестве представительский самолет.

    Фюзеляж , или корпус самолета, представляет собой длинную полую трубу, которая держит вместе все части самолета. Фюзеляж полый для уменьшения масса. Как и у большинства других частей самолета, форма фюзеляжа обычно определяется предназначением самолета.А сверхзвуковой истребитель имеет очень тонкий, обтекаемый фюзеляж для уменьшения сопротивление, связанное с высокоскоростным полетом. An У авиалайнера более широкий фюзеляж, чтобы перевозить максимальное количество пассажиров. На авиалайнере пилоты сидят в кабине и в передней части самолета. фюзеляж. Пассажиры и груз перевозятся в задней части Фюзеляж и топливо обычно хранится в крыльях. Для истребителя, кабина обычно находится на верхней части фюзеляжа, вооружение переносится на крылья, а двигатели и топливо размещены в задней части фюзеляжа.

    В масса самолета распределяется по всему самолету. Фюзеляж вместе с пассажирами и грузом вносит значительный вклад в часть веса самолета. В центр гравитации самолета — это среднее расположение веса, и обычно это расположен внутри фюзеляжа. В полете самолет вращается вокруг центра тяжести из-за крутящие моменты генерируется лифт, руль направления и элероны.Фюзеляж должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать эти моменты.


    Деятельность:

    Экскурсии с гидом
    • Части самолета:
    • Фюзеляж:

    Навигация ..


    Руководство для начинающих Домашняя страница

    Что такое фюзеляж самолета? | Блог


    Наряду с крыльями, оперением, шасси и кабиной фюзеляж является одним из основных компонентов типичного самолета.Судя по названию, многие люди предполагают, что он отвечает за хранение или хранение топлива. Однако термин «фюзеляж» происходит от французского слова «fusele», что означает «веретенообразный». Фюзеляжи имеют длинную и вертикальную веретенообразную форму, от которой они получили свое название. Итак, что же такое фюзеляж?

    Обзор фюзеляжа

    Фюзеляж — это большая внешняя оболочка, охватывающая основной корпус самолета. Он имеет полый интерьер, в котором размещены сиденья, а также другое оборудование.Фюзеляжи просто служат внешней оболочкой основного корпуса самолета. По бокам фюзеляжа расположены крылья, в то время как в передней части находится кабина, а в задней части — хвостовое оперение. В сочетании с шасси это основные компоненты типичного самолета.

    Поскольку фюзеляж является внешней оболочкой корпуса самолета, он подвергается значительным нагрузкам. Следовательно, он должен быть разработан из прочных и долговечных материалов. Если фюзеляж сломан, в салоне самолета может снизиться давление воздуха.Когда это происходит, это может создать опасную среду как для экипажа, так и для пассажиров. По мере того, как в салоне самолета падает давление, уровень кислорода падает. Кроме того, потеря давления в салоне может привести к потере управления самолетами. Аварии, связанные с потерей давления в кабине, случаются редко, но случаются.

    Типы фюзеляжей

    В самолетах используются несколько различных типов фюзеляжей, каждый из которых имеет разную конструкцию. Например, ферменные фюзеляжи характеризуются использованием сварных металлических труб.Они легкие, недорогие и обладают высокой прочностью и долговечностью. С другой стороны, геодезические фюзеляжи характеризуются использованием полосовых стрингеров для получения конструкции в виде корзины. Геодезические фюзеляжи спроектированы таким образом, чтобы выдерживать локальные структурные повреждения без нарушения целостности остальной части фюзеляжа. В дополнение к ферменной и геодезической, другие распространенные типы фюзеляжей самолетов включают оболочку монокока и оболочку полумонокока.

    Материалы

    Хотя есть исключения, большинство самолетов имеют алюминиевый фюзеляж.Алюминий прочный, легкий и устойчивый к ржавчине. Эти качества делают его универсальным и эффективным материалом для изготовления компонентов самолетов, включая фюзеляжи. При этом композитные фюзеляжи становятся все более распространенной альтернативой алюминиевым фюзеляжам. Композитные фюзеляжи зачастую прочнее и даже лучше защищены от ржавчины и коррозии, чем их алюминиевые аналоги.

    4 распространенных типа фюзеляжей самолетов | Блог


    Фюзеляж — важная часть самолета.Все самолеты имеют фюзеляж. По сути, это тело или оболочка, в которой находятся пассажиры и груз. В некоторых самолетах на фюзеляже установлены двигатели. Хотя все фюзеляжи имеют корпусную конструкцию, они доступны в нескольких различных типах. Ниже приводится разбивка четырех наиболее распространенных типов фюзеляжей самолетов.

    # 1) Ферма

    Ферма, также известная как ферменная конструкция, является распространенным типом фюзеляжа самолетов. Обычно он используется в небольших и легких самолетах. Ферменные фюзеляжи соответствуют своему названию благодаря стальным фермам.Стальные фермы свариваются друг с другом, образуя каркас. Затем этот каркас покрывают листами стали или других материалов. Ферменные фюзеляжи существуют уже более века, и за это время в их конструкции мало что изменилось.

    # 2) Монокок

    Некоторые самолеты имеют фюзеляж типа монокок. Фюзеляжи типа монокок характеризуются использованием внешней поверхности в качестве основной конструкции. Другими словами, они не имеют такой же рамной конструкции, как ферменные фюзеляжи.Фюзеляжи-монококи могут по-прежнему иметь каркас, но их основная конструкция состоит из внешней поверхности. Фюзеляжи типа «монокок» используются как в военных, так и в коммерческих и гражданских самолетах. Фактически, у Boeing 787 используется фюзеляж типа монокок.

    # 3) Полумонокок

    Кроме монокока существуют фюзеляжи самолетов полумонококовые. Полумонокок — самый распространенный тип фюзеляжа алюминиевых самолетов. Самолеты, которые сконструированы в основном из алюминия, обычно имеют фюзеляж типа полумонокок.Что такое фюзеляж типа полумонокок и чем он отличается от фюзеляжа типа монокок?

    Полумонокок — это тип фюзеляжа самолета, который имеет каркас поперечного сечения, соединенный между собой стрингерами. Стрингеры — это листы алюминия. Листы алюминия крепятся к поперечному каркасу с помощью заклепок и / или клея. На месте комбинация алюминиевых листов и рамы поперечного сечения формирует фюзеляж. Фюзеляжи полумонокока имеют внешнюю поверхность, как и фюзеляжи монокока, но также имеют алюминиевые листы.

    # 4) Геодезический

    Наконец, геодезические фюзеляжи самолетов имеют плетеную конструкцию в виде корзины. Они состоят из металлических или синтетических материалов, соединенных друг с другом под углом. Геодезический фюзеляж был изобретен Барнсом Уоллисом в 1930-х годах. Вскоре после этого появились одни из первых самолетов с таким фюзеляжем. Геодезия — это просто тип фюзеляжа самолета, имеющий конструкцию в виде корзины. Он считается более прочным и долговечным, чем многие другие типы фюзеляжей.

    Нужны заклепки для ремонта и обслуживания вашего самолета?

    Monroe Aerospace — сертифицированный AS9100D дистрибьютор оборудования для авиакосмической и военной авиации.

    Shop Rivets Now

    Фюзеляж самолета

    Почему у фюзеляжа самолета больше общего с ошибками, чем с птицами

    Джеймс Уильямс

    Источник: Брифинг по безопасности FAA, январь / февраль 2020 г.

    Каким бы жутким это ни казалось, «жуки» и их собратья могут быть более подходящей аналогией для самолета, чем для птицы.Во-первых, фюзеляж современного самолета функционирует как кожа и как скелет, что больше напоминает членистоногих, чем представителей семейства птичьих.

    Одной из ключевых особенностей членистоногих является их экзоскелет, в котором защитные свойства кожи сочетаются со структурными характеристиками скелета. Эта особенность относится к обшивке самолета, которая фактически является несущей конструктивной частью.

    Monowhat?

    Современные самолеты строятся с использованием метода, называемого конструкцией монокока.В этом методе в качестве основного структурного компонента используется напряженная кожа. Чтобы визуализировать это, представьте банку из-под газировки. Обшивка располагается вокруг двух переборок или формирователей (верхней и нижней части банки), обеспечивая удивительно прочный блок в неповрежденном состоянии. Ключевые преимущества конструкции монокока включают высокую прочность, малый вес и увеличенный потенциал внутреннего объема. Важной целью при проектировании самолетов является создание самого легкого самолета, способного удерживать наибольшее количество вещей (например, людей и груза), при этом будучи достаточно прочным, чтобы выдерживать суровые условия полета.

    Конструкция типа «монокок» имеет несколько недостатков. Даже небольшие вмятины или вмятины потенциально могут ослабить конструкцию. Вы можете провести собственный эксперимент, чтобы доказать это. Возьмите любую пустую банку из-под газировки (без выдавливания) и приложите сверху вниз силу. Вы будете удивлены тем, сколько силы выдержит банка. Теперь сделайте небольшую вмятину в банке и посмотрите, сколько усилий потребуется, чтобы раздавить ее. Это прекрасный пример ахиллесовой пяты конструкции монокок.

    Чтобы решить эту проблему, производители используют метод, называемый конструкцией полумонокока, который включает в себя усиливающие стрингеры, которые проходят продольно между переборками и шпангоутами.Этот метод позволяет перенести часть напряжения с кожи на структурную арматуру. Это делает конструкцию более прочной, но увеличивает вес и сложность готового продукта.

    Состав композитный

    Мы часто говорим о композитных материалах как о футуристическом или высокотехнологичном, но во многих случаях это не совсем так. В самом основном определении композит — это комбинация двух или более различных материалов, в которой сохранены все индивидуальные свойства материала.Лучший пример — определенно низкотехнологичный бетон. Бетон представляет собой комбинацию цемента и небольших камней и камней (так называемый заполнитель). Это два требования к композитному материалу: матрица или связующее (цемент) и арматура (заполнитель). Армирование составляет большую часть объема и несет большую часть нагрузки, в то время как матрица удерживает арматуру вместе и позволяет ей придавать форму. В авиации мы используем такие вещи, как стекловолокно и углеродное волокно, которые работают по тому же принципу.Стекловолокно, иногда вплетенное в ткань, укладывается в качестве армирования, а затем применяется смола или клей в качестве матрицы. Обычно это делается в несколько слоев для придания прочности.

    Формообразование — одно из ключевых преимуществ композитов. С помощью композитных материалов гораздо проще создавать плавные, округлые или сложные формы, чем с использованием традиционных материалов. Вес может быть еще одним преимуществом композитов, но это зависит от материала. Углеродное волокно может значительно снизить вес по сравнению с металлической конструкцией, в отличие от стекловолокна.

    Использование композитных материалов в авиации общего назначения постепенно растет. Все началось с небольших, не относящихся к конструкции деталей, таких как обтекатели на законцовках крыла и штанги колес, но затем переросло в самолет в целом. Обычно мы видим стекловолокно в GA, потому что его стоимость существенно ниже, чем у углеродного волокна. Стекловолокно также позволяет производителям опробовать конструкции, которые было бы очень сложно или невозможно построить из металла.

    Как держать себя в воздухе

    Независимо от материала, фюзеляж самолета больше похож на экзоскелет членистоногого, чем на тело позвоночного.У птиц есть кожа, которая важна, но она не является структурным элементом. В сочетании с мышечной тканью кожа птиц обеспечивает некоторую мягкую подкладку вокруг их «структуры» и обеспечивает некоторую защиту при «вмятинах или вмятинах». Но самолеты и членистоногие носят свой скелет снаружи. Вот почему так важно выявить потенциальные повреждения во время предполетной подготовки.

    На что обратить внимание, зависит от материала. Металлический самолет легче осмотреть, потому что металл деформируется под действием силы удара.Например, если специалист по авиационному обслуживанию (AMT) уронит инструмент во время работы с самолетом, вы увидите вмятину. Существенные вмятины, вмятины и проколы следует направлять в AMT для оценки. Если сомневаетесь, ошибитесь в сторону осторожности. Как и в случае с банкой из-под соды, реальная вмятина может выглядеть не так уж плохо, но она может вызвать значительный риск, если повредить монокок.

    В случае композитов материал может поглощать удар, не показывая повреждений, или возвращаться в форму после удара.К сожалению, такие «невидимые» повреждения могут вызвать расслоение между слоями волокна или трещины в матрице, которые могут ослабить структуру. Вот почему вам нужен AMT с комплексным опытом для оценки любого воздействия. Появление беловатого участка в композите может свидетельствовать о расслаивании внизу.

    В случае композитов также возможны проблемы, связанные с повреждением смолы при сильном нагреве. Многое зависит от конкретной системы смол, используемых в самолете, но некоторые смолы могут ослабнуть при температуре выше 150 ° F.Хотя это кажется недосягаемым, помните, что самолеты часто припарковывают в теплом климате, где солнце, асфальт и темная краска могут сочетаться, чтобы повысить температуру до 220 ° F. Простое решение — покрасить композитные конструкции в белый цвет, чтобы поддерживать температуру ниже 140 ° F. К другим источникам теплового повреждения относятся утечки выхлопных газов и небольшие пожары, которые быстро тушатся, например, от перегрева тормозов или неисправностей в электросети. Любое потенциальное тепловое повреждение следует тщательно оценить, прежде чем возвращать самолет в эксплуатацию.

    Последние мысли о фюзеляже

    Фюзеляж не привлекает внимания бортовой электроники или двигателя самолета. Он не анализируется так тщательно, как его крылья, и не так тщательно продуман, как его оперение. Это остов самолета. Он играет важную роль без особой помпы. Но, как и любой другой скелет, его недостатки и отказы могут в лучшем случае вывести из строя, а в худшем — парализовать. Понимание этого поможет вам обнаружить любые недостатки до того, как они станут настоящими проблемами.

    Узнать больше

    Справочник пилотов FAA по аэронавигационным знаниям — Глава 3 — bit.ly/2rK57Mq

    Джеймс Уильямс — помощник редактора и фоторедактор FAA Safety Briefing. Он также является пилотом и наземным инструктором.

    Конструкции самолетов с фиксированным крылом

    Фюзеляж — это основная конструкция или корпус самолета. В нем есть место для груза, органов управления, аксессуаров, пассажиров и другого оборудования.У одномоторных самолетов в фюзеляже размещается силовая установка. В многомоторных самолетах двигатели могут быть либо в фюзеляже, либо прикреплены к фюзеляжу, либо подвешены к конструкции крыла. Существует два основных типа конструкции фюзеляжа: ферменная и монокок.

    Ферма Тип

    Ферма — это жесткий каркас, состоящий из элементов, таких как балки, распорки и стержни, для сопротивления деформации под действием приложенных нагрузок. Фюзеляж с ферменным каркасом обычно обтянут тканью. Каркас фюзеляжа ферменного типа обычно изготавливается из стальных труб, сваренных вместе таким образом, чтобы все элементы фермы могли выдерживать как растягивающие, так и сжимающие нагрузки.[Рис. 1]

    Рис. 1. Фюзеляж ферменного типа. Ферма Уоррена использует в основном диагональные связи. твердые стержни или трубки.


    Монокок Тип

    Фюзеляж типа «монокок» (однокорпусный) в значительной степени зависит от прочности обшивки или покрытия для выдерживания основных нагрузок.Конструкцию можно разделить на два класса:

    Различные части одного и того же фюзеляжа могут принадлежать к любому из двух классов, но большинство современных самолетов считается конструкцией типа полумонокок.

    Настоящая конструкция монокока использует каркасы, узлы каркаса и переборки для придания формы фюзеляжу. [Рис. 2] Самые тяжелые из этих элементов конструкции расположены через определенные промежутки времени, чтобы выдерживать сосредоточенные нагрузки, и в местах, где используются фитинги для крепления других узлов, таких как крылья, силовые установки и стабилизаторы.Поскольку другие элементы жесткости отсутствуют, обшивка должна выдерживать основные нагрузки и сохранять жесткость фюзеляжа. Таким образом, самая большая проблема, связанная с конструкцией монокока, — это сохранение достаточной прочности при сохранении веса в допустимых пределах.

    Рис. 2. Планер, использующий конструкцию монокока

    Semimonocoque Type

    Для преодоления проблемы прочности / веса конструкции монокока была разработана модификация, названная конструкцией semimonocoque.Он также состоит из узлов рамы, переборок и формирователей, используемых в конструкции монокока, но, кроме того, обшивка усилена лонжеронами, называемыми лонжеронами. Лонжероны обычно проходят через несколько элементов рамы и помогают обшивке выдерживать основные изгибающие нагрузки. Обычно они изготавливаются из алюминиевого сплава в виде цельной или сборной конструкции.

    Стрингеры также используются в фюзеляже полумонокока. Эти лонжероны обычно более многочисленны и легче лонжеронов.Они бывают разных форм и обычно изготавливаются из цельных профилей из алюминиевого сплава или формованного алюминия. Стрингеры обладают некоторой жесткостью, но в основном используются для придания формы и прикрепления обшивки. Вместе стрингеры и лонжероны предотвращают деформацию фюзеляжа при растяжении и сжатии. [Рис. 3]

    Рис. 3. Самая распространенная конструкция планера — полумонокок.

    Также можно использовать другие связи между лонжеронами и стрингерами.Эти дополнительные опорные элементы, часто называемые элементами перемычки, могут быть установлены вертикально или диагонально. Следует отметить, что производители используют разную номенклатуру для описания элементов конструкции. Например, между некоторыми кольцами, рамками и формирователями часто мало различий. Один производитель может назвать один и тот же тип бандажа кольцом или рамкой. Инструкции и спецификации производителя для конкретного самолета — лучшие руководства.


    Фюзеляж типа полумонокок изготовлен в основном из сплавов алюминия и магния, хотя сталь и титан иногда встречаются в областях с высокими температурами.По отдельности ни один из вышеупомянутых компонентов не является достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие во время полета и посадки. Но в сочетании эти компоненты образуют прочную жесткую основу. Это достигается с помощью косынок, заклепок, гаек и болтов, винтов и даже сварки трением с перемешиванием. Вставка — это тип соединительного кронштейна, который добавляет прочности. [Рис. 4]

    Рис. 4. Косынки используются для увеличения прочности

    Подводя итог, в фюзеляжах полумонококов сильные тяжелые лонжероны удерживают переборки и шпангоуты, а именно: по очереди держите стрингеры, подтяжки, паутины и т. д.Все они предназначены для прикрепления друг к другу и на коже для достижения всех прочностных свойств полумонококового дизайна. Важно понимать, что металлическая обшивка или покрытие несет часть нагрузки. Толщина обшивки фюзеляжа может изменяться в зависимости от нагрузки и напряжений в конкретном месте.

    У фюзеляжа полумонокок много преимуществ. Переборки, шпангоуты, стрингеры и лонжероны облегчают проектирование и строительство обтекаемого фюзеляжа, который является одновременно жестким и прочным.Распределение нагрузок между этими структурами и обшивкой означает, что ни одна деталь не является критической для отказа. Это означает, что фюзеляж из полумонокока из-за своей конструкции с напряженной обшивкой может выдерживать значительные повреждения и при этом оставаться достаточно прочным, чтобы держаться вместе.

    Фюзеляжи обычно состоят из двух или более секций. На небольших самолетах они, как правило, состоят из двух или трех секций, тогда как более крупные самолеты могут состоять из шести или более секций перед сборкой.

    Многие самолеты находятся под давлением.Это означает, что после взлета воздух закачивается в кабину и устанавливается разница в давлении между воздухом внутри кабины и воздухом за ее пределами. Этот дифференциал регулируется и поддерживается. Таким образом, пассажирам предоставляется достаточно кислорода, чтобы они могли нормально дышать и перемещаться по кабине без специального оборудования на больших высотах.

    Повышенное давление вызывает значительную нагрузку на конструкцию фюзеляжа и усложняет конструкцию. Помимо выдерживания разницы в давлении между воздухом внутри и снаружи кабины, циклическое переключение от безнапорного к повышенному и обратно в каждом полете вызывает утомление металла.Чтобы справиться с этими ударами и другими напряжениями полета, почти все герметичные самолеты имеют полумонококовую конструкцию. Герметичные конструкции фюзеляжа подвергаются обширным периодическим проверкам, чтобы убедиться в обнаружении и ремонте любых повреждений. Повторяющиеся слабые места или поломки в какой-либо части конструкции могут потребовать модификации или перепроектирования этой части фюзеляжа.

    СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


    Компоненты и конструкция самолета

    • Конструкция самолета — это основная конструкция самолета, способная выдерживать аэродинамические силы и нагрузки.
      • Напряжения включают вес топлива, экипажа и полезной нагрузки
    • Самолеты схожи по концепции, но могут быть классифицированы как самолеты с неподвижным крылом и винтокрылые конструкции.
    • Самолет управляется вокруг своей поперечной, продольной и вертикальной осей за счет отклонения поверхностей управления полетом
    • Эти устройства управления представляют собой шарнирные или подвижные поверхности, с помощью которых пилот регулирует положение самолета во время взлета, маневрирования в полете и посадки.
    • Они управляются пилотом через соединительную тягу с помощью педалей руля направления и ручки управления или колеса
      • основное структурное подразделение
      • Профиль
      • для создания подъемной силы
        • элероны, руль высоты, рули направления
        • подвижные триммеры, расположенные на основных поверхностях управления полетом
        • Подкрылки, спойлеры, скоростные тормоза и предкрылки
    • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям,
      Monocoque
    • Справочник пилота по авиационным знаниям,
      Полумонокок
    • Фюзеляж — основная конструктивная единица самолета
    • Фюзеляж предназначен для размещения экипажа, пассажиров, груза, приборов и другого необходимого оборудования.
      • Конструкция фюзеляжей самолетов эволюционировала от ранних конструкций деревянных ферменных конструкций до монококовых оболочек и нынешних полумонококовых оболочек.
          • В этом методе строительства прочность и жесткость достигаются путем соединения труб (стальных или алюминиевых) с получением ряда треугольных форм, называемых фермами.
            • Отрезки трубок, называемые лонжеронами, привариваются, образуя прочный каркас
            • Вертикальные и горизонтальные стойки приварены к лонжеронам и придают конструкции квадратную или прямоугольную форму, если смотреть с торца
            • Дополнительные стойки необходимы для противодействия нагрузке, которая может исходить с любого направления
            • Стрингеры и переборки или каркасы добавляются для придания формы фюзеляжу и поддержки покрытия
          • По мере развития дизайна эти конструкции были ограждены сначала тканью, а затем металлами.
          • Эти усовершенствования обтекаемой формы и повышенной производительности
          • В некоторых случаях внешняя обшивка может выдерживать все или большую часть летных нагрузок
      • Фюзеляж самолета
      • В большинстве современных самолетов используется форма этой напряженной обшивки, известная как монокок или полумонокок.
          • В конструкции Monocoque (по-французски «одинарная оболочка») используется напряженная оболочка для поддержки почти всех нагрузок, как в алюминиевой банке для напитков.
          • В конструкции монокока буровые установки, каркасы и переборки различных размеров придают форму и прочность напряженной обшивке фюзеляжа [Рис. 1].
          • Несмотря на то, что конструкция монокока очень прочная, она не очень устойчива к деформации поверхности
          • Например, алюминиевый напиток может выдерживать значительные усилия на концах банки, но если сторона банки слегка деформируется, поддерживая нагрузку, она легко схлопывается
          • Поскольку большая часть скручивающих и изгибных напряжений переносится на внешнюю обшивку, а не на открытый каркас, необходимость во внутренних распорках была устранена или уменьшена, что позволило сэкономить вес и максимально увеличить пространство.
          • Один из примечательных и новаторских методов использования конструкции монокока был использован Джеком Нортропом.
          • В 1918 году он разработал новый способ создания монокока фюзеляжа, который использовался для Lockheed S-1 Racer
          • .
          • В технике использовались две формованные фанерные полуоболочки, которые были склеены вокруг деревянных обручей или стрингеров.
          • Чтобы изготовить полукорпуса, вместо того, чтобы наклеивать множество полос фанеры на форму, три больших набора еловых полос были пропитаны клеем и уложены в полукруглую бетонную форму, которая выглядела как ванна
          • Затем под плотно зажатой крышкой в ​​полость надували резиновый баллон для прижатия фанеры к форме
          • Двадцать четыре часа спустя гладкая полуоболочка была готова к соединению с другой для создания фюзеляжа.
          • Две половинки были толщиной менее четверти дюйма каждая
          • Несмотря на то, что монокок использовался в ранний период развития авиации, он не возродился в течение нескольких десятилетий из-за сопутствующих сложностей.
          • Повседневные примеры конструкции монокока можно найти в автомобилестроении, где цельный корпус считается стандартом при производстве.
          • В конструкции полумонокока, частичной или половинной, используется каркасная конструкция, к которой крепится обшивка самолета.Подконструкция, состоящая из переборок и / или каркасов различных размеров и стрингеров, усиливает напряженную обшивку, снимая часть напряжения изгиба с фюзеляжа. Основная часть фюзеляжа также включает точки крепления крыла и брандмауэр. На одномоторных самолетах двигатель обычно крепится к передней части фюзеляжа. Между задней частью двигателя и кабиной пилота имеется противопожарная перегородка для защиты пилота и пассажиров от случайных возгораний двигателя.Эта перегородка называется брандмауэром и обычно изготавливается из жаропрочного материала, например из нержавеющей стали. Однако новый процесс строительства — это интеграция композитов или самолетов, полностью сделанных из композитов [Рис. 2]
    • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, моноплан (слева) и биплан (справа)
    • Распорка крыла
    • Крылья — это профили, прикрепленные к каждой стороне фюзеляжа и являющиеся основными подъемными поверхностями, которые поддерживают самолет в полете.
    • Крылья могут быть прикреплены к верхней («высокое крыло»), средней («среднее крыло») или нижней («низкорасположенное крыло») части фюзеляжа.
    • Количество крыльев тоже может быть разным
      • Самолеты с одним набором крыльев называются монопланами, а с двумя наборами — бипланами [Рис. 4]
    • Конструкция крыла
    • Многие самолеты с высокорасположенным крылом имеют внешние распорки или стойки крыла, которые передают полетные и посадочные нагрузки через подкосы на основную конструкцию фюзеляжа [Рис. 5].
    • Поскольку стойки крыла обычно крепятся примерно на полпути к крылу, этот тип конструкции крыла называется полуконтилеверной.
    • Некоторые самолеты с высокорасположенным крылом и большинство самолетов с низкорасположенным крылом имеют полностью свободнонесущее крыло, предназначенное для несения нагрузок без внешних подкосов.
    • Основными конструктивными частями крыла являются лонжероны, нервюры и стрингеры [Рисунок 6].
    • Они усилены фермами, двутавровыми балками, трубами или другими устройствами, включая обшивку.
    • Неровности крыла определяют форму и толщину крыла (профиля)
    • В большинстве современных самолетов топливные баки либо являются неотъемлемой частью конструкции крыла, либо состоят из гибких контейнеров, установленных внутри крыла.
    • К задней или задней кромке крыльев прикреплены два типа управляющих поверхностей, называемые элеронами и закрылками.
      • Варианты конструкции предоставляют информацию о влиянии органов управления на подъемные поверхности от традиционных крыльев до крыльев, которые используют как изгиб (из-за вздутия), так и смещение (за счет изменения ЦТ самолета).Например, крыло самолета, управляющего смещением веса, имеет большую стреловидность, чтобы уменьшить сопротивление и позволить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рис. 3-9] Справочники, относящиеся к большинству категорий воздушных судов, доступны для заинтересованных пилотов и могут быть найдены на веб-сайте Федерального авиационного управления (FAA) по адресу www.faa.gov
      • Элероны (по-французски «маленькое крыло») — это управляющие поверхности на каждом крыле, которые управляют самолетом вокруг его продольной оси, позволяя ему «катиться» или «крениться».
        • Это действие приводит к повороту самолета в направлении крена / крена
        • При отклонении элеронов возникает асимметричная подъемная сила (крутящий момент) относительно продольной оси и сопротивление (неблагоприятный рыскание).
      • Они расположены на задней (задней) кромке каждого крыла рядом с внешними законцовками.
        • Они проходят примерно от середины каждого крыла к его кончику и движутся в противоположных направлениях, создавая аэродинамические силы, которые заставляют самолет крениться.
      • Хомут управляет аэродинамическим профилем через систему тросов и шкивов и действует в противоположном имении.
        • Хомут «поворачивается» влево: левый элерон поднимается, уменьшая развал и угол атаки правого крыла, что создает подъемную силу вниз.
          • В то же время правый элерон опускается, увеличивая развал и угол атаки, что увеличивает подъемную силу вверх и заставляет самолет поворачиваться налево.
        • Хомут «поворачивается» вправо: правый элерон поднимается, уменьшая развал и угол атаки правого крыла, что создает подъемную силу вниз.
          • В то же время левый элерон опускается, увеличивая развал и угол атаки левого крыла, что создает подъемную силу вверх и заставляет самолет поворачиваться вправо.
      • Хотя это редкость, некоторые элероны оснащены триммерами, которые снижают давление на ярмо на элеронах для качения.
      • Справочник по пилотированию самолета, Типы профилей
      • Форма и конструкция крыла зависят от типа операции, для которой предназначен самолет, и адаптированы к конкретным типам полета: [Рис. 7]
          • Прямоугольные крылья лучше всего подходят для учебно-тренировочных самолетов, а также для низкоскоростных самолетов.
          • Спроектирован с поворотом для сваливания в первую очередь у основания крыла, чтобы обеспечить управление элеронами в сваливании.
          • Эллиптические крылья наиболее эффективны, но их сложно изготовить (спитфайр)
          • Более эффективно, чем прямоугольное крыло, но проще в изготовлении, чем крыло эллиптической формы
          • Обычно ассоциируется со стреловидным возвратом, но может быть и с стреловидным предисловием
          • Стреловидные крылья лучше всего подходят для высокоскоростных самолетов для задержки тенденции к Маха
          • Срыв в первую очередь кончиками, что обеспечивает плохие характеристики сваливания
          • Преимущества стреловидного крыла с хорошей конструктивной эффективностью и малой лобовой площадью
          • Недостатками являются низкая нагрузка на крыло и большая площадь смачиваемой поверхности, необходимая для получения аэродинамической устойчивости.
      • Эти конструктивные изменения обсуждаются в главе 5 «Аэродинамика полета», в которой представлена ​​информация о влиянии средств управления на подъемные поверхности от традиционных крыльев до крыльев, которые используют как изгиб (из-за вздутия), так и смещение (за счет изменения ЦТ самолета). .Например, крыло самолета, управляющего смещением веса, имеет большую стреловидность, чтобы уменьшить сопротивление и позволить смещение веса для обеспечения управляемого полета. [Рис. 3-9] Справочники, относящиеся к большинству категорий воздушных судов, доступны для заинтересованных пилотов и могут быть найдены на веб-сайте Федерального авиационного управления (FAA) по адресу www.faa.gov
    • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, компоненты оперения
    • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, компоненты стабилизатора
    • Обычно известное как «хвостовое оперение», оперение включает всю хвостовую группу, которая состоит из неподвижных поверхностей, таких как вертикальное оперение или стабилизатор и горизонтальный стабилизатор; подвижные поверхности, включая триммеры руля направления и триммеры руля направления, а также триммеры руля высоты и руля высоты
    • Эти подвижные поверхности используются пилотом для управления горизонтальным вращением (рыскание) и вертикальным вращением (тангажом) самолета.
    • В некоторых самолетах вся горизонтальная поверхность оперения может регулироваться из кабины как единое целое с целью управления углом тангажа или дифферента самолета.Такие конструкции обычно называют стабилизаторами, летающими хвостами или хвостовиками плит
    • .
    • Таким образом, оперение обеспечивает самолету направленный и продольный баланс (устойчивость), а также дает пилоту возможность управлять самолетом и маневрировать.
      • Руль направления используются для управления направлением (влево или вправо) «рыскания» относительно вертикальной оси самолета.
      • Как и другие основные управляющие поверхности, руль направления представляет собой подвижную поверхность, шарнирно прикрепленную к неподвижной поверхности, которая, в данном случае, является вертикальным стабилизатором или килями
      • Его действие очень похоже на действие лифта, за исключением того, что он качается в другой плоскости — из стороны в сторону, а не вверх и вниз.
        • Не используется для поворота самолета, как часто ошибочно полагают.
        • На практике вход управления элеронами и рулем направления используется вместе для поворота самолета, причем элероны придают крен
          • Эта взаимосвязь имеет решающее значение для поддержания координации или создания пробуксовки
          • Неправильно повернутые повороты на низкой скорости могут вызвать вращение
      • Руль управляется пилотом ногой через систему тросов и шкивов:
        • «Шаг» на правой педали руля направления: руль движется вправо, создавая рыскание вправо
        • «Шаг» на левой педали руля направления: руль перемещается влево, создавая рыскание влево
      • Руль высоты, прикрепленный к задней части горизонтального стабилизатора, используется для перемещения носовой части самолета вверх и вниз во время полета
      • Второй тип конструкции оперения не требует подъемника
      • Вместо этого он включает цельный горизонтальный стабилизатор, который поворачивается от центральной точки шарнира.
      • Этот тип конструкции называется стабилизатором и перемещается с помощью колеса управления, как лифт перемещается.
      • Например, когда пилот тянет штурвал назад, стабилизатор поворачивается так, что задняя кромка перемещается вверх
      • Это увеличивает аэродинамическую нагрузку на хвост и заставляет нос самолета подниматься вверх.Стабилизаторы имеют выступ антисерво, проходящий поперек их задней кромки [Рисунок 3-11]
      • Язычок анти-сервопривода перемещается в том же направлении, что и задняя кромка стабилизатора, и помогает сделать стабилизатор менее чувствительным.
      • Язычок анти-сервопривода также выполняет функцию триммера для снятия управляющего давления и помогает удерживать стабилизатор в желаемом положении
    • Поверхности управления полетом
    • Поверхности управления полетом состоят из основного, вспомогательного и вспомогательного органов управления [Рис. 10].
      • Выступы — это небольшие регулируемые аэродинамические приспособления на задней кромке руля.
      • Эти подвижные поверхности снижают давление на органы управления
      • Триммер контролирует нейтральную точку, как балансировка самолета на шкворне с несимметричными грузами
      • Это делается либо с помощью триммера (небольшие подвижные поверхности на поверхности управления), либо путем смещения нейтрального положения всей поверхности управления вместе
      • Эти выступы могут быть установлены на элеронах, руле направления и / или руле высоты.
        • Сила воздушного потока, ударяющего по язычку, заставляет основную поверхность управления отклоняться в положение, которое корректирует неуравновешенное состояние самолета
        • Правильно сбалансированный самолет, если его потревожить, попытается вернуться в свое предыдущее состояние из-за устойчивости самолета
        • Триммирование — это постоянная задача, требуемая после любых изменений настроек мощности, воздушной скорости, высоты или конфигурации.
        • Правильная балансировка снижает рабочую нагрузку пилота, позволяя отвлечь внимание на другое место, что особенно важно для полетов по приборам.
        • Триммеры управляются с помощью системы тросов и шкивов.
          • Триммер отрегулирован вверх: триммер опускается, создавая положительный подъем, опуская нос
            • Это движение очень незначительное
          • Триммер отрегулирован вниз: триммер поднимается, создавая положительный подъем, поднимая нос
            • Это движение очень незначительное
        • Чтобы узнать больше о том, как использовать триммер в полете, см. Дифферент самолета
        • Вкладки сервопривода похожи на триммеры тем, что представляют собой небольшие вторичные элементы управления, которые помогают снизить нагрузку на пилота за счет уменьшения усилий.
        • Однако определяющее отличие состоит в том, что эти вкладки работают автоматически, независимо от пилота.
            • Также называется выступом антибалансировки. Это выступы, которые перемещаются в том же направлении, что и поверхность управления.
            • Выступы, которые перемещаются в направлении, противоположном направлению поверхности управления
      • Предкрылки являются частью системы управления полетом и создают дополнительную подъемную силу на низких скоростях.
      • Крепятся к передней кромке крыльев и предназначены для управления пилотом или автоматически с помощью бортового компьютера.
      • Предкрылки увеличивающие развал крыльев / профиль
      • За счет выдвижения предкрылков создается дополнительная подъемная сила, когда самолет движется с меньшей скоростью, обычно при взлете и посадке.
      • Закрылки являются частью системы управления полетом
      • Крепится к задней кромке крыльев и управляется пилотом из кабины
      • За счет выпуска закрылков создается дополнительная подъемная сила, когда самолет летит на более низкой скорости, обычно при взлете и посадке.
      • Предкрылки и закрылки используются вместе друг с другом для увеличения подъемной силы и запаса устойчивости за счет увеличения общего развала крыльев, что позволяет самолету поддерживать управляемый полет на более низких скоростях.
      • Закрылки выходят наружу от фюзеляжа почти до середины каждого крыла
      • Закрылки обычно находятся на одном уровне с поверхностью крыла во время крейсерского полета
      • В выдвинутом состоянии закрылки одновременно опускаются вниз для увеличения подъемной силы крыла при взлете и посадке [Рисунок 3-8].
    • Поверхности управления, которые управляют самолетом вокруг его боковой оси, позволяя самолету двигаться по тангажу
      • Подъемники крепятся к горизонтальной части оперения — стабилизатор горизонтальный.
        • Исключение составляют те установки, где вся горизонтальная поверхность представляет собой цельную конструкцию, которая может отклоняться вверх или вниз для обеспечения продольного контроля и обрезки
      • Изменение положения рулей приводит к изменению изгиба профиля, что увеличивает или уменьшает подъемную силу
      • Когда к органам управления прикладывается прямое давление, лифты движутся вниз
      • Это увеличивает подъемную силу, создаваемую горизонтальными поверхностями оперения.
      • Повышенная подъемная сила заставляет хвост подниматься вверх, в результате чего нос опускается
      • И наоборот, когда к колесу прилагается противодавление, лифты движутся вверх, уменьшая подъемную силу, создаваемую горизонтальными поверхностями оперения, или, возможно, даже создавая направленную вниз силу
      • Хвост прижат вниз, а нос вверх
      • Руль высоты регулируют угол атаки крыльев
      • Когда на органы управления оказывается противодавление, хвост опускается, а нос поднимается, увеличивая угол атаки
      • И наоборот, при приложении давления вперед хвост поднимается, а нос опускается, уменьшая угол атаки
      • Стабилизатор: Поверхность управления, кроме крыльев, обеспечивающая стабилизирующие качества
      • Предназначен для замедления самолета при пикировании или снижении, расположение и стиль зависят от самолета и управляются переключателем в кабине.
      • Подвижные выступы, расположенные на основных управляющих поверхностях i.е., элероны, рули высоты и руль направления, снижающие рабочую нагрузку пилота, позволяя летательному аппарату удерживать определенное положение без необходимости постоянного давления / входов в систему
      • Шасси — основная опора самолета при стоянке, рулении, взлете или посадке
      • Управляемое переднее или хвостовое колесо позволяет управлять самолетом во время всех операций на земле
      • Большинство самолетов управляются с помощью педалей руля направления, будь то носовое или хвостовое колесо
      • Кроме того, некоторые самолеты управляются с помощью дифференциального торможения.
      • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям, моторный отсек
      • Силовая установка обычно включает в себя как двигатель, так и гребной винт
        • Основная функция двигателя — обеспечить вращение гребного винта.
        • Он также вырабатывает электроэнергию, является источником вакуума для некоторых летных приборов и в большинстве одномоторных самолетов является источником тепла для пилота и пассажиров [Рис. 11].
        • На самолетах с одним двигателем двигатель обычно крепится к передней части фюзеляжа.
        • Между задней частью двигателя и кабиной или кабиной имеется противопожарная перегородка для защиты пилота и пассажиров от случайного возгорания двигателя.Эта перегородка называется брандмауэром и обычно изготавливается из жаропрочной нержавеющей стали
        • .
        • Двигатель закрыт кожухом или гондолой, оба типа закрытого корпуса
        • Назначение капота или гондолы состоит в том, чтобы оптимизировать поток воздуха вокруг двигателя и помочь охладить двигатель, направляя воздух вокруг цилиндров
        • Винт, установленный на передней части двигателя, преобразует вращающую силу двигателя в тягу, действующую вперед силу, которая помогает самолету перемещаться по воздуху
        • Пропеллер — это вращающийся аэродинамический профиль, создающий тягу за счет аэродинамического действия
        • Зона высокого давления образуется в задней части аэродинамического профиля воздушного винта, а низкое давление создается на лицевой стороне гребного винта, подобно тому, как подъемная сила создается аэродинамическим профилем, используемым в качестве подъемной поверхности или крыла
        • Этот перепад давления создает тягу от пропеллера, который, в свою очередь, тянет самолет вперед.
        • Двигатели могут быть повернуты в толкатели с пропеллером сзади
        • В конструкции гребного винта есть два важных фактора, которые влияют на его эффективность.
        • Угол лопасти гребного винта, измеренный относительно ступицы гребного винта, сохраняет угол атаки (AOA) (см. Определение в глоссарии) относительно постоянным по всей длине лопасти гребного винта, уменьшая или исключая возможность сваливания.
        • Величина подъемной силы, создаваемой гребным винтом, напрямую связана с AOA, то есть углом, под которым относительный ветер встречает лопасть
        • AOA постоянно изменяется во время полета в зависимости от направления самолета
        • Шаг определяется как расстояние, которое пропеллер прошел бы за один оборот, если бы он вращался твердо.
        • Сочетание этих двух факторов позволяет измерить КПД гребного винта.
        • Пропеллеры обычно подбираются для конкретной комбинации самолета / силовой установки для достижения максимальной эффективности при определенных настройках мощности, и они тянут или толкают в зависимости от того, как установлен двигатель.
    • Основное отличие вертолетов от самолетов — это источник подъемной силы.
    • Самолеты с неподвижным крылом получают подъемную силу от неподвижных аэродинамических поверхностей, в то время как вертолеты используют вращающиеся аэродинамические поверхности, известные как лопасти несущего винта.
    • Подъем и управление относительно независимы от скорости движения
        • Управляет движением вокруг поперечной и продольной оси вертолета
        • Он расположен по центру перед креслом пилота и изменяет плоскость траектории кончика несущего винта для направленного полета.
        • При изменении плоскости траектории наконечника изменяется направление тяги и достигается соответствующее предполагаемое направление движения или полета.
        • Всегда расположен слева от сиденья пилота и изменяет подъем несущего винта, уменьшая или увеличивая угол атаки всех пластин несущего винта одинаково и в одном направлении.
        • Также используется в сочетании с циклическим регулятором скорости и высоты
        • Управляет движением вокруг вертикальной оси (рыскание) вертолета путем изменения шага (угла атаки) пластин рулевого винта
        • Это вызывает развитие большей или меньшей силы, противодействующей крутящему моменту, создаваемому основными роторами
        • Кроме того, когда пилот отклоняет педали руля направления влево или вправо, курс или направление самолета изменяется влево или вправо
        • Вращающиеся «крылья», позволяющие поднимать вертолеты или винтокрылы
        • Состоит из лопастей ротора, ступицы ротора в сборе, тяги / звеньев управления шагом, мачты, наклонной шайбы и узла опоры
        • Некоторые могут иметь узел ножниц и втулки
        • Все вышеперечисленные элементы работают для преобразования линейного (толкающее / тянущее движение) во вращательное управляющее движение
        • Изменяет направление и передает мощность, вырабатываемую двигателями, через приводные валы к узлам несущего винта и ведомого винта
        • Основная трансмиссия также имеет монтажные площадки для установки дополнительных принадлежностей, таких как гидравлические насосы управления полетом, генераторы и тормоз ротора.
        • Большинство вертолетов имеют главный, промежуточный и хвостовой редукторы.
    • Принципы полета — это те основные характеристики, которые действуют на самолет
    • Сбалансированный самолет — это счастливый самолет (расход топлива, эффективность и т. Д.)
    • По мере того, как авиастроение эволюционировало от стропильных ферм, которым не хватало обтекаемой формы, к современным конструкциям типа монокок и полумонокок
    • Все еще что-то ищете? Продолжить поиск:

    Copyright © 2021 CFI Notebook, Все права защищены. | Политика конфиденциальности | Условия использования | Карта сайта | Патреон | Контакты

    Запчасти для самолетов | Изучите детали и основные части самолета

    Из каких частей состоит самолет?

    Вы когда-нибудь задумывались, сколько деталей авиакомпании состоит из того Airbus, на который вы садитесь? Будьте уверены, количество деталей в самолете немало.Фактически, современные коммерческие авиалайнеры состоят буквально из миллионов деталей. Чтобы получить общее представление о конструкции самолета, мы познакомим вас с основными частями Cessna Skyhawk. Независимо от того, летите ли вы на реактивном самолете с двумя турбинами или на модели с одним двигателем, вы увидите общие черты частей самолета для каждого типа самолета.

    Пилоты и механики, прошедшие обучение в Epic, изучают значение определений частей самолета в процессе практического обучения. Правильное обслуживание самолета имеет решающее значение, и изучение того, как управлять самолетом или обслуживать его, начинается с знания деталей.Следующие ниже диаграммы позволят вам увидеть базовую структуру и дизайн как введение в составные части самолета. Детали самолета — это базовые знания для всех пилотов. Летите ли вы на Cessna 172 Skyhawk или на Boeing 747, пилоты должны знать основные части и части самолета.

    Основные части самолета

    Самолеты не все одинаковы, но они состоят из основных компонентов. Основные секции самолета включают фюзеляж, крылья, кабину, двигатель, винт, хвостовое оперение и шасси.Понимание основных функций взаимодействия этих частей — первый шаг к пониманию принципов аэродинамики.

    Что такое фюзеляж?

    Фюзеляж — это основная часть или корпус самолета. (Если «фюзеляж» звучит для вас как французское слово, вы правы. Это потому, что оно происходит от французского слова «веретенообразный» — fuselé .) Здесь вы найдете пассажиров, грузы, и летный экипаж. Фюзеляж является основой конструкции самолета.Хвостовой номер, который идентифицирует каждый самолет, часто находится в задней части фюзеляжа рядом с хвостом.

    Какие крылья?

    Крылья самолета служат той же цели, что и крылья птицы, отсюда и их название. Самолеты считаются самолетами с неподвижным крылом. (Вертолеты считаются винтокрылыми.) Самолет способен летать, потому что его крылья обеспечивают подъемную силу. Подъемная сила создается формой крыльев и скоростью самолета, движущегося вперед. Крылья включают элероны и закрылки.«Элерон» — еще одно французское слово. Это означает «крылышко» или «плавник». Они используются парами для управления креном или креном самолета.

    Закрылки снижают скорость сваливания крыла при заданной массе. Передняя кромка крыльев обращена к передней части самолета. Точно так же заднюю кромку крыла можно определить как заднюю кромку, которая включает элероны и триммер. Некоторые крылья закреплены высоко на плоскости над фюзеляжем и известны как самолеты с высоким крылом. Самолеты с низким крылом — это самолеты, на которых крылья установлены ниже середины фюзеляжа.

    Что такое кабина?

    Кабина самолета также называется кабиной пилота. Здесь пилот управляет самолетом. В кабине есть зона отдыха для летного экипажа, летные приборы, авионика, аудио / радиосвязь и органы управления полетом. Электронные летные приборы включают многофункциональный дисплей (MFD). Он используется для управления курсом, скоростью, высотой, высотомером и т. Д. Основной индикатор полета (PFD) обычно включает в себя указатель ориентации, воздушной скорости, курса и указателя вертикальной воздушной скорости.На навигационном дисплее (ND) отображается информация о маршруте, такая как путевые точки, скорость ветра и направление ветра.

    Система управления полетом (FMS) включает подробную информацию о плане полета. В кабине также находится транспондер, который показывает местонахождение самолетов органам управления воздушным движением (УВД). Стеклянная кабина оснащена дисплеями электронных пилотажных приборов. Обычно это большие ЖК-экраны вместо традиционных аналоговых циферблатов и манометров. Весь флот Epic включает стеклянные кабины, потому что авиакомпании требуют, чтобы пилоты имели опыт работы в стеклянных кабинах.Вы найдете двойное управление во флоте Epic. Они используются как инструктором, так и курсантом.

    Что такое двигатель самолета?

    Авиационный двигатель, или авиационный двигатель, является источником энергии для самолета. Большинство из них либо поршневые, либо газовые турбины. Некоторые дроны или беспилотные летательные аппараты (БПЛА) использовали электродвигатели. Есть много производителей и моделей двигателей. Каждый из них разработан для конкретного самолета, большого или маленького. Производители рекомендуют проводить капитальный ремонт двигателя в указанное время после того, как двигатель налетал определенное количество часов.

    Что такое пропеллер?

    Пропеллер — это аэродинамическое устройство, преобразующее энергию вращения в силу. Эта сила толкает самолет вперед. Это создает тягу, перпендикулярную плоскости вращения. Пропеллеры имеют две и более лопастей. Лопасти гребного винта равномерно расположены вокруг ступицы. Они доступны в конфигурациях с фиксированным или переменным шагом.

    Что такое хвост или оперение?

    Хвостовое оперение, также называемое хвостовым оперением, расположено в задней части самолета.Хвост обеспечивает устойчивость во время полета. Это очень похоже на то, как перья на стрелке обеспечивают устойчивость. На самом деле, если «оперение» звучит по-французски, это потому, что это так. Этот термин происходит от французского слова empenner , что означает «опустить стрелу». Хвостовое оперение состоит из вертикального стабилизатора, руля направления, руля высоты, горизонтального стабилизатора и статических фитилей.

    Что такое шасси?

    Шасси — шасси самолета. Он используется как для взлета, так и для посадки.Шасси поддерживает самолет, когда он находится на земле. Шасси позволяет самолету взлетать, приземляться и рулить без повреждений. У большинства шасси есть колеса. Однако некоторые самолеты используют лыжи или поплавки для движения по снегу, льду или воде. Более быстрые самолеты, такие как многие двухмоторные или реактивные самолеты, имеют убирающееся шасси. При взлете складывающееся шасси убирается, чтобы уменьшить сопротивление во время полета.

    Хотите посмотреть наше полное видео о деталях самолетов?

    Пилотам и авиамеханикам важно знать детали и их функции.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    [18+] ©2019 При копировании любых материалов с нашего сайта, ссылка обязательна.

    Карта сайта