Конструктивно-силовые схемы фюзеляжа. По конструктивно-силовой схеме фюзеляжи можно разделить на ферменные, балочные и смешанные (ферменно-балочные). Ферменные фюзеляжи

Ферменный фюзеляж представляет собой пространственную ферму, состоящую из четырех плоских форм (двух вертикальных и двух горизонтальных), связанных между собой поперечным набором (рис.10).

Иногда фюзеляж состоит из трех плоских ферм. Каждая плоская ферма состоит из поясов, общих для двух смежных ферм, стоек и раскосов. Раскос может быть заменен крестом расчалок. 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. 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 шпангоутов, стрингеров и металлической обшивки, обеспечивающих получение хороших аэродинамических форм фюзеляжа и качественной поверхности, но не 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.

Балочные фюзеляжи

Конструкция балочного фюзеляжа (см. рис.) состоит из жесткой обшивки, продольного набора (лонжеронов и

стрингеров) и поперечного набора – шпангоутов (рис.11).

Лонжеронами называются мощные элементы продольного набора, воспринимающие практически весь изгибающий момент фюзеляжа.

Стрингеры служат для подкрепления обшивки и воспринимают совместно с ней часть изгибающего момента.

Шпангоуты обеспечивают сохранение заданной формы поперечных сечений фюзеляжа, подкрепляя обшивку и стрингерный набор, и воспринимают местную аэродинамическую нагрузку и нагрузки от прикрепленных к ним агрегатов.

Обшивка фюзеляжа образует его поверхность, передает аэродинамическую нагрузку на каркас и участвует в работе фюзеляжа на изгиб и кручение.

1 – лонжерон; 2 – стрингер; 3 – шпангоут; 4 – обшивка

 

Рис. 11

Все балочные фюзеляжи в зависимости от степени участия в силовой работе отдельных элементов можно подразделить на лонжеронные и стрингерные (фюзеляжи типа полумонокок) и бесстрингерные (фюзеляжи типа монокок);