Фюзеляж вертолета

Фюзеляж вертолета — корпус летательного аппарата. Фюзеляж вертолета рекомендован для размещения экипажа, целевой нагрузки и оборудования. В фюзеляже может размещаться горючее, шасси, двигатели.

В ходе разработки объемной и весовой компоновки вертолета определяются конфигурации фюзеляжа и его геометрические параметры, координаты, характер и величина нагрузок, каковые должны восприниматься силовыми элементами. Выбор КСС фюзеляжа есть начальным этапом конструирования. Прорабатывается такая силовая схема, которая самый полно делает предъявляемые клиентом требования.

Главные требования к КСС фюзеляжа:

надежность конструкции во время эксплуатации вертолета;
обеспечение заданного уровня комфорта в кабинах пассажиров и экипажа;
высокая эксплуатационная эффективность;
обеспечение надёжного для пассажиров и экипажа количества в фюзеляжа и возможность его покидания при аварийной посадке вертолета.

Эксплуатационные требования, назначение и схема вертолета кроме этого значительно влияют на выбор КСС фюзеляжа. Эти требования следующие:

— большое применение внутренних количеств фюзеляжа;
— обеспечение требуемого для экипажа вертолета обзора;
— обеспечение доступа для обслуживания и осмотра всех агрегатов, расположенных в фюзеляже;
— эргономичное размещение грузов и оборудования;
— удобство погрузки, разгрузки, фиксации груза в кабине;
— легкость ремонта;
— звукоизоляция, отопление и вентиляция помещения для экипажа и пассажиров;
— возможность замены стекол кабины в условиях эксплуатации;
— возможность переоборудования пассажирских кабин методом трансформации компоновки помещения, шага и типа кресел их установки.

Фюзеляж вертолета Н-21 цельнометаллический

Для аварийного покидания вертолета экипажем и пассажирами на вертолете предусматриваются аварийные выходы. Двери для экипажа и пассажиров, и эксплуатационные люки включаются

в число аварийных выходов, в случае если их расположение и размеры отвечают соответствующим требованиям. Аварийные выходы в кабине экипажа находятся по одному с каждой стороны фюзеляжа или вместо этого предусматривается один верхний люк и один катастрофический выход на любой его стороне. Их расположение и размеры должны снабжать стремительное покидание вертолета экипажем.

Подобные выходы возможно не предусматривать, в случае если экипаж вертолета может воспользоваться аварийными выходами для пассажиров, расположенными вблизи кабины экипажа. Аварийные выходы для пассажиров должны быть прямоугольной формы с радиусом закругления углов не больше 0,1 м.

Размеры аварийных выходов для экипажа должны быть не меньше:

— 480 х 510 мм — для бортовых выходов;
— 500 х 510 мм — для верхнего люка прямоугольной формы либо диаметром G40 мм — для круглого люка.

Любой главный и катастрофический выходы должны удовлетворять следующим требованиям:

—- иметь подвижную дверь либо съемный люк, снабжающий вольный выход экипажа и пассажиров;
— легко раскрываться как изнутри, так и снаружи посредством не более двух ручек;
— иметь средства для запирания снаружи и изнутри, и предохранительное устройство, исключающее открытие двери либо люка в полете в следствии случайных действий. Закрывающие устройства делают самоконтрящимися, без ключей и съёмных ручек. На вертолете снаружи обозначаются места для вырубания обшивки при заклинивания дверей и люков при аварийной посадке вертолета.

Количества, требуемые для размещения пассажиров и ’транспортируемого груза, являются определяющими при конструировании пассажирской и грузовой кабины фюзеляжа.

Внешний его КОС и вид фюзеляжа зависят от его схемы и назначения вертолёта:

— вертолет-амфибия должен иметь особую форму нижней части фюзеляжа, отвечающую требованиям гидродинамики (минимальные нагрузки на вертолет при посадке на воду; минимальную потребную тягу 11В при взлете; отсутствие брызго- образования в зоне обзора летчика и воздухо- заборников двигателей; соответствие плавучести и требованиям устойчивости);
— фюзеляж вертолета-крана является силовую балку, к которой крепится кабина экипажа, а груз транспортируется на внешней подвеске либо в контейнерах, соединенных со стыковыми узлами нижней центральной части фюзеляжа;
— в самый распространенной одновинтовой схеме вертолета нужно иметь силовую консольную балку для крепления РВ.

Выбор рациональной КСС фюзеляжа осуществляется в первую очередь на основании данных весовой статистики, обобщённых сведений и параметрических зависимостей о силовых схемах предшествующих конструкций.

По итогам принятых ответов формируются предложения, на основании которых происходит окончательный выбор КСС фюзеляжа. Как правило, исходя из предъявляемых условий и требований эксплуатации, уже заблаговременно известно, какой тип конструкции применим в том либо втором случае, исходя из этого задача возможно сведена к поиску лучшего варианта в рамках заданного конструктивного типа.

В каркасных конструкциях используются уже проверенные долгой практикой КСС — это конструкции типа подкрепленных оболочек (балочная схема), ферменные их комбинации и конструкции.

Самый распространена балочная схема фюзеляжа. Главная причина развития балочных фюзеляжей — рвение конструктора создать прочную и твёрдую конструкцию, в которой материал, оптимально распределенный по заданному периметру сечения, рационально используется при разных нагрузках. В балочной конструкции максимально употребляется внутренний количество фюзеляжа, обеспечиваются все технологии и требования аэродинамики.

Вырезы в обшивке требуют местного упрочнения, что увеличивает массу фюзеляжа.

Балочные фюзеляжи подразделяются на два типа — лонжеронные и моноблочные.

Схема фюзеляжа значительно видоизменяется при наличии в конструкции вырезов, в особенности на их большой длине. По мере приближения сечений к торцевой части выреза напряжения в стрингерах и обшивке значительно снижаются, усложняются передача крутящего момента и появляются дополнительные напряжения и продольном комплекте. Для сохранения прочности панели стрингеры на протяжении границы выреза усиливаются, преобразовываясь в лонжероны.

стрингеры и Обшивка всецело включаются в работу только сечении, расположенном от торцов выреза на расстоянии, равном приблизительно ширине выреза. КСС фюзеляжа в подобном случае целесообразно принять лонжеронной.

В лонжеронных конструкциях изгибающий момент воспринимается в основном продольными элементами — лонжеронами, а обшивка принимает местные нагрузки, перерезывающую силу и крутящий момент.

В моноблочной конструкции обшивка совместно с элементами каркаса принимает кроме этого обычные упрочнения от изгибающих моментов.

Комбинацией указанных силовых схем являются стрингерные фюзеляжи с частично трудящейся обшивкой, которая выполняется в виде тонкостенной оболочки, подкрепленной шпангоутами и стрингерами. Разновидностью моноблочной КСС есть.

Монокок из однородного материала. Предусматривает наличие только двух шпангоутов — и элементов обшивки. Все силы и моменты принимает обшивка.

Такая схема значительно чаще используется для хвостовых балок малых диаметров — D 400 мм (обшивка, согнутая по цилиндру с малым радиусом, имеет высокую устойчивость при сжатии).

Монокок многослойный. Использование трехслойных панелей е узкими несущими слоями разрешает повысить как местную, так и неспециализированную жесткость частей фюзеляжа с регулярной (без вырезов) территорией. Конструктивное исполнение трехслойиых (слойчатых) панелей очень разнообразно и зависит от материалов наружного и внутреннего слоя, вида заполнителя, способа соединения обшивок с заполнителем и т.д.

Поверхность фюзеляжа, применяемая для движения технического персонала при наземном обслуживании соответствующих агрегатов, изготавливают из панелей слойчатой конструкции (повышенной жесткости) с утолщенным наружным несущим слоем с фрикционным покрытием. Эти панели должны быть включены и силовую схему фюзеляжа.

Нагрузку от мягких баков с горючим целесообразно принимать панелями слойчатой конструкции. Эти панели, владея громадной жесткостью па изгиб, в один момент делает роль контейнера бака, и тогда не нужно создавать дополнительную несущую поверхность, опираемую на стрингерный комплект нижней части фюзеляжа.

В конструкции планера вертолета КМ удачно внедрены, и эксплуатируются уже на нескольких поколениях вертолетов.

Современные стеклопластики выдерживают борьбу с классическими алюминиевыми сплавами по показателям удельной прочности, но значительно, по крайней мере на 30% уступают им по удельной жесткости. Это событие явилось тормозом па пути расширения количеств применения стеклопластиков и элементах конструкций.

Органопластики — более легкие по сравнению со стеклопластиками материалы по удельной жесткости не уступают алюминиевым сплавам, а по удельной прочности в 3—4 раза их превосходят. Широкое освоение органопластиков разрешило поставить принципиально новую задачу — перейти от создания отдельных подробностей из КМ для железных конструкций к созданию самой конструкции из КМ, к их расширенному применению, а в некоторых случаях — к созданию конструкции с преимущественным применением КМ.

КМ используются как в обшивках трехслойных панелей оперения, крыла, фюзеляжа, так и в подробностях каркаса.

Использование органита вместо стеклопластика разрешает снизить массу планера. В очень сильно нагруженных агрегатах органопластики самый действенно смогут использоваться в сочетании с другими долее твёрдыми материалами, к примеру,• углепластиками.

Конструктивно-технологическая схема фюзеляжа экспериментального вертолета Boeing-360, все силовые элементы которого выполнены из панелей слойчатой конструкции с применением композиционного материала.

Использование узких обшивок, прекрасно подкрепляемых сотовым заполнителем (имеющим маленькую плотность), делает слойчатые конструкции резервом понижения массы фюзеляжа. Большая стойкость и удельная прочность к вибрационным и звуковым нагрузкам определяют рост применения аналогичных конструкций в качестве силовых элементов фюзеляжа.

Потенциальные преимущества трехслойных конструкций смогут быть реализованы лишь в том случае, если производство организовано на большом техническом уровне. Вопросы конструирования, технологии и прочности этих конструкций так тесно взаимоувязаны, что конструктор не имеет возможности не выделить громадное внимание технологическим вопросам.

Долгая прочность клееных соединений и герметичность сотовых агрегатов (от попадания жидкости) — это основное, что должно быть обеспечено конструктивно-технологической разработкой.

К технологическим задачам относятся:

— выбор марки клея, снабжающего нужную прочность при приемлемом привесе;
— возможность контроля технологических режимов на всех стадиях изготовления агрегатов;
— обеспечение заданной степени совпадения контуров сопрягаемых подробностей (в основном сотоблока и каркаса);
— использование надежных способов контроля с замером прочности склейки;
— выбор метода дополнительной герметизации;
— введение сот без перфорации.

Ферменный фюзеляж. В фюзеляже ферменной схемы силовыми элементами являются лонжероны (пояса фермы), стойки и раскосы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Обшивка принимает внешние аэродинамические нагрузки и передает их на ферму.

Ферма принимает все виды нагрузки: изгибающие и крутящие моменты и перерезывающие силы. В связи с тем, что обшивка не включается в силовую схему фюзеляжа, вырезы в ней не требуют больших усилений. Наличие стержней в ферменной конструкции затрудняет применение внутреннего количества фюзеляжа, оборудования и размещение агрегатов, их монтаж демонтаж.

Устранение резонансных колебаний бессчётных стержней — задача сложная. Ферменная конструкция затрудняет исполнение аэродинамических требований к жёсткости обшивки и форме фюзеляжа. В данной конструкции тяжело применить прогрессивную разработку сварки узлов со сложной конфигурацией сварного шва.

Термообработка фермы громадных размеров по окончании сварки связана с определенными проблемами. Перечисленные главные недочёты ферменной конструкции являются обстоятельством их ограниченного.

КСС пола кабины определяется назначением вертолета. В транспортном вертолете для перевозки колесного транспорта грузовой пол нужно подкреплять продольными балками, размещенными так, дабы нагрузки от колес воспринимались конкретно данными силовыми элементами. Для фиксации колесного транспорта в полу устанавливают узлы для крепления расчалочных тросов в месте пересечения продольного (стрингера) и поперечного (шпангоута) элементов каркаса.

Для разгрузки и погрузки контейнеров употребляются монорельсы, установленные на потолке кабины. Груз на тросах крепится к тележке, укрепленной к монорельсу, и перемещается по нему до заданного места в кабине. Монорельсы целесообразно включать в силовую схему фюзеляжа.

В грузовой кабине кроме этого устанавливаются швартовочные узлы с требуемым промежутком под соответствующие грузы.

Для разгрузки и удобства погрузки габаритных грузов направляться механизировать грузовой трап (рампу) так, дабы он имел возможность останавливаться и стопориться в любом положении, и дабы обеспечивалась возможность транспортировки грузов на открытом заднем трапе.

Силовые элементы фюзеляжа по большей части изготавливаются из алюминиевых сплавов. В местах, подвергающихся нагреву, используется нержавеющая сталь и титан. Обтекатели силовой хвостовой трансмиссии и установки (расположенные сверху хвостовой балки) рационально делать из стеклопластика, усиленного армированными ребрами жесткости.

При формировании КСС каркасного агрегата нужно учитывать следующие главные положения:

— расстояние между силовыми поперечными элементами и размещение их на агрегате определяется местом приложения сосредоточенных сил, обычных к оси агрегата;
— все сосредоточенные силы, приложенные к элементам каркаса, должны быть переданы и распределены на обшивку, через которую они в большинстве случаев и уравновешиваются вторыми силами;
— сосредоточенные силы должны восприниматься элементами каркаса, направленными параллельно силе, — через лонжероны и стрингеры, а силы, действующие поперек данных агрегатов, — соответственно шпангоутами либо нервюрами;
— сосредоточенные силы, направленные под углом к оси агрегата, должны передаваться на обшивку через продольные и поперечные силовые элементы. Вектор силы обязан проходить через точку пересечения осей жесткости данных элементов;
— вырезы в каркасном агрегате должны иметь по собственному периметру компенсаторы в виде усиленных поясов продольных и поперечных элементов.

Наличие вырезов силовой конструкции фюзеляжа, резкие переходы от одной конфигурации к второй и территории приложения громадных сосредоточенных сил (т. и. «нерегулярные территории») оказывают значительное влияние на характер и распределение силового потока напряжений, что подобен полю скорости жидкости в области местных сопротивлений.

Концентрация напряжений в элементах конструкции фюзеляжа, частота и амплитуда переменных напряжений являются определяющими параметрами при ответе крайне важной неприятности создания высокоресурсного фюзеляжа.

Решать задачу, связанную с конструированием фюзеляжа, возможно следующими методами:

— разрабатывать КСС с учетом места приложения и анализа характера внешних эксплуатационных требований и сил, определяющих всякого рода вырезы (их размеры, места размещения на фюзеляже);
— использовать узкую (без моментную) обшивку, которая может терять устойчивость при краткосрочных громадных нагрузках без остаточной деформации;
— на базе эксплуатации и достаточного опыта производства обширно внедрять в практику конструирования каркасных агрегатов элементы, выполненных из КМ.

Окончательное формирование КСС фюзеляжа минимальной массы с заданным ресурсом осуществляется па основании анализа результатов экспериментальных изучений натурного каркаса на расчетные случаи нагружения силовых элементов с полной имитацией прилагаемых к фюзеляжу моментов и сил.

Смывка краски КраскиНет (удаление краски с фюзеляжа вертолета)

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: