55.Проектировочный расчет лонжеронного фюзеляжа.

1) определяем толщину обшивки по q_Σ

2) Выбрав общее кол-во лонж-в, опред-м их число в своде. Свод-число лонж-в попад-х в уч-ке D

3) Опред-м суммарн. осевые усилия в лонж-х свода ;H=D

4) Из соотношения

5) выбираем профиль сечения лонжерона

56.Расчет на прочность силовых шпангоутов.

В узлах крепления от изг. момента М возникают усилия S=. При среднем расп-ии крыла по высоте ф-жа в сеч-х А и В действ. усилияS_А и S_В = . Т.к. в сечениях А и В изг. моменты не значительные, то м-о рассм-ть шп-т, сост-ий из двух половин, соед-х шарнирно в сеч-х А и В. В этом случае констр. шп-та стан-ся статически определимой. Дальше определ-м усилия по ф-ам

,

Н<<2R

При этом считаем, что углы β<β₁ . Т.е. определив по этим ф-ам напр-я в сеч-х строим эпюры

По знач-ию и м-о подобрать потребн. сеч-я сил-го шп-та, считая что изгиб отвоспр-ся поясами а попер. силастенкой. В сеч-х А и В действ. только попер. сила,,т.е. эти сеч-я провер-ся на сжатие только от. В сеч-х, расп-х вдали от А и В при расч-х пренебрег. норм-й силой.

57. Нагружение элем-в конструкции фюзеляжа в районе выреза.

Вырезы с работ.-ми крышками люков, т.е. люк рассм-ся как часть силовой схемы; крышка креп-ся замками или винтами, кот. перед. норм-е и касат-ые усилия на крышку и включ. ее в работу сил-й схемы ф-жа.

При передаче изг. мом-та по ф-жу ч-з район выреза на участке Δl происх. перераспр-е норм-х напр-й от σ_замкн до σ_откр . Погонные касат-ые усилия от действия попер-й силы Q перед-ся сдвигом обшивки боковин замкн. и откр. сечений.

Крут.-й момент М на уч-х, прилег-х к вырезу воспр-ся замкн-м контуром попер-го сеч-я ф-жа. На участке выреза крут-й момент в основном перед-ся парой попер-х сил в боковинах.

58. Конструкция соединений фюзеляжа.

Для удобства ф-ж вып-ся из отдельных частей или отсеков. Места соединений наз-ся разъемами. Различают технологические(неразъемные) и эксплуатац-е(разъемные).

В крупных пас-х сам-х ф-ж обычно сост. из трех частей, из кот-х наиб. частью явл-ся кабина для экипажа и пасс-в. У бомб-в 4...5 раз-в.

Разъемы должны обесп. надежн. соед-е при небольш. увел. массы.

Экспл-ые р-мы должны быть удобными для быстрого монтажа и демонтажа. Соед-я м-т быть при помощи сосред-х узлов в лонж-х ф-х или контурных соед-х в стринг-х ф-х.

Связь лонжеронов фитингами(ухо-вилка, вилка-гребенка) или фитинговые при помощи накидных болтов,перед-х осевые силы лонжерона а также касат-ые силы от сдвига и кручения ч-з утолщенные прямоуг-ые сеч-я.

Контурные соед-я при помощи стыковых усиленных шп-в. На концах соотв-х стр-в установлены фитинги. Большая часть болтов в таком соед-ии воспр.-т только раст-ие усилия от изгиба ф-жа.

59. Кабины сам-в и особенности их кон-ии. Требования к кабинам

Кабины самолетов представляют собой участки - отсеки фюзеляжа, в которых размещается экипаж, пассажиры, грузы. Конструкция кабины может быть негерметичной или герметичной (высотной). Если практический потолок самолета превышает 5000 м, то кабина делается герметичной.      Кабина экипажа (или служебная кабина) располагается в передней части фюзеляжа.      В кабине экипажа размещаются рабочие места членов экипажа и различное оборудование. Размеры кабин, их компоновка определяются типом самолета и составом экипажа.

     Экипаж крупного пассажирского самолета обычно состоит из четырех человек: левого пилота - командира воздушного судна, правого (второго) пилота, бортинженера и штурмана. (см. Рис. 3.5.). За счет автоматизации самолетовождения и эксплуатации систем в настоящее время новые самолеты проектируются под трех или даже двухчленные экипажи.      Оборудование кабины экипажа весьма многочисленно и разнообразно. Оно включает в себя приборы контроля режима полета и работы агрегатов и систем самолета, рычаги управления самолетом и режимом работы двигателей, пульты управления средствами навигации и связи и другими автоматическими системами (например, автопилотами).      Для удобства работы с этими многочисленными элементами оборудования они группируются по назначению и устанавливаются в определенных местах на пультах и приборных досках. Так, например, основные приборы самолетовождения устанавливаются на приборных досках прямо перед пилотами, а рычаги управления двигателями на центральном пульте между пилотами, (см. Рис. 3.6.).

Рис. 3.6.Компановка кабины экипажа: 1-пульт первого пилота; 2-пульт второго пилота; 3-штурвал управления; 4-пидали управления рулём самолёта; 5,6-пилотажно-навигационные приборы; 7-рычаги управления двигателями; 8-пульт системы автоматического управления полётом; 9-приборная доска бортинженера и лётчика.

     Фонарь кабины должен обеспечивать потребный обзор и ее освещение в дневное время. Форма и размеры фонаря в значительной степени зависят от назначения самолета и состава экипажа. Так, например, на самолетах-истребителях фонарь имеет каплевидную форму и значительно выступает за обводы фюзеляжа (для обеспечения хорошего обзора). На тяжелых самолетах фонарь меньше выступает за обводы фюзеляжа и выполняется в виде остекленных участков его передней части. Во всех случаях форма и размеры фонаря выбираются из условий обеспечения необходимого обзора и минимального увеличения лобового сопротивления. С этой целью на некоторых сверхзвуковых самолетах применяются отклоняемые вниз обтекатели носового стекла фонаря («Конкорд») или даже отклоняемые вниз при влете и посадке заостренные носовые части фюзеляжа (Ту-144).      Фонарь кабины экипажа состоит из металлического каркаса и остекления, в качестве которого используется органическое и силикатное стекло. Имеются только отдельные подвижные участки - форточки, которые служат для связи с наземным персоналом и могут использоваться для аварийного покидания самолета. На самолетах-истребителях для входа и выхода пилота фонарь делается сдвижным или откидным и крепится на специальных замках.      На малых пассажирских самолетах (или самолетах специального назначения) пассажирские кабины, вмещающие несколько пассажиров, обычно являются продолжением кабины экипажа. На магистральных самолетах пассажирские кабины, называемые салонами, представляют собой отсеки фюзеляжа. Их размеры определяются количеством перевозимых пассажиров и объемом, установленным соответствующими нормами на одного пассажира в зависимости от класса самолета по его комфорту и времени полета (0,9-2 куб.м).      Для отечественных магистральных и межконтинентальных самолетов приняты четыре класса по обеспечению комфорта: «люкс», «первый класс», «туристский», «экономический». В самолетах класса «люкс» обеспечиваются наибольшие удобства при наименьшей плотности пассажиров. При необходимости оборудование кабин позволяет делать перекомпоновку с переходом в другой класс или в грузопассажирский вариант.      Пассажирские кабины обычно делятся на несколько салонов. Между салонами или по краям их размещаются буфеты-кухни, гардеробы, туалеты.      Для перевозки багажа и коммерческих грузов под полом пассажирских кабин и в отсеках фюзеляжа предусматриваются багажные отделения.      Багажные отделения должны иметь наружные загрузочные люки, внутренние (аварийные) люки и устройства для закрепления багажа и грузов.      Грузовые кабины - это кабины транспортных самолетов, служащих для перевозки по воздуху разнообразных грузов. Они представляют собой отсеки фюзеляжа большого размера. Для удобства загрузки и выгрузки имеются люки, соответствующие габаритам перевозимых грузов. На некоторых самолетах применяются отклоняющиеся хвостовая или носовая части фюзеляжа. Характерным для конструкции грузовых кабин является усиление пола путем установки более мощного поперечного и продольного наборов, а также наличие различного рода швартовочных узлов, трапов и подъемно-транспортных устройств.      Входные двери размещаются обычно на левом борту фюзеляжа из расчета одна дверь на 40-50 пассажиров. Размеры дверей зависят от размеров самолета и числа пассажиров. Форма дверей чаще всего прямоугольная со скругленными углами. Имеется несколько кинематических схем открывают дверей. Для герметичных фюзеляжей (с точки зрения простоты герметизации) лучше всего подходит схема, при которой дверь открывается внутрь, так как в полете под действием избыточного давления она плотно прижимается к герметизирующим окантовкам. Предпочтительными являются конструкции, в которых дверь открывается наружу, что повышает безопасность в аварийной обстановке. В настоящее время разработаны конструкции, в которых при открывают дверей наружу обеспечивается их прижатие к окантовкам в полете силами избыточного внутреннего давления в кабине.      Окна (иллюминаторы) в пассажирских кабинах разнообразны по форме и габаритам. На отечественных самолетах применяются круглые и эллиптические окна, так как вырезы под них дают наименьшую концентрацию напряжений. Они располагаются между шпангоутами по обоим бортам фюзеляжа. Окна содержат два или три органических стекла.      Для ускорения выхода пассажиров из кабин в аварийных случаях, помимо дверей, предусматриваются специальные аварийные люки, которые размещаются по бортам и наверху, в средней части фюзеляжа (в районе крыла).      Входные двери, аварийные выходы и загрузочные люки оборудуются запирающими устройствами, исключающими произвольное, а также непреднамеренное их открытие. Кроме того они оборудуются сигнализацией закрытого (открытого) положения, а также индикацией положения запирающих устройств.      Гермокабина представляет собой наибольшую часть фюзеляжа. Герметичность фюзеляжа достигается уплотнением заклёпочных швов. Для этого используют многорядные заклёпочные швы. Между листами обшивки, стрингерами, шпангоутами и силовыми элементами, окантовывающими вырезы, прокладывают эластичные тиоколовые ленты и синтетические плёнки типа «бутафоль». Заклёпочные швы покрывают тиоколовой самовулканизирующейся замазкой.

64. Конструктивно-силовые схемы фюзеляжей.

Фюзеляж, соединяя в одно целое все части самолета, предназначен для размещения экипажа, оборудования и перевозимой нвгрузки (пассажиров, грузов и т.д.).

По конструктивно-силовой схеме фюзеляжи можно разделить на ферменные, балочные и смешанные (ферменно-балочные).

Ферменный фюзеляж представляет собой пространственную форму, состоящую из четырех плоских форм (двух вертикальных и двух гориз-х), связанных между собой поперечным набором.

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 фюзеляжа обтекаемой формы на фермы ставятся профилирующие шпангоуты, к которым крепятся стрингеры. Каркас фюзеляжа закрывается обшивкой.

Ферменные фюзеляжи целесообразно делать для нескоростных легких самолетов, на которых может быть применена полотняная обшивка.

Конструкция балочного фюзеляжа состоит из жесткой обшивки, продольного набора (лонжеронов и стрингеров) и поперечного набора – шпангоутов.

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

Стрингеры служат для подкрепления обшивки и воспринимают совместно с ней изгибающий момент.

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

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

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

На небольших нескоростных самолетах с поршневым двигателем применяются фюзеляжи смешанной схемы. Передняя часть фюзеляжа, к которой крепится при помощи моторамы двигатель , крепится крыло и некоторые агрегаты оборудования и в которой размещается кабина пилота, выполняется по ферменной схеме. Хвостовая часть, не имеющая больших люков, выполняется по балочной схеме.