КОРПУС ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2002 года по МПК B64C1/36 

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в конструкциях корпусов летательных аппаратов, предназначенных для транспортировки крупногабаритных устройств или грузов на внешней подвеске.

Известна группа транспортных самолетов, предназначенных для перевозки крупногабаритных грузов снаружи фюзеляжа (например, а.с. 1775970). Указанные самолеты имеют устройства для крепления и транспортировки грузов снаружи фюзеляжа, выполненные в виде фермы и установленные на силовом полу грузовой кабины. В верхней обшивке фюзеляжа имеются вырезы, в которые с зазором к фюзеляжу выходят наружу оконечности ферм с узлами крепления грузов.

Недостатком таких самолетов является то, что устройство для крепления и транспортировки грузов, выполненное в виде фермы и размещенное во внутреннем грузовом отсеке фюзеляжа, заполняет поперечное сечение грузового отсека, препятствуя перемещению внутри него, и, соответственно, исключает возможность транспортировки грузов внутри грузовой кабины. Существенным недостатком является также наличие вырезов в верхней обшивке фюзеляжа, через которые проходят наружу оконечности ферм для крепления грузов. При деформации конструкции самолета от действия внешних нагрузок оконечности ферм перемещаются внутри вырезов, что существенно усложняет выполнение грузовой кабины герметичной, а совокупность вырезов и выступающих наружу из фюзеляжа такелажных ферм ухудшает аэродинамическое качество самолета. Кроме того, у самолетов такого типа вся нагрузка от закрепленного на внешней подвеске груза через ферму (т.е. через устройство для крепления груза) передается только на грузовой пол, что требует его усиления и ведет к увеличению веса самолета.

Известно также крепление килей (пилонов) с расположенным на них горизонтальным оперением к фюзеляжам самолетов посредством закрепления их лонжеронов к ободам усиленных шпангоутов (см., например, а.с. 1683269; М.П. Шульженко, "Конструкция самолетов, 1971 г., стр.175, рис.3.36; стр.195, рис. 4.12; стр.172, рис. 3.33).

Недостатком такого крепления является то, что всю нагрузку от киля (пилона) воспринимают усиленные шпангоуты и часть обшивки фюзеляжа, что требует их значительного усиления и, следовательно, ведет к увеличению веса самолета.

Известен самолет Е-3А AWAKS (см. "Итоги науки и техники". Авиастроение. Том 2. Современные самолеты США и стран Западной Европы. Часть 1. Автор Ю.П. Струков. Москва, 1976 г., стр.102, рис.82). Самолет содержит корпус, состоящий из фюзеляжа с силовыми шпангоутами и пилонами с установленным на них обтекателем радиолокационной станции, при этом лонжероны пилонов соединены с силовыми шпангоутами в их верхней части.

Такая конструкция корпуса самолета с креплением лонжеронов пилонов к верхней части силовых шпангоутов фюзеляжа приводит к утяжелению корпуса самолета, так как все силы от действующих на обтекатель РЛС нагрузок, приходящихся на силовые шпангоуты со стороны лонжеронов пилонов, воспринимаются изгибом шпангоутов, а само крепление рассчитывается на эти значительные силы, которые исчисляются десятками тонн. Силы с пилонов через шпангоуты передаются на борта фюзеляжа, дополнительно их нагружая, особенно между шпангоутами, к которым закреплены лонжероны пилонов. Недостатком такой конструкции кроме ее значительного веса является также и то, что мощные стыки лонжеронов пилонов со шпангоутами, которые являются сосредоточением значительных сил, способствуют снижению ресурса л.а.

Задачей изобретения является увеличение ресурса и снижение веса конструкции л.а. за счет распределения нагрузок и уменьшения количества элементов конструкции, работающих на изгиб.

Поставленная задача достигается тем, что в корпусе летательного аппарата, состоящего из фюзеляжа с пилонами, прикрепленными к нему симметрично плоскости XOY, пилоны простираются внутрь фюзеляжа, пересекают его, образуя в плоскости XOY балки на двух опорах с консолями и свободным проемом между ними внутри фюзеляжа, при этом консоли - наружные части пилонов, а опоры - узлы крепления внутренних частей пилонов к фюзеляжу в местах их пересечения. Кроме того, в корпусе летательного аппарата внутренние части пилонов соединены зашивками с бортами фюзеляжа.

По сравнению с известными техническими решениями предложенное отличается тем, что достигнуто существенное снижение веса конструкции л.а. за счет рационального и более краткого пути для передачи сил от пилонов на корпус л.а., что привело к уменьшению количества элементов конструкции корпуса, работающих на изгиб, и, следовательно, к повышению ресурса летательного аппарата. Таким образом, изобретение соответствует условию изобретательского уровня.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен корпус л.а.

Предлагаемая конструкция корпуса летательного аппарата содержит фюзеляж 1 и пилоны 2, простирающиеся внутрь фюзеляжа 1 и образующие консоли 3 и внутренние части 4. При этом внутренние части 4 пилонов 2 закреплены на фюзеляже 1 посредством узлов крепления 5 и 6, а, например, зашивки 7 соединяют торцы 8 и 9 внутренних частей 4 пилонов 2 с бортами фюзеляжа 1.

Работает предлагаемая конструкция следующим образом.

В полете или при взлете-посадке летательного аппарата на груз, закрепленный на консолях 3 пилонов 2, действуют аэродинамические и инерционные нагрузки, которые вызывают силы и моменты, действующие в элементах конструкции фюзеляжа 1 и пилонов 2. Наиболее значительным является момент Мz, вызываемый аэродинамическими нагрузками, воздействующими на груз, установленный на консолях 3 пилонов 2 в полетных случаях, а также инерционными силами, действующими на груз во взлетно-посадочных случаях, в том числе и в случае аварийной посадки. Значительная часть сил +Р_у и -Р_у, возникающих от момента Мz и действующих на торцах 8, 9, воспринимается сдвигом элементов конструкции внутренних частей 4 пилонов 2, и только незначительная часть сил Р_у передается через узлы крепления 5 и 6 на борта фюзеляжа 1. Зашивки 7, соединяющие торцы 8, 9 внутренних частей 4 пилонов 2 с бортами фюзеляжа 1, передают силы Р_у от пилонов 2 на борта фюзеляжа 1. Наличие зашивок 7 обуславливается величиной нагрузок, действующих на груз, установленный на пилонах 2, формой сечения фюзеляжа, компоновкой л.а. и другими факторами и не является обязательным для предлагаемой конструкции.

Таким образом, предложена конструкция, создающая наиболее рациональный и краткий путь для передачи сил от грузов, закрепленных на пилонах, на конструкцию корпуса летательного аппарата, что ведет к ощутимому снижению веса конструкции л. а., а уменьшение количества элементов конструкции, работающих на изгиб, способствует увеличению ресурса л.а. Кроме того, в мировой практике, как правило, под крепление грузов на внешней подвеске, например, обтекателей радиолокационных станций используют серийно строящиеся самолеты, а предлагаемая конструкция крепления пилонов к фюзеляжу корпуса л. а. позволяет использовать с минимальными доработками, т.е. без существенных изменений, имеющиеся в эксплуатации летательные аппараты для переоборудования под перевозку крупногабаритных грузов на внешней подвеске.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для транспортировки крупногабаритных грузов на внешней подвеске. На корпусе установлены пилоны. Пилоны пересекают корпус, простираясь внутрь, образуя в плоскости ХОY балки на двух опорах с консолями. Консоли - наружные части пилонов, а опоры - узлы крепления пилонов к корпусу в местах их пересечения. Изобретение направлено на снижение веса конструкции и уменьшение количества элементов, способствует увеличению ресурса летательного аппарата. 1 ил.

Корпус летательного аппарата с установленными на нем пилонами для внешней подвески, отличающийся тем, что пилоны пересекают корпус, простираясь внутрь его, образуя при этом балки на двух опорах с консолями, причем консоли - наружные части пилонов, а внутренние части пилонов соединены с бортами корпуса.