Учебник Житомирский (553622), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Удлинения носовой части фюзеляжа могут потребовать условия компоновки передней ноги шасси для обеспечения необходимой базы шасси, а также перенос двигателей в хвостовую часть фюзеляжа. В любом случае выбора формы фюзеляжа решение принимают, исходя, прежде всего, из удовлетворения требований, связанных с основным назначением самолета. 6.2.3. Параметры фюзеляжа. На рис. 6.2, б показаны основные геометрические размеры фюзеляжа: 1~ — длина, 4~ — диаметр, 1„„— длина носовой части и 1,„.
— длина хвостовой части. В число параметров фюзеляжа входят также площадь миделевого (наибольшего» сечения — 5,~, удлинение фюзеляжа Х~р= ~~р/д~ и удлинение нОсовой и хвОстОВОЙ частей Х„„= 1„„/К~ и л„„„=1„,„/д~. При некруглой форме поперечного сечения эквивалентный диаметр фюзеляжа ш~,= 2'Д„~л, а характерными размерами фюзеляжа будут наибольшие его высота И или ширина В. Для многих типов самолетов значения дф и 5„Ф могут определяться однозначно, например, для истребителей — па размерам двигателя (двигателей», расположенною в фюзеляже, размерам кабины экипажа, для бомбардировщиков — по размерам бомбоотсека, для транспортного самолета — по максимальным габаритам транспортируемых грузов, для пассажирских самолетов — по числу пассажиров в одном ряду и т.
д. Длина фюзеляжа ~~ при определенном значении дф связана однозначно с удлинением фюзеляжа Х~. Влияние Х~ на характеристики фюзеляжа противоречиво. Фюзеляжи, с точки зрения строительной механики, можно рассматривать как двухопорную балку с двумя консолями.
Опоры — узлы крепления крыла к фюзеляжу. Поэтому увеличение длин консолей при увеличении Х~(Х„„илн (и» А„,„» приводит к увеличению изгибающих моментов на фюзеляже и его утяжелению, но при увеличении Х~ уменьшается сопротивление фюзеляжа (для сверхзвуковых самолетов увеличение Х~ или даже только А„„приводит к уменьшению волнового сопротивления».
Уменьшение Хф за счет уменьшения 1~ или увеличения И~ приводит к уменьшению нагруженнасти фюзеляжа и уменьшению напряжений в его силовых элементах от изгибающего момента, но с увеличением ««ф очень быстро растут напряжения в гермокабине от избыточного давления,й Р. При достаточном увеличении И~ (5 и и более) в пассажирском самолете появляется возможность иметь две палубы для размещения пассажиров. Статистика показывает: для дозвуковых самолетов (М<-.0,7» «.ф — — 6...9, для околозвуковых самолетов (М=0,8...0,9) Х~ — — 8 ..13 и для сверхзвуковых самолетов Х,~-10...23 127~. ф е.3. ЙАГРузКЙ ИА ФюЗеляЖ и их уРАВнОВешиВАние 6.3.1.
Основными нагрузками на фюзеляж являются: силы, передающиеся на фюзеляж от прикрепленных к нему агрегатов самолета — крыла, оперения, силовой установки, шасси. Эти силы (на рис. 6.3 они обозначены через Р'„здесь « — определяет агрегат, а « — номер узла его крепления» для каждого из случаев нагружения каждого из «-х агрегатов самолета будут разными. Поэтому прочность фюзеляжа должна проверяться на все случаи нагружения, определяемые Нормами прочности для каждой из частей саиолета, крепящихся к фюзеляжу и передающих на него свои нагрузки; вес грузов и агрегатов, расположенных в фюзеляже, а также вес элемен тов конструкции фюзеляжа. Эти силы Р, (рис.
6 3, а» для каждого «-го агрегата (груза» определяются с учетом значений перегрузок и коэф фициентов безопасности так, что Р, = т,уи„где и, =и~=и7,; т, — масса «-го аг. регата (груза»; и,' и ~, — значения эксплуатацнонной перегрузки и коэффициента безопасности для каждого из случаев нагружения «'-го агрегата с учетом того, что перегрузка вне ЦМ в точке, удаленной от него на расстояние Х, (где расположен ЦМ агрегата или груза», отличается от перегрузки в ЦМ са молета на величину З-е,Х,««у (см. гл. 1»; и,' — расчетная перегрузка для «-го агрегата (груза) Значение распределенной нагрузки от массы элементов конструкции фюзеляжа оф можно приближенно представить в виде выражения дф— = тфаН~ир/5а„„, где т~ — масса фюзеляжа; 56,„— площадь боковой проекции фюзеляжа; И~ —.
высота фюзеляжа; ир — расчетная перегрузка в ЦМ для каждого случая нагружения, аэродинамические силы (разрежения или давления», распределенные по по~ер~~ос~~ фюзсляжа Эти силы на выс~~паю«цнх ~астя~ фюзеляжа мокнут достигать больших величин (например, над фонарем сила разрежсния может достигать (80...100 кН~м~)». Однако аэродинамические силы практически само уравновешены в сечениях фюзеляжа (см. далее рис. 6.10, б» и иогут являться расчетными для проверки прочности крепления обшивки и крышек люков и лючков к каркасу фюзеляжа. Так например, для лючка диаметром 250 мм при интенсивности аэродинамической нагрузки 40 КН/м' сила, стремящаяся сорвать лючок, Р=(40.
10 ~) д25~/4 2 КН. силы избыточного давления в герметических кабинах фюзеляжа, каналах ВОЗдуХОЗаборНИКОВ И СПЕциаЛЬНыХ ОтСЕКаХ. Зтн СИЛЫ яВЛявтСя раСЧЕтНЫМи для местной прочности фюзеляжа. Избыточное давление «~р в герметических кабинах вентиляционного типа (см. Подразд. 6.8.6» может достигать для военных самолетов 0,03...0,04 МПа, а у пассажирских саиолетов — до 0,06...
0,07 МПа. В кабинах регенерационного типа Ьр=0,1 МПа. Кроме нагрузок, встречающихся при нормальной эксплуатации самолета, Нормамн прочности рассматриваются также случаи особые, связанные, напри- !80 мер, с вынужденной посадкой самолета с убранным шасси на грунт или воду и др.
Относительное значение перечисленных нагрузок определяется назначением самолЕта и условиями его использования, формой крыла в плане, схемой и формой в плане (сбоку» оперения и т. д., а также тем, в каком положении находится в рассматриваемыи период самолет (выполняет маневр, летит горизонтально с установившейся или неустановившейся скорос гью, со скольжением или без скольжения, набирает или снижает высоту, взлетает или совершает посадку, рулит и т. д.». При расчетах определяющим прочность фюзеляжа при его работе на изгиб может оказаться расчетный случай А', а при работе на кручение — несимметричное нагружение стабилизатора (особенно Т-образной схемы» и нагружение ВО.
От внешних сил (реакций в узлах крепления крыла, оперения, силовой установки н шасси» и массовых сил конструкции фюзеляжа и грузов„расположенных внугри фюзеляжа, фюзеляж работает как балка на срез и изгиб в двух плоскостях и на кручение. Осевые силы вдоль оси Х, нагружающие фюзеляж, как правило, ие о~ень велик~. Они могут быть учтены в расчетах на прочность. Перегрузку и, вдоль оси Х можно Определить по формуле и, =(Р— Х)/6, если направ- ление тяги Р совпадает с осью Х. 6.3.2.
Уравновешиваиие фюзеляжа. При уравновешивании фюзеляжа используется принцип д'Аламбера, В соответствии с которым внешние силы, приложенные к фюзеляжу, и массовые (инерционные» силы должны находиться в равнОвесии. На рис. 6.3, а и б показаны силы, дейст.
вующие на фюзеляж в плоскостях ХО«' н ХОХ. Здесь Р~ н 1~2 — реакции в узлах крепления крыла к фюзеляжу на подъемную силу крыла 1'„„(крыло стреловидное кессонное); К н Я вЂ” реакции в узлах крепления киля к фЮЗЕЛяжу ца СИЛУ»' ПрИЛОжЕННуЮ К ГО Рис бЗ Нагрузки на фюзеляж го ° Эпю и,. „М,,М,М' (схема оперення Т-образная, стреловидная киль двухлонжеронной конструкции»; Щ и Рà — реакции в узлах крепления киля на силу У,о, действующую на ВО, например, при скольжении самолета; Р,=т,ди, — иассовые силы от «' х агрегатов и грузов, расположенных в фюзеляже; дф — распределенная массовая нагрузка От элементов конструкции фюзеляжа. 6.3.3.
Эпюры 9, М„М„и М. Представлены на рис 6 3, а и б. Из схемы внешних сил, действующих на фюзеляж, и характера эпюр можно установить следующее. 1» Значения реакций в узлах крепления крыла и оперения к фюзеляжу могут быть большими, чем сами значения подъемной силы крыла (Х„~д и оперения (1~ и К, », например, силы ф~ .'» У„р, Щ .» Уголку > у о, ~р» Кво при стреловидном крыле и Т-образном стреловидном оперении. В этом случае поперечные нагрузки в сечениях фюзеляжа, где приложены эти силы, превосходят силы, действующие на крыло и оперение, требуя усиления конструкции фюзеляжа и дополнительных затрат массы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
