КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШИРОКОФЮЗЕЛЯЖНЫХ САМОЛЕТОВ

Широкофюзеляжные самолеты отличают крупные габариты, вы­сокая надежность и экономичность в эксплуатации.

Для достижения высокой надежности и экономичности крупно­габаритных самолетов особое внимание уделялось технологии про­изводства и технологичности конструкций. Один из руководителей фирмы «Боинг» Д. Саттер заявил: «Достижения в области техноло­гии производства стимулировали усовершенствования конструкции с тех пор, как была начата эксплуатация первого поколения граж­данских самолетов».

Основные данные широкофюзеляжных самолетов США приво-. Дятся в табл. 2.1. В табл. 2.2 для сравнения приведена конструк­тивно-технологическая характеристика широкофюзеляжных само­летов США и европейского аэробуса А-300В.

Таблица 2.1 Основные характеристики широкофюзеляжных самолетов (базовые варианты) Показатель В-747 DC-10-10 L-1011 Длина самолета, м 70,5 55,5 54,0 Размах крыла, м 59,7 47,4 47,0 Высота самолета, м 19,3 17,7- 17,0 Диаметр фюзеляжа, м 6,5 6,0 5,9 Взлетный вес, тс 322 186 195 Посадочный вес, тс 256 150 162 Вес пустого самолета, тс 157 100 109 Число посадочных мест 366—490 270—380 272—400 Крейсерская скорость, км/ч 980 • 912 965 Дальность полета, км* 7400 5870 6300 Число и тип двигателей 4—ТРДД „ Пратт — Уитни" 3-ГТ9-Д 3-ТРДД „Дженерал электрик* CF6-6A 3-ТРДД .Роллс- Ройс РВ-211-22В Статическая тяга двигателя, кгс 19750 18140 19050 * С полной коммерческой нагрузкой н АНЗ

Для широкофюзеляжных самолетов США наиболее характерны следующие конструктивно-технологические особенности: неразъемная конструкция крыла; крупные габариты панелей крыла и фюзеляжа;

Конструктивно-технологическая характеристика зарубежных широкофюзеляжных самолетов

Кессон консоли Состоит из двух лонжеро — крыла нов, нервюр и обшивки, под­

крепленной стрингерами, длина отсека 26,6 м, ширина 7,3 м

Отсек загерметизирован под топливо (по две емкости в кры­ле), имеются лазы

Обшивка фрезерованная на постепенно уменьшающуюся толщину, непрерывная от корня до конца, подкреплена стринге­рами

Нижняя и верхняя обшив­ки — из алюминиевого сплава 7075-Т76. Стрингеры из алюми­ниевого сплава 7075 прессован­ные, приклепываются к обшивке крыла

Лонжероны состоят из пресс- сов энных уголковых полок и стеночного набора

Нервюры расставлены с ша­гом 600 мм, изготовлены из ли­стового металла и из отдель-

л.

Состоит из трех лон­жеронов, обшивки и нер­вюр. Передний и задний лонжероны идут от корня до кончика, а средний — от корня до пилона дви­гателя

Отсек загерметизирован под топливо Обшивка — монолит­ная, механически обрабо­танная, подкреплена стрингерами. Имеется по три панели вверху и вни­зу крыла. Две панели идут от корня до пилона, а третья — от пилона до кончика. В месте соедине­ния обшивок крепление осуществлено по обшив­ке и стрингерам Те панели, которые идут от корня до пилона, перед сборкой формуют­ся по профилю крыла, толщина панели у корня доходит до 25 мм Верхняя обшивка сде­лана из алюминиевого сплава с медью

Соединение сек — В отличие от обычного мето-

ций фюзеляжа да соединений (стыковки по концевым шпангоутам, скреп­ляемым болтами, которые рабо — ‘ • тают на растяжение) соедине­ние секций осуществлено по консольно висящим концам об­шивки и стрингеров Стрингеры склепываются

стрингерными перемычками,

а обшивка — клееными наклад­ками (внутренними или наруж­ными). Детали крепежа рабо­тают на срез

Фюзеляж расчленен на сек­ции по сечениям в середине оконных вырезов

Вырезы под окна окантованы приклепанными рамами

Стыковка секций — болтами

Фюзеляжная панель с отверстиями под окна фрезеруется с последую­щими приклеиванием дуб­леров и установкой кова­ных рам, прикрепленных болтами

Отверстие под дверь и вырез под остекление фо­наря усилены титановы­ми дублерами

Мощная килевая балка, связывающая по центру части фюзеляжа, ослаб­ленные вырезом под ко­лодцы главного шасси

‘ Балки пола пассажир­ской кабины — прессо­ванные, О-образного сече­ния (из алюминиевого сплава). Панели пола — сотовой конструкции со сроком службы не менее двух лет

Балка — из легкого сплава проходит ниже центроплана и соединяет переднюю и заднюю ча­сти фюзеляжа

Основные пути повышении ресурса’.

Рис. 2. 1. Типовая схема конструктивно-технологического обеспечения повышенного ресурса
силовых элементов широкофюзеляжных самолетов

большой удельный вес панелей сотовой клееной конструкции; применение листовых многослойных клееных конструкций; упрочнение всех силовых элементов; широкое использование титановых сплавов; относительно большой процент стеклопластиковых деталей; сборка предварительно напряженных конструкций; установка крепежных болтов с большим натягом, относительно «большое количество конических болтов.

Заслуживает внимания методика конструктивно-технологичес­кого обеспечения высокого ресурса силовых элементов широкофю — .зеляжных самолетов На рис. 2.1 приведена типовая схема осу­ществления этой методики, на рис. 2.2 — пример реализации этой ■схемы применительно к изготовлению кессона крыла самолета В-747.

Самолет В-747. Конструкцию самолета отличает широкое ис­пользование титана (более 3860 кг в планере) и слоистых панелей ■с сотовым заполнителем как из стеклопластика, так и из легких •сплавов. Панели с состовым заполнителем покрывают половину площади крыла и хвостового оперения.

На самолете применено 250 м2 панелей с сотовым заполнителем из алюминиевых сплавов, 350 м2 — из стеклопластика и 400 м2 — из полиамидной бумаги «Номекс».

Вся центральная секция фюзеляжа, сконструрированная и из — готовленная фирмой «Нортроп», имеет обычную конструкцию из шпангоутов и стрингеров с листовой обшивкой, усиленной сварными нли клепаными накладками. Вокруг дверей и фонаря кабины эки­пажа имеются титановые усиливающие панели.

Крыло самолета В-747 — цельное от корневой до концевой час­ти, без технологических разъемов. Обшивка нижней поверхности кессона и стрингеры изготовлены из сплава 2024, обшивка верхней поверхности, стрингеры, лонжероны и шпангоуты — из алюминие-

вого сплава 7075. Максимальные размеры панелей фюзеляжа 2,4х Хб,7 м, крыла 2,5Х30м. Длина стрингеров крыла до 32 м. Боль­шинство крепежных деталей диаметром более 6,4 мім представляет собой конические винты или болты.

При изготовлении крыла широко использованы панели с сото­вым заполнителем, в том числе и из стеклопластика. Панели с со­ловым заполнителем из алюминия используют для таких деталей и агрегатов, как интерцепторы, капоты, носок киля и хвостовые части

ЩИТКОВ.

Самым круглым узлом, выполненным из титана, является балка шасси, крепящаяся одним концом к шпангоуту центральной части ■фюзеляжа, а другим — к шарниру на заднем лонжероне крыла.

Хвостовое оперение представляет собой лонжеронно-стрингер — ную конструкцию из легкого сплава с обшивкой из слоистых пане­лей; поверхности управления состоят из обшивки с сотовым запол­нителем и нервюр из листа.

Основные стойки шасси изготовлены из модифицированной ста­ли 4340. Титановый сплав использован для изготовления высоко­прочных узлов и соединений, работающих на кручение.

Самолет DC-10. Крыло самолета DC-10 выполнено без разъе­мов. Оно представляет собой обычную двухлонжеронную конструк­цию крыла-бака с нервюрами и обшивкой из алюминиевых сплавов 2024 и 7075. Максимальный размер обшивок крыла 2,5×20 м тол­щиной от 12,7 до 3,2 мм.

Фюзеляж — обычной конструкции из шпангоутов и стрингеров с листовой обшивкой. Шпангоуты хвостовой части фюзеляжа из ка­таных и прессованных профилей, изготовленных из алюминиевых сплавов 2024 и 7075. Шпангоуты средней части фюзеляжа изготов-* лены из титанового сплава Ті—6 А1—4V. Из этого же сплава изго­товлены направляющие двухщелевых закрылков, предкрылок и бо­лее половины деталей крепежа (масса деталей из титановых спла­вов составляет 3% от массы конструкции).

Хвостовое оперение по конструкции аналогично крылу.

На самолете применено 100 м2 панелей с сотовым заполнителем из алюминиевых сплавов, 50 м2 — из стеклопластика и 300 м2 — с бумажным заполнителем «Номекс». Применен также бальзовый заполнитель.

Самолет L-1011. Одной из характерных особенностей самолета является широкое применение клеевых соединений. Фюзеляж само­лета представляет собой оболочку полумонококовой конструкции диаметром около 6 м. Клеевое соединение используется по всей длине герметизированной части (46 м) для присоединения усилива­ющих двойных и тройных накладок вокруг вырезов в обшивке. Вы­резы в обшивке окон в пассажирских салонах выполняют после пол­ного изготовления фюзеляжа, перед отправкой его на окончатель­ную сборку. Максимальный размер клееных панелей фюзеляжа 4,6X11,5 м толщиной от 0,8 до 12,7 мм. Обшивка и стрингеры под­держиваются шпангоутами из листового металла, расположенны­ми на расстоянии примерно 0,5 м друг от друга. Основной конст-

т———————————————————————-

‘;

рукционный материал — алюминиевый сплав 2024. Усиливающие ленты на панелях фюзеляжа выполнены из титанового сплава.

Крыло-бак кессонной конструкции, неразъемное по длине. Верх­няя и нижняя обшивка из алюминиевого сплава 7075. Длина меха­нически обрабатываемых панелей крыла — до 24,4 м, толщина — до 12,7 мм. Длина стрингеров— до 28 м.

Крепежные детали по крылу, хвостовому оперению и фюзеляжу устанавливаются с натягом, на жидком герметике.

На самолете применены 70 м2 панелей с сотовым заполнителем из алюминиевых сплавов, 50 м2 —из стеклопластика и 300 м2 — из бумаги «Номекс». Площадь клееных обшивок составляет 500 м2.