Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ. ФЮЗЕЛЯЖ
Посмотреть оригинал

НАЗНАЧЕНИЕ ФЮЗЕЛЯЖА И ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

В корпусе летательного аппарата размещаются экипаж, система управления, до 70—80% полезной нагрузки, топливо, двигатели и другие агрегаты и грузы, определяемые его назначением. В силовом отношении корпус представляет базу, к которой крепятся крыло, оперение, шасси. В зависимости от назначения и конструктивного исполнения летательного аппарата его корпус (рис. 1.1) может быть выполнен в виде фюзеляжа, лодки, гондолы и даже крыла (у самолетов схемы «летающее крыло»).

Требования, предъявляемые к фюзеляжу:

  • • аэродинамические — совершенство форм, отсутствие углов и выступов, открытых щелей и отверстий, минимальное увеличение лобового сопротивления за счет интерференции с присоединяемыми частями планера, гладкость поверхности, создание подъемной силы;
  • • конструктивные — прочность, живучесть, жесткость и минимальный вес конструкции;
  • • эксплуатационные — максимальное использование внутренних объемов и механизации, простота монтажа, доступность для осмотра и обслуживания всех частей, легкость ремонта, высокая степень тепло- и звукоизоляции, обеспечение помещений для пассажиров и экипажа вентиляцией и отоплением;
  • • производственно-экономические — простота изготовления и невысокая стоимость, обеспечение высокой технологичности при изготовлении и ремонте;
  • • тактические — удобство размещения экипажа, пассажиров и оборудования, достаточно хороший обзор и обстрел (для военных самолетов) передней и задней полусфер, эффективная защита жизненно важных частей, минимальные моменты

б инерции и изменение центровки летательного аппарата за счет размещения и использования грузов и топлива.

Рост скорости полета самолетов сопровождается увеличением удельной нагрузки на крыло, уменьшением его площади (SKp) и относительным увеличением размеров фюзеляжа, поэтому у современных самолетов до 50% аэродинамического сопротивления и до 40% веса планера приходится на фюзеляж.

Схемы фюзеляжей самолетов

Рис. 1.1. Схемы фюзеляжей самолетов:

а — гондола; б — классическая; в — «летающее крыло»; г — «бесхвостка»; <3 — лодка (гидросамолет)

Совершенствование внешних форм фюзеляжа прежде всего шло по пути придания ему более обтекаемых очертаний: фонари, турельные установки вписывались в его контур, а поверхность все более тщательно отделывалась, устранялись щели, фюзеляж герметизировался. Уменьшение вредного сопротивления достигалось приданием фюзеляжу оживальной, сигарообразной формы, а мидель (максимальное поперечное сечение) уменьшался, насколько это возможно по условиям компоновки грузов, агрегатов и экипажа. Из аэродинамических соображений оптимальное удлинение фюзеляжа (X) определяется минимумом полного аэродинамического сопротивления. На дозвуковых скоростях — это главным образом сопротивление трения и давления (профильное сопротивление), а на сверхзвуковых сумма волнового сопротивления и сопротивления трения. Для сверхзвуковых самолетов особое значение приобретает удлинение носовой части (Ан ч), так как на волновое сопротивление главное влияние оказывает форма передней части фюзеляжа.

По статистике, удлинения фюзеляжей имеют следующие значения:

Дозвуковые самолеты

Сверхзвуковые самолеты

Легкие

^•ф

^Н.Ч

^?Ф

^Н.Ч

6...7

1,2...1,5

7...10

4...5

Тяжелые

8...9(М 0,7)

1,7...2,0

16...20

5...6

10... 13 (М 0,9)

1,7...2,0

16...20

5...6

Аэродинамическое качество самолета существенно снижается с увеличением относительной площади миделевого сечения мид), поэтому для получения заданных объемов для размещения экипажа, грузов у сверхзвуковых самолетов приходится увеличить длину фюзеляжа (L^) и плечо горизонтального оперения (Lro). Практикой самолетостроения выработаны следующие величины сечений (Дмвд):

  • • легкие самолеты 1,0... 1,7 м2;
  • • истребители с ТРД 1,3...5,0 м2;
  • • самолеты средней дальности 3,0...4,0 м2;
  • • дальние (межконтинентальные) 6,0... 12 м2;
  • • военно-транспортные и аэробусы 6,0...50 м2.

Форма поперечного сечения фюзеляжа может быть самой разнообразной — от круглой, прямоугольной и эллиптической до сечений, образованных дугами окружностей разного диаметра, и других очертаний (рис. 1.2).

Типовые формы поперечных сечений фюзеляжей

Рис. 1.2. Типовые формы поперечных сечений фюзеляжей

Круглое сечение выгодно с аэродинамической точки зрения и для кабин с большим избыточным давлением, прямоугольное, квадратное и близкие к ним — для грузопассажирских и военно-транспортных машин, так как более рационально используются внутренние объемы.

Если форма поперечного сечения заметно не влияет на лобовое сопротивление (Qx) самолета, то распределение площадей поперечного сечения по длине, особенно в области трансзвуковых скоростей, влияет очень сильно и определяется взаимным влиянием крыла и фюзеляжа (сопротивлением интерференции).

С целью уменьшения интерференции планер трансзвуковых и сверхзвуковых самолетов проектируют с учетом «правила площадей». Суть этого правила состоит в том, что закон изменения площади поперечного сечения самолета по длине должен быть подобен закону изменения сечения тела минимального лобового сопротивления.

Конструктивно это оформляется таким образом. На участках, где расположены крыло, гондолы, оперение, фюзеляж «поджимают» — выполняют меньшего размера, а места переходов закрывают «зализами».

«Поджатие» фюзеляжа дает максимальный эффект при М = = 0,95...1,05, когда сопротивление уменьшается на 60...80%. При дальнейшем увеличении скорости полета эффект уменьшается, и при М = 1,7...2,0 он уже незначителен.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы