Лекция по учебной дисциплине:

КОНСТРУКЦИЯ САМОЛЁТА

Тема 2. Планер самолёта. Назначение, конструкция, материалы tl -2000 Sting carbon.

Занятие 3. Планер самолёта. Конструкция фюзеляжа и крыла

Занятие 4. Планер самолета. Конструкция хвостового оперения

УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ

1. Ознакомить курсантов с планером самолёта.

2. Ознакомить курсантов с назначением, конструкцией фюзеляжа и крыла самолёта.

3. Ознакомить курсантов с назначением, конструкцией хвостового оперения.

4. Привить курсантам способность грамотно использовать знания конструкции самолёта.

ВРЕМЯ: 3 часа (135 минут):

Занятие 1: 2 часа.

Занятие 2: 1 час.

МЕТОД: лекция

МЕСТО: учебная аудитория

РАЗРАБОТАЛ: МОЗГОВОЙ Н.Н.

Астана 2012г.

Занятие 3. Планер самолёта. Конструкция фюзеляжа и крыла

Изучаемые вопросы:

3.1.Организационная часть занятия (3 мин.).

3.2. Планер самолета. Назначение и конструкция фюзеляжа (25 мин.).

3.3. Назначение и конструкция крыла (15 мин.).

3.4.Заключительная часть занятия (2 мин.).

1.Организационная часть занятия (3 мин.).

1. порядок изучения темы № 2.

3.2. Планер самолета. Назначение и конструкция фюзеляжа (25 мин.).

Планером называется конструкция самолета без силовой установки. Планер самолёта состоит из фюзеляжа, крыла и хвостового оперения. Конструкция каждой их этих частей определяется формой, материалом, способами крепления элементов между собой, наличием эксплуатационно-технологических разъемов, вырезов и другими факторами.

Рис. 3.1. Планер самолета

Фюзеляж служит для размещения экипажа, оборудования, топлива, двигателя и грузов, определяемых назначением самолёта. Кроме того, к нему крепится крыло, шасси, оперение и различные агрегаты.

Рис. 3.2. Фюзеляж самолета (стадия изготовления)

Силы, действующие на фюзеляж:

силы, передающиеся фюзеляжу от скрепляемых им агрегатов (крыла, оперения, шасси);

массовые силы от агрегатов и грузов внутри фюзеляжа и конструкции фюзеляжа;

аэродинамические нагрузки.

При расчете фюзеляжа на прочность, его рассматривают как балку, опирающуюся к крылу, и условно разделяют на носовую, среднюю и хвостовую части. В случае симметричного нагружения фюзеляж работает на изгиб в плоскости симметрии, при несимметричном – на изгиб и кручение. В условиях эксплуатации необходимо обращать особое внимание на состояние обшивки, подверженной воздействию повышенных аэродинамических и внутренних сил.

Рис. 3.6. Схема сил и нагрузок, действующих на фюзеляж в полете

Для удобства изучения конструкции разделим фюзеляж на три отсека: носовой Ф – 1, средний Ф – 2 и хвостовой Ф – 3, все три отсека выполнены негерметичными. Отсек Ф – 1 до шпангоута (шп.) № 1 закрыт обтекателями капота, под которыми размещены моторама с двигателем Rotax – 912 ULS 3. Отсек Ф – 2 включает в себя встроенный топливный бак, кабину пилотов закрытую фонарём из органического стекла, кресла и основание пульта управления, центроплан крыла, узлы крепления стоек шасси, коммуникации органов систем управления и спасательную систему GRS. Отсек Ф – 3 предназначен для крепления хвостового оперения: вертикального - киля с рулём направления и горизонтального - стабилизатора с рулём высоты, руль высоты оснащён триммером.

Рис.3.4. Схема отсеков фюзеляжа

Фюзеляж TL – 2000 Sting carbon, обшивочной конструкции образован многослойной углеплепластиковой обшивкой, подкреплённой шпангоутами. В таком фюзеляже многослойная оболочка воспринимает все виды деформаций. Однако такая схема в чистом виде применяется редко. Необходимость в монтажных и эксплуатационных вырезах заставляет окантовывать эти вырезы рамами или устанавливать усиленные стрингеры и шпангоуты.

.

Рис. 3.5. Схема поперечного и продольного силового набора фюзеляжа

Рис. 3.6. Фото силового набора фюзеляжа

Внешняя форма фюзеляжа определяется назначением самолета, аэродинамическими факторами, расположением двигателей и другими факторами(рис. 3.7.).

Вид сбоку	Сечение
		Овальное с сужением кверху
		Круглое
		Образованное двумя окружностями
		Прямоугольное

Рис. 3.7. Формы фюзеляжей

Поперечное сечение может быть различной формы. Прямоугольное (или близкое к нему) сечение удобно для грузовых самолетов; круглое сечение наиболее рационально для скоростных и высотных самолетов. Применение овальных и более сложных форм продиктовано стремлением уменьшить сопротивление при хорошем использовании внутреннего объема.

В настоящее время в авиации широко применяют балочные фюзеляжи. Они представляют собой тонкостенные пустотелые балки, имеющие более или менее мощную, работающую обшивку, а также продольный и поперечный силовые наборы. В зависимости от вида балочного фюзеляжа продольный набор может состоять из лонжеронов или стрингеров. Поперечный набор состоит из шпангоутов.

Различают три разновидности балочных фюзеляжей:

лонжеронный;

стрингерный;

обшивочный (рис. 4.3).

Рис. 3.7.. Балочные фюзеляжи:

а – лонжеронный; б – стрингерный; в – обшивочный;

1, 5 – стрингеры; 2, 6, 8 – шпангоуты; 3 – лонжероны; 4, 7, 9 – обшивка.

Лонжерон (фр. longeron, от longer — идти вдоль) — основной силовой элемент конструкции самолетов, располагающийся по длине конструкции. Лонжероны совместно со стрингерами образуют продольный набор каркаса крыльев, фюзеляжа, оперения, рулей и элеронов.

Шпангоуты определяют форму поперечного сечения фюзеляжа и предотвращают потерю устойчивости оболочки, заставляя её работать без искажения поперечных сечений, как балку. Неусиленные шпангоуты служат для сохранения формы оболочки (обшивки) фюзеляжа при изгибе, препятствуя смятию фюзеляжа. Усиленные шпангоуты устанавливаются в местах крепления конструктивных элементов, агрегатов и грузов.

Фюзеляж самолёта выполнен из многослойного пластика и представляет собой полумонокок овального сечения, для достижения оптимального соотношения жесткости, массы и аэродинамического сопротивления