2.2. Фюзеляж: назначение, внешние формы, основные силовые элементы

Назначение. Фюзеляж самолета предназначен для крепления крыла, оперения, шасси, а также для размещения экипажа, пассажиров, оборудования и различных грузов, определяемых назначением самолета. В зависимости от типа ВС на фюзеляже могут устанавливаться двигатели.

Внешние формы фюзеляжа характеризуются видом фюзеляжа сбоку и формой поперечного сечения и определяются назначением самолета, требованиями наименьшего сопротивления, компоновкой фюзеляжа, расположением двигателей и другими факторами.

Вид сбоку для самолетов малых скоростей – каплевидное тело (лучшая форма), для околозвуковых – сигарообразное, для сверхзвуковых – остроносое.

Поперечное сечение фюзеляжа может быть различной формы. Прямоугольное (или близкое к нему) сечение удобно для грузовых самолетов. Круглое сечение наиболее рационально для высотных самолетов и технологически наиболее выгодно. Применение овальных и более сложных форм продиктовано стремлением уменьшить сопротивление при хорошем использовании внутреннего объема. Наибольшее распространение получили круглая форма поперечного сечения фюзеляжа и формы, составленные из двух пересекающихся окружностей разных диаметров.

Основные параметры фюзеляжа: длина, диаметр, удлинение. Удлинение фюзеляжа – это отношение длины фюзеляжа к его диаметру. Диаметр фюзеляжа самолетов гражданской авиации от 2,4 м (Л-410) до 6 м (Ил-86), удлинение – от 8 до 13 м.

Пример. Внешняя форма фюзеляжа самолета Як-42.

Фюзеляж самолета Як-42 круглого поперечного сечения, цилиндрической формы.

Основными силовыми элементами фюзеляжа являются обшивка, элементы продольного набора – стрингеры, лонжероны и элементы поперечного набора – шпангоуты (рис. 6, 7). В зоне гермокабины элементы конструкции имеют герметизацию. Все силовые элементы испытывают нагрузки от массовых, инерционных, аэродинамических сил и сил избыточного давления, а также от моментов, вызываемых этими силами.

Рис. 6. Обшивочная конструкция фюзеляжа (устар. «монокок»)

Рис. 7. Лонжеронно-стрингерная конструкция фюзеляжа (устар. «полумонокок»)

В конструкцию фюзеляжа входит также фонарь кабины экипажа [2, рис. 2.4] и остекление пассажирских салонов. Остекление фонаря кабины экипажа показано на рис. 8.

Рис. 8. Фонарь кабины экипажа

2.3. Компоновка фюзеляжа пассажирского и грузового воздушных судов

Компоновка фюзеляжа определяется необходимостью размещения в нем коммерческой загрузки и обеспечения необходимых условий для людей и грузов.

Для обеспечения необходимых условий для людей и грузов большая часть фюзеляжа (до 80 % от общего объема) выполняется герметичной. В негерметичной зоне находятся ниши антенн радиолокаторов, ниши шасси, центроплан крыла и хвостовая часть. Для некоторых грузовых самолетов негерметичной может быть грузовая кабина.

В герметичной части фюзеляжа (гермоотсеке) размещаются кабина экипажа, пассажирские салоны, буфеты, кухни, гардеробы, туалеты, багажно-грузовые отсеки, технические отсеки, отсеки электрооборудования. Компоновка пассажирского салона в поперечном сечении показана на рис. 9.

Компоновка кабины экипажа определяется размещением оборудования, необходимого для выполнения полета, и размещением кресел экипажа.

Оборудование для выполнения полета размещается на приборных досках, пультах, щитках [2, рис. 2.3].

Основным требованием к размещению оборудования является требование обеспечения хорошего обзора пилотам. Кроме того, должны быть выполнены требования эргономики – удобство рабочих мест, удобство использования элементов управления, контроля и сигнализации и др.

Рис. 9. Компоновка пассажирской кабины

Размещение кресел зависит от состава экипажа, от распределения функциональных обязанностей между членами экипажа.

Экипаж самолета может состоять из первого (левого) пилота – командира ВС, второго (правого) пилота, бортинженера, штурмана и радиста.

За счет автоматизации самолетовождения число членов экипажа на современных самолетах стремятся уменьшать, т. к. это дает большую экономию в эксплуатации. Экипаж самолета средних линий сокращается до двух членов экипажа.

Пример. Компоновка фюзеляжа самолета Як-42.

Компоновка фюзеляжа и кабины экипажа самолета Як-42 показана на рис. 2.2 и 2.3 [2].