37. Требования, предъявляемые к проектированию фюзеляжей.

Фюзеляж, соединяя в одно целое все части самолета, предназначен для размещения экипажа, оборудования и перевозимой нагрузки (пассажиров, грузов и т.п.).

В двух балочных самолетах экипаж, оборудования и перевозимой нагрузка размещаются в специальной гондоле.

Большинство современных самолетов выполняется по однофюзеляжной схеме. Конструкцию фюзеляжей таких самолетов мы и будем рассматривать.

К фюзеляжу предъявляются следующие основные требования.

1. Минимальное лобовое сопротивление.

2. Рациональное использование внутренних объемов.

3. Удобное размещение экипажа, пассажиров, оборудования, грузов.

4. Обеспечение требуемого обзора с кабины пилотов и экипажа.

5. Простота загрузки и разгрузки.

6. Надежная герметизация и тепло- и звукоизоляция, требуемая вентиляция, отопление и освещение кабин.

38. Выбор и обоснование конструктивно-силовой схемы фюзеляжа

По конструктивно силовой схеме фюзеляжи можно разделить на ферменные, балочные и смешанные (ферменно-балочные).

Ферменные фюзеляжи

Ферменный фюзеляж (рис. 9.4) представляет собой пространственную ферму, состоящую из четырех плоских форм (двух вертикальных и двух горизонтальных), связанных между собой поперечным набором.

Каждая плоская ферма состоит из поясов, общих для двух смежных ферм, стоек и раскосов. Раскос может быть заменен крестом раскосов.

Поперечный набор состоит из диагональных пространственных стерж­ней, которые также могут быть заменены крестом расчалок. Такая пространственная ферма воспринимает все действующие на фю­зеляж нагрузки. В стержнях фермы возникают при этом осевые усилия растяжения или сжатия. Для придания фюзеляжу обтекаемой формы на фермы ставятся профи­лирующие шпангоуты, к которым крепятся стрингеры.

Рис. 9.4. Ферменный фюзеляж:

1 - пояс; 2 - стойка; 3 - раскос; 4 - расчалки;

5 - профилирующий шпангоут; б - стрингер

Каркас фюзеляжа закрывается обшивкой. Стрингеры и профи­лирующие шпангоуты выполняются из эле­ментов, имеющих малую площадь поперечно­го сечения, так как они воспринимают лишь местные аэродинамические нагрузки с обши­вки и передают их на ферму, не принимая участия в работе фюзеляжа на изгиб и круче­ние. Обшивка ферменного фюзеляжа также не принимает участия в сило­вой работе. .

Широкое распространение получили сварные ферменные фюзеляжи, вы­полненные из "Труб. Такие фюзеляжи рациональны в весовом отношении, так как трубчатые стержни хорошо работают на продольный изгиб, а свар­ные узлы очень мало увеличивают массу конструкции. Крупным недостат­ком сварного фюзеляжа является необходимость термообработки фермы после сварки, а затем правки ее.

Ферменные фюзеляжи, у которых стержни в узлах соединяются при по­мощи болтов и заклепок, не нашли применения, так как они в весовом от­ношении уступают сварным фюзеляжам из труб.

Ферменные фюзеляжи целесообразно делать для нескоростных легких самолетов, на которых может быть применена полотняная обшивка. В этом случае ферменный фюзеляж может иметь меньшую массу, чем балочный. Постановка же профилирующих штангоутов, стрингеров и металлической обшивки, обеспечивающих получение хороших аэродинамических форм фюзеляжа и качественной поверхности, но и участвующих в его силовой работе, приводит к значительному утяжелению конструкции. Кроме того, наличие элементов поперечной жесткости (диагональных стержней или расчалок) затрудняет использование внутреннего объема фюзеляжа. Живучесть ферменных фюзеляжей ниже балочных, так как иногда поломка даже одно­го, а тем более нескольких стержней фермы может привести к общему раз­рушению. По этим причинам ферменные фюзеляжи не применяются на со­временных скоростных самолетах.