Далин В.Н. Конструкция вертолетов (553618), страница 45
Текст из файла (страница 45)
7.1,1. КСС каркаса 4оозеляжаг а — стрипгерпо-лопжероппая; б — стрилгерпая; в — мопокок; г — смеигаплая . фермелло-балочная В) Г) 300 — фюзеляж вертолета-крана представляет собой силовую балку, к которой крепится кабина экипажа, а грув гранспортнруется па внешней подноске или в контейнерах, ооедипенпых со стыковыми узлами нижней центральной части фюзеляжа; — в наиболее распространенной одповинтовой схоме вертолета необходимо иметь силовую консольную балку для креплопия РВ, Выбор рациональной КСС фюзеляхга осущоствляется прождо всего на основании данных весовой статистики, параметрических зависимостей и обобщенных сводопий о силовых схомах предшествующих конструкций. По результатам принятых решений формируются продложопия, на основании которых происходит окончательный выбор КСС фюзеляжа.
В больпгипстве случаев, исходя'из предъявлвсмых тробовапий и условий эксплуатации, ухте заранее известно, какой тип копструкции применим в том или другом случае, поэтому задача может быть сведена к поиску лучшего варианта в рамках заданного конструктивного типа. В каркасных конструкциях применяются ужо проваренные длятельпой практикой КСС вЂ” зто конструкции типа подкрепленных оболочек (балочная схема), фермеппые конструкции и их комбинации (рис. 7.1.1). !!аиболос распространена балочная схема фюзеляя<а.
Основная причина развития балочных фюзеляжей — стремление конструктора создать прочную и я<ссткую конструкцию, в которой материал, шжимальпо распределенный по заданному периметру сочения, рационально применяется при различных нагрузках, В балочной конструкции максимально используется внутренний объем фюзеляжа, оГ>сспсчиваются все требования аэродинамики и технологии. Вырозы и обшивке требуют мостпого усилия, что увеличивает массу ф<озаляжа.
Балочные ф<озслянси (рис. 7,1.1, а,б,в) подразделяются на два типа — лопжсроппые и моноблочные. Схема ф<озсляжа существенно видоизменяется при наличии и конструкции вырезов, особенно па их зпачитольпой длине. По мере приближения сечений к торцевой части выреза напряжения в обп<ивке и стрингерах существенно спижа>отея, услохспя>отся породача крутящого момента и появляются дополпительныо напряясепия в продолж<ем наборе. Для сохранения прочности панели стрипгсрь< вдоль границы выреза усиливаются, превращаясь в лопжероптт. Обшивка и стрипгоры полностью включаются в работу лишь и сечении, распело>конном от торцов выреза па расстоянии, раппом прил<ерпо ширило выреза. КСС фюзеляжа в подобном случае целесообразно принять лопжеропной.
В лопжероппых конструкциях изгибающий момент воспринимается преимуп<ествепко продольными элементами — лонжеронами, а обшивка воспринимает местные нагрузки, перерез>лва>оп!у>о силу и крутящий момент. В моноблочной конструкции обшивка совместно с злемептами каркаса воспринимает така<в пормальпыо усилия от изгибающих моментов. Комбинацией указанных силовых схем являются стрипгсрпыо фюзоляя<н с, частично работающей обшивкой, которая выполпяотая в видо тонкостанной оболочки, подкрепленной стрингерами и шпангоутами.
Разновидностью моноблочной КСС является монокок. Мопокок из однородного материала (рис. 7.1.1, в). Г!редусматривает налично ли<пь двух элементов — обшивки и шпангоутов. Всо силы н моменты воспринимает обшивка. Така» схема чагцо всего применяется для хвостовых балок малых диаметров В< 400 мм (обшивка, согнутая по цилиндру о малым радиусом, вмеет высокую устойчивость при сжатии). Монокок многослойный. Применение трехслойных панелой с топкими несущими слоями позволяет повысить как местную, так и общую жесткость частей ф1озеляжа с регулярной (без вырезов) зоной. Конструктивное выполнение трехслойных (слойчатых) папелей весьма разнообразно и зависит от материалов наружного и внутреннего слоя, вида заполпитоля, метода соединения об|низок с заполнителем и т.д.
Поверхность фюзеляжа, нспользуомая для перемещения технического персонала при наземном обслуживании соотвотствующкх агрегатои, изготавлива1от из панелей слойчатой конструкции ( овышоппой жесткости) с утолщенным наружным несущим слоом с фрикциоппым покрытием. Зти панели должны быть вкл|очгпы в силовую схему фюзеляжа. Иагрузку от мягких баков с гор|очим цолесообраеио восприпимагь панелями слойчатой конструкции. Зги панели, обладая большой жесткостью па изгиб, одновременно выпо|шяет роль коптойнора бака, к тогда не требуется создавать дополнительную посущую поверхность, опираемую на стрингерный набор нижней части фюзоляжа.
В конструкции планера вертолета КМ успошно впедропы и эксплуатируются уже па нескольких поколениях аортолотоя. Совремеппыо стеклопластики выдерживают конкуренцию с традиционными алюминиевыми сплавами по показатолям удельной прочности, но существенно, по крайной морг па 30% уступают им по удельной жесткости. Зто обстоятельство явилось тормозом па пути расширения объемов примопепия стеклопластиков в элементах коиструкци й. Оргапопластикв — более легкие по сравнопвю со стоклопластнками материалы по удольной жесткости по уступают алюминиевым сплавам, а по удольяой прочности в 3 — 4 раза их нревосходат. Широкое освоение оргщпщластиков поаволило поставить принципиально новую задачу — перойтя от создания отдельных деталей из КМ для металлических конструкций к созданию самой конструкции из КМ, к их расширенному применению, а в некоторых случаях — к созданию конструкции с проимуществе1щым применением КМ.
КМ применяются как в обшивках трехслойных панелей опоропия, крыла, фюзоллжа. так и в деталях каркаса. Применение оргалита вместо стеклопластика позволяет снизить массу планера. В сильно пагружеппзих агрогатах оргапопластики наиболее эффективно могут прилгеняться в сочетании с другими доли жесткими материалами, например, углопластиками. На рис. 7.1.2 эриведопа конструктивно-технологическая схома фюзоляжа экспериментального всртолота Бонна-360, все силовые элементы которого выполнены иэ паполой слойчатой конструкции с использованием композиционного материала.
Првмепспвс топких обшивок, хорошо подкрепляемых сотовым заполнителем (имоюгцим небольшую плотность), делает слойчатьш конструкции резервом снижения массы фюзеляжа. Высокая удельная прочшк;ть и стойкость к внбрациопным и акустическим нагрузкам опрсдслявзт рост применения подобных конструкций в качество силовых элемонтов фюаеляжа. Потенциальные достоинства трехслойпых конструкций могут быть роализованы только в том случае, если производство органязсвапо па высоком техническом уровне.
Вопросы конструирования, прочности и технологии этих конструкций так тесно взаимоувязаны, что конструктор пе может пе уделить болыпос внимание технологическим вопросам, Длительная прочность клеевых соединений н герметичность сотовых гпрегатов (от попадания влаги) — это главное, что долхсно быть обеспечено конструктивно-тсхнологической разработкой. К тохпологическим задачам относятся: — выбор марки клен, обеспечивающего необходимую прочность при приемлемом привесе; — возможность контроля технологических реясимов па всех стадиях изготовления агрегатов; — обсспсчопис заданной степени совпадения контуров сопрягасмых деталей (главным образом сотоблока и каркаса); — применение надежных методов контроля с замером прочности склейки; — выбор способа дополнительной герметизации; — ввсдопио сот без перфорации. Ферменный фюзеляж.
В фюзеляже фермспной схемы (рис. 7.т.3) силовыми элементами являются лопнзероны (пояса формы), стойки и раскосы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Обшивка зосприпимаот впешпнс аэродинамические нагрузки и передает их па ферму. Ферма воспринимает все виды нагрузки; изгибающие и крутящие моменты и персрезывающис силы. В связи с том, что обпзивка пс включается в силовую схему фюзсляжа, вырезы в пой но требуют значительных усилоззий.
Наличие стерн<пей з ферменной конструкции затрудняет использование внутреннего объема фюзеляжа, размещение агрегатов и оборудования, их монтаж и 303 4, о -'" Я Еоо о боои о Е о оо о о о, Е о о !с 1Ф о о о Яо$„о ЬД "Бд'о р О о „~ о и д ~о"'а В 2~ ~~д д М о о, ~о о',о 'а о а о о до Я о и "Ь к, г ~з 'о О 3 хй 5 .'г о и. д ! демонтаж. Устранение резояансных колобаний мпогочислеш>ых стержней — задача сложная. Форменная конструкция затрудняет выполнение аэродинамических тробовапий к форме ф>оэеляжа и жесткости обшивки. В отой конструкции трудно примопить прогрессивную технологию спарки узлов со сложной конфигурацией сварного >ива. Термообработка фермы больших размеров поело сварки связана с определенными проблемами.
Перечислен»ыо осповныо недостатки форменной конструкции япля>отса причиной их ограниченного применения в вертолестостроспии. КСС пола кабины определяется назначением вертолета. В транспортном вертолето для поревозки колесного транспорта грузовой пол необходимо подкреплять продольными балками, размещенными таким образом, чтобы нагрузки от колес воспринимались нопосрсдствепно данными силовыми элементами (рис. 7.1А), Для фиксации колесного транспорта в полу устанавливают узл>з для крепления расчалочных тросов в месте пороссчсния продольного (стрингера) и поперечного (шпангоута) элементов каркаса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
