Конструктивно-силовая компоновка самолета

Конструктивно-силовая компоновка самолета имеет целью разработку конструктивно-силовых схем (КСС) как самолета в целом, так и его отдельных агрегатов, которые обеспечивали бы:

· минимальный вес конструкции (минимальное число силовых элементов);

· органичное сочетание силовых элементов внутри конфигурации и агрегатов размещаемых снаружи;

· учет требований эксплуатационной и производственной технологичности;

· необходимую прочность и жесткость конструкции с целью увеличения критической скорости аэроупругих явлений;

· получение требуемого ресурса и безопасности при локальных разрушениях конструкции (усталостных и боевых).

Для того, чтобы удовлетворить этим требованиям необходимо выполнять следующие конструктивные рекомендации (рис. 3.14):

· максимально использовать разгрузку агрегатов в полете (например, располагая кессон-баки в крыле с целью снижения действующего на него в полете изгибающего момента);

· использовать прямолинейные и короткие силовые цепочки (например, пропускать центроплан крыла сквозь фюзеляж или заменить в треугольном крыле лонжероны идущие «по проценту» лонжеронами перпендикулярными оси симметрии самолета);

· принимать действующие изгибающие и крутящие моменты на максимальной базе (для чего, например, центропланную балку, проходящую сквозь «интегральный» фюзеляж, можно выполнить с увеличенной строительной высотой);

· совмещать функции силовых элементов и добиваться, чтобы они полноценно работали в различных случаях нагружения (например, всего два усиленных шпангоута в хвостовой части фюзеляжа дозвукового пассажирского самолета могут выполнять функции основания для крепления лонжеронов киля, окантовки выреза переставного ГО, базы для крепления узла вращения переставного ГО, базы для крепления привода ГО);

· необходимо, по возможности, совмещать технологические и эксплуатационные разъемы, а также конструктивные (компоновочные) и эксплуатационные ниши и люки (технологический разъем хвостовой части фюзеляжа истребителя является одновременно и эксплуатационным, так как используется для замены двигателя; а в нише шасси располагаются агрегаты гидросистемы, требующие частого осмотра и обслуживания);

· люки и ниши в агрегатах следует выполнять в наименее нагруженных зонах, располагая их большей осью вдоль силового потока. Избегать расположения нескольких вырезов в одном сечении агрегата (например, в носовой части фюзеляжа ДПС избегать расположения в одном сечении ниши шасси, входной двери и люка загрузки буфета);

· конструктивно-силовые схемы отдельных агрегатов должны быть увязаны между собой (так, если для крыла принята кессонная конструктивно-силовая схема, то в фюзеляже обязательно должен присутствовать центроплан).

В процессе конструктивно-силовой компоновки самолета возможно частичное перемещение агрегатов для совмещения функций и уменьшения числа силовых элементов. Поэтому после завершения конструктивно-силовой компоновки необходима повторная центровка.

Результатом выполнения этапа «компоновка» является компоновочный чертеж самолета, состоящий из боковой и плановой проекций и ряда основных поперечных сечений. На основании разработанного компоновочного чертежа строится общий вид самолета (а не наоборот!). Пример общего вида самолета с минимальным числом необходимых для курсовой работы размеров и компоновочных сечений представлен в Приложении 3 к данному пособию..

Рис.3.14. Примеры формирования конструктивно-силовых схем самолета- истребителя (в) и самолета бизнес-класса (г). Стрелками указаны силовые элементы. См. также пример выполнения КР (Приложение 3)