Усиленные шпангоуты
Усиленные шпангоуты устанавливаются в местах разъёма и стыковки других агрегатов с фюзеляжем: в местах соединения средней и задней части фюзеляжа, в местах крепления силовой установки.
Предназначены усиленные шпангоуты главным образом для восприятия сосредоточенных сил и моментов и передачи их на обшивку.
По конструктивным признакам шпангоуты можно разделить на ферменные и рамные.
Для конструирования хвостового отсека фюзеляжа, выбираем нормальные и усиленные шпангоуты рамного типа.
Усиленный рамный шпангоут имеет более сложное поперечное сечение.
Шпангоуты могут быть клепанными или составными из нескольких цельноштампованных участков. На рисунке 10 показан силовой шпангоут с узлами крепления к нему гондол двигателя.
Рисунок 10 – Силовой шпангоут фюзеляжа
1 – внутренний обод; 2,5 – узлы крепления гондол двигателей, 3 – внешний обод; 4 – стенка; 6 – поперечная балка пола отсека; 7 – стрингеры
В данном курсовом проекте используем силовой шпангоут двутаврового переменного сечения.
Гермошпангоут
Герметичный отсек фюзеляжа оканчивается сферическим днищем, хорошо воспринимающим избыточное давление при полетах на эксплуатационных высотах.
У шпангоутов, ограничивающих герметичную кабину, стенку из условия минимальной массы целесообразно делать полусферической. В этом случае исключались бы изгибные напряжения от внутреннего давления. Часто из условий компоновки не удается выполнить стенку полусферической. В этом случае она выполняется сопряжением нескольких криволинейных поверхностей. Такая криволинейная стенка подкрепляется каркасом из профилей.
На рисунке 11 изображена конструктивно – силовая схема хвостового отсека фюзеляжа самолета с гермоднищем.
Рисунок 11 – Конструктивно – силовая схема хвостового отсека фюзеляжа
2.4 Соединение элементов каркаса и обшивки
Существует два способа соединения обшивки с элементами каркаса:
Обшивка крепится только к стрингерам;
обшивка крепится к шпангоутам и стрингерам.
В данном курсовом проекте будут использоваться оба этих способа соединения. В шпангоуте под стрингеры делаются вырезы. Стрингеры уголкового сечения со шпангоутом в данном случае будут соединяться при помощи отогнутой лапки, стрингеры таврового сечения будут соединяться со шпангоутом при помощи уголковой накладки. Соединение шпангоута со стрингером при помощи лапки и уголковой накладки представлено на рисунке 12.
Рисунок – 12 Соединение шпангоута со стрингером:
– обшивка; 2 – стрингер; 3 – шпангоут; 4 – лапка; 5 – уголковая накладка.
В усиленных шпангоутах очень часто для подкрепления вырезов под стрингеры устанавливаются специальные накладки.
На рисунке 13 представлен пример усиления стрингерного выреза.
Рисунок – 13 Подкрепление выреза под стрингер в усиленном шпангоуте
2.5 Технологические и эксплуатационные разъемы фюзеляжа
Для сокращения цикла сборки фюзеляж целесообразно расчленить по длине на несколько отсеков. Сборка каждого отсека производится в отдельном стапеле. Стыковка отсека производится в стапеле общей сборки фюзеляжа. Такой способ сборки требует создания рациональной конструкции технологических разъемов. Технологические разъемы фюзеляжа делаются по шпангоутам. По разъему режутся все элементы продольного набора. Передача осевых усилий, действующих в стрингерах, осуществляется при помощи специальных стыковочных фитингов. Элемент стыковки отсеков фюзеляжа показан на рисунке 14.
Рисунок – 14 Элементы стыковки отсеков фюзеляжа
В нашем случае отсек хвостовой части фюзеляжа стыкуется с центральной частью. С эксплуатационной точки зрения число стыковочных узлов в таком разъеме должно быть наименьшим. Однако уменьшение точек в стрингерном фюзеляже приводит к утяжелению конструкции. Поэтому при выборе количества стыковых точек, мы должны стремиться найти оптимальный вариант, удовлетворяющий как эксплуатационным требованиям, так и требованиям минимальной массы.
Узлы разъема монтируются на усиленных стрингерах. Для лучшего включения обшивки в работу устанавливаются дополнительные профили и листовые подкладки, обеспечивающие передачу сосредоточенной нагрузки с узла на большую площадь обшивки.
Конструкция узлов разъема фюзеляжа должна обеспечивать простоту стыковки и расстыковки и не ухудшать аэродинамические требования к фюзеляжу.