8.2 Конструктивно-силовая компоновка самолета

В этом разделе выполняются следующие работы:

• намечаются силовые схемы всех каркасных агрегатов самолета – крыла, оперения, фюзеляжа, места расположения узлов крепления шасси;

• выбираются конструкционные материалы для основных силовых элементов агрегатов: обшивки, поясов лонжеронов, стрингеров, силовых панелей, отдавая предпочтение композиционным материалам, титановым сплавам, высокопрочным сталям, алюминиево-литиевым сплавам;

• предусматривается использование прогрессивных типов конструкций – сотовых панелей, монолитных крупногабаритных штамповок: силовые шпангоуты и нервюры, балки лонжеронов, рамы и т.п.

• намечается расположение технологических и эксплуатационных разъемов агрегатов; при этом необходимо максимально использовать принцип монолитности конструкции, предусматривающий сокращение до минимума количества стыков и разъемов за счет использования длинноразмерных полуфабрикатов – листов обшивок, прессованных профилей длиной до 30 – 40 метров; эксплуатационные разъемы следует располагать в менее нагруженных зонах;

• решаются вопросы взаимной увязки и передачи усилий с одного агрегата на другой с разработкой принципиальной схемы стыковых узлов.

При разработке силовой схемы следует руководствоваться общими принципами получения силовых конструкций минимального веса:

• передача усилий по кратчайшему пути;

• максимальное использование строительной высоты элемента, работающего на изгиб;

• использование замкнутого тонкостенного контура для передачи крутящего момента;

• совмещение и объединение силовых элементов для передачи нагрузок, действующих в разное время и при разных случаях нагружения;

• минимальное нарушение плавности силового потока различного рода концентраторами (вырезы, отверстия, острые углы, резкое изменение сечения), приводящими к увеличению массы конструкции и снижению ресурса.

В качестве общего критерия рациональности разрабатываемой силовой схемы агрегатов и самолета в целом следует использовать силовой фактор, одновременно учитывающий величину внутренних усилий и протяженность их действия. При этом следует учитывать, что любые разъемы увеличивают массу конструкции.

Конструктивно-силовая схема самолета должна давать четкое представление о том, какими путями и через какие конструктивные элементы осуществляется передача и уравновешивание действующих на самолет сил – аэродинамических, массовых, тяги двигателей, реакций земли.

Конструктивно-силовая схема должна обеспечить применение наиболее простых и рациональных методов изготовления деталей, узлов и агрегатов самолета.

Эта схема в сочетании с объемной компоновкой должна обеспечить и хорошие эксплуатационные качества конструкции за счет удобного доступа ко всем агрегатам и системам в процессе их обслуживания и ремонта.

Все принимаемые решения по выбору силовой схемы должны быть отражены в пояснительной записке с обязательным указанием принятой силовой схемы для каждого агрегата, его основного конструкционного материала, типа и размеров полуфабрикатов, типа силовых элементов для восприятия больших сосредоточенных нагрузок, принципа усиления больших вырезов в фюзеляже, крыле.