5. Особенности нагружения и конструирование панелей фюзеляжа.

Если рассматривать панели фюзеляжа с технологической точки зрения как подсборочные единицы, то в них обнаруживается много общего с панелями крыла: это литты обшивки, соединенные со стрингерами. Монолитные прессован штампованные панели пока еще находят ограниченное примене­ние главным образом в боко­винах пассажирских самолетов, створках люков, крышках боль­ших вырезов. Их применение вызвано скорее потребностью в сокращении числа деталей в зонах окантовок, местных усилений и каркасов для окон и дверей. Именно эти зоны суще­ственно ухудшают очень важный показатель технологичности конструкции — приведенную массу детали, т. е. отношение суммарной массы деталей конструкции к их числу на самолете, исключая крепежные элементы и готовые изделия, Р_Д = т_консс/п. Для современных самолетов этот пока­затель составляет в среднем около 250 г. Вместе с этим показатель приведенной массы конструкции Р_Д является в известной мере критерием при сравнительных оценках всякого рода модификаций.

Конструктивной особенностью панелей является их большая кривизна, а для пассажирских самолетов — работа их под дей­ствием внутреннего избыточного давления.

Влияние кривизны панелей оценивается по формуле из теории устойчивости для подкрепленных оболочек, скорректированной с помощью эмпирического коэффициента, учитывающего и обоб­щающего результаты экспериментальных данных испытаний сбор­ных алюминиевых панелей

(10.11)

где Е — модуль упругости материала; δ_обш — толщина обшивки; b — шаг стрингеров; k — коэффициент, значение которого опре­деляют по графику (рис. 10.25). Значительно сложнее учесть влияние избыточного давления.

Основные проблемы конструирования панелей фюзеляжа свя­заны с установлением рациональных зависимостей их параметров от типа подкрепляющих элементов, формы и размера вырезов, связи элементов между собой и со шпангоутами, уровня эксплуа­тационных напряжений и др.

Так, например, принимая во внимание величину жесткости бульбовых профилей и профилей закрытого типа, можно выби

Рис. 10.26. Параметры ра­циональной сборной панели

рать в пределах рекомен­дованного диапазона наи­меньшие значения ша­га стрингеров для угол­ковых профилей, наи­большие — для закрытых и промежуточные — для бульбовых. Здесь следует отметить также, что обеспечение высокой несущей способности панелей прежде всего достигается качественным выполнением соединений обшивки с продольным набором.

Все сборные панели представляют собой сложные конструк­ции, созданию которых предшествует ряд технологических под­готовительных операций. В законченном виде отдельные пара­метры панелей требуют увязки. Равножесткость и исключение общей потери устойчивости достигаются при δ_пр/δ_обш > 0,8, местной потери устойчивости профилем не происходит при условиях b/ô_av < 9 и 0,4 < b/Һ < 0,5. Поверхностное складкообразование исключается при bо/bобш < 30 и t/b < 0,5. Обшивка не теряет устойчивости между заклепками при tld < 8. Склонность к изгибно-крутильным дефор­мациям и складкообразованию тем меньше, чем меньше вели­чина е.

В значительной степени процесс конструирования панелей осложняет необходимость делать в них вырезы. Как уже отмечалось, большое влияние на конструкцию па­нелей оказывает уровень эксплуатационных напряжений в них, который зависит от многих факторов:

а) состояния поставки полуфабрикатов (естественно или искус­ственно состаренные, прессованные, катаные и т. п.);

б) качества обработки и состояния поверхности (наличия под­резов, забоин, царапин);

в)характера и формы приложения нагрузки (цикличность, частота, интервалы).