ЭЛЕМЕНТ ФЮЗЕЛЯЖА, СОДЕРЖАЩИЙ СЕКЦИЮ ФЮЗЕЛЯЖА И СРЕДСТВА СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК B64C1/06 B64C1/12 

Настоящее изобретение касается элемента фюзеляжа.

В частности, оно касается элемента фюзеляжа, содержащего секцию фюзеляжа и средства соединения, выполненные с возможностью соединения секции фюзеляжа со смежной секцией.

Фюзеляж летательного аппарата содержит, в частности, обшивку и элементы жесткости этой обшивки. Эти элементы жесткости расположены либо в продольном направлении (известные как стрингеры), либо в плоскости, поперечной к оси фюзеляжа (известные как шпангоуты).

Как правило, фюзеляж содержит несколько соединенных между собой секций фюзеляжа. Эти секции фюзеляжа собирают посредством соединений. Функцией этих соединений является, в частности, передача механических нагрузок между смежными секциями.

Как правило, фюзеляж, а также соединения имеют цилиндрическую форму, хотя можно предусмотреть и другие формы.

Существуют соединения, выполненные с возможностью обеспечения непрерывности стрингеров. Такие соединения описаны в документе FR 2910874.

Эти соединения содержат механические элементы соединения, такие как обечайки и накладки стрингеров. Обечайка позволяет соединить обшивки двух смежных секций, а накладки стрингеров позволяют соединить стрингеры или продольные элементы жесткости.

Пример такой конструкции показан на фиг.1. На этой фигуре показаны две смежных секции 1а, 1b фюзеляжа. Фюзеляж имеет цилиндрическую форму и содержит обшивку 3, а также шпангоут 4, расположенный в плоскости, поперечной к фюзеляжу, и стрингеры 5, расположенные в продольной плоскости. Между этими двумя цилиндрическими секциями 1а, 1b фюзеляжа на уровне шпангоута 4 расположено цилиндрическое соединение 6. Это соединение 6 содержит обечайку 7, расположенную на внутренней поверхности обшивки 3 фюзеляжа и соединяющую обшивки 3 двух секций 1а, 1b, а также накладки 8 стрингеров, расположенные соответственно на стрингерах 5 и соединяющие стрингеры 5 двух секций 1а, 1b.

Другие типы соединений не предназначены для обеспечения непрерывности стрингеров, то есть стрингеры одной секции фюзеляжа прерываются на уровне соединения и не соединены со стрингерами смежной секции.

Отсутствие непрерывности стрингеров на уровне соединений может создать проблемы локальной устойчивости, поскольку непрерывность стрингеров нарушена и в зоне перехода между шпангоутом и концами стрингеров возникают вторичные моменты сил. Так, например, при приложении усилия растяжения или сжатия в обшивке, а также в шпангоуте возникает напряжение, связанное с вторичными моментами.

В этом контексте шпангоут представляет собой более эффективную точку опоры, если он находится как можно ближе к точке прерывания стрингеров. За счет этого механическая нагрузка передается более эффективно между двумя смежными секциями фюзеляжа.

Таким образом, одно решение (показанное на фиг.2) состоит в добавлении соответственно небольших накладок 9 стрингеров, которые образуют перекрытие между концами 5е стрингеров 5 и подошвой 4а шпангоута 4 (то есть частью шпангоута 4, опирающейся на обшивку 3 фюзеляжа).

В решении, показанном на фиг.1, могут возникнуть трудности сборки, когда стрингеры 5, соединяемые посредством накладки 8 стрингера, не находятся идеально на одной линии между собой.

Что касается решения на фиг.2, то оно приводит к увеличению числа деталей, устанавливаемых во время сборки фюзеляжа. Следует отметить, что число деталей в данном случае в два раза превышает необходимое число, когда накладки стрингеров применяют в случае соединений с обеспечением непрерывности стрингеров.

Другое решение (показанное на фиг.3), применяемое с целью повышения способности соединения передавать усилие, состоит в использовании контр-накладки 10, соединяющей стрингеры 5. Кроме того, чтобы повысить устойчивость шпангоута 4, в эту конструкцию добавляют стабилизатор 40 шпангоута. В некоторых вариантах выполнения дополнительно к внутренней обечайке 7 можно добавить вторую обечайку 7b, располагаемую на наружной поверхности обшивки 3.

Однако, как и в предыдущем решении, число деталей увеличивается, что намного усложняет сборку, а также приводит к увеличению массы фюзеляжа.

Кроме того, в случае присутствия обечайки на наружной поверхности обшивки, это может привести к нарушению аэродинамики.

Кроме того, в этих различных вариантах присутствие внутренней обечайки приводит к удалению стрингеров от шпангоута, что ослабляет механическую конструкцию всего узла и, как было указано выше, вынуждает использовать накладки для обеспечения непрерывности этой конструкции.

Настоящее изобретение призвано решить вышеупомянутые проблемы и предложить элемент фюзеляжа, содержащий секцию фюзеляжа и элемент соединения между этой секцией и смежной секцией, позволяющий избежать нарушений аэродинамики на уровне элемента соединения и одновременно уменьшить сложность сборки и ограничить увеличение массы.

В этой связи первым объектом настоящего изобретения является элемент фюзеляжа, содержащий секцию фюзеляжа, содержащую обшивку, и средства соединения, выполненные с возможностью соединения обшивки упомянутой секции со смежной секцией, при этом упомянутая секция проходит вдоль продольной оси фюзеляжа, и обшивка содержит, по меньшей мере, первый участок, по меньшей мере, на одном конце упомянутой секции, при этом секция фюзеляжа содержит, по меньшей мере, один продольный элемент жесткости фюзеляжа, при этом элемент фюзеляжа отличается тем, что упомянутые средства соединения размещены в контакте с наружной поверхностью упомянутого первого участка обшивки, и тем, что элемент жесткости проходит частично на уровне средств соединения вдоль продольной оси (то есть соответствующие проекции элемента жесткости и средств соединения на продольную ось частично перекрывают друг друга).

Таким образом, учитывая расположение средств соединения на наружной поверхности обшивки фюзеляжа, элементы жесткости (на практике стрингеры) двух соседних секций могут быть приближены друг к другу, что позволяет получить хорошую механическую конструкцию даже без накладки. Следовательно, механическая нагрузка эффективно передается между двумя смежными секциями фюзеляжа, и устойчивость на уровне средств соединения повышается по сравнению с известными соединениями с прерыванием продольных элементов жесткости на уровне элемента соединения.

Кроме того, можно предусмотреть, чтобы обшивка содержала второй участок, который не находится в контакте со средствами соединения, и чтобы наружная поверхность упомянутого, по меньшей мере, первого участка обшивки была смещена в поперечном направлении в сторону продольной оси фюзеляжа по отношению к наружной поверхности второго участка обшивки таким образом, чтобы наружная поверхность упомянутых средств соединения располагалась на том же уровне, что и упомянутая наружная поверхность второго участка обшивки.

Таким образом, наружная поверхность фюзеляжа является гладкой, что позволяет избежать аэродинамических возмущений.

Кроме того, можно предусмотреть, чтобы секция фюзеляжа содержала шпангоут жесткости фюзеляжа, и в этом случае конец элемента жесткости может находиться рядом со шпангоутом. В этом случае предложенная выше конструкция дает дополнительное преимущество.

Шпангоут жесткости фюзеляжа может проходить в поперечной плоскости (и в дальнейшем будет называться просто шпангоутом) и содержать тело, проходящее в плоскости, поперечной к продольной оси фюзеляжа, и подошву, проходящую в продольной плоскости относительно продольной оси фюзеляжа.

Согласно возможному решению, средства соединения установлены на уровне упомянутого шпангоута жесткости.

Таким образом, за счет присутствия этого шпангоута жесткости на уровне средств соединения фюзеляж является устойчивым на уровне зоны соединения между двумя секциями фюзеляжа.

Согласно варианту выполнения, внутренняя поверхность средств соединения закреплена на упомянутой подошве упомянутого шпангоута жесткости.

Это позволяет, в частности, облегчить сборку двух секций фюзеляжа за счет предварительного соединения шпангоута со средствами соединения (на практике с обечайкой).

Согласно другому варианту выполнения, подошва шпангоута жесткости установлена на внутренней поверхности обшивки первого участка.

Это расположение шпангоута позволяет еще больше приблизить секцию фюзеляжа к смежной секции фюзеляжа. Обшивка двух смежных секций сближена, и механические нагрузки более эффективно передаются между секциями фюзеляжа.

Кроме того, когда элемент фюзеляжа собран со вторым элементом фюзеляжа при помощи средств соединения, сборка упрощается, поскольку шпангоут установлен на элементе фюзеляжа.

Кроме того, можно избежать отклонения позиционирования шпангоута на средствах соединения и, следовательно, уменьшить сумму поперечных допусков позиционирования средств соединения относительно секции фюзеляжа.

Согласно другому варианту выполнения, элемент фюзеляжа содержит венец, проходящий к продольной оси фюзеляжа в плоскости, поперечной к продольной оси фюзеляжа, и выполненный с возможностью крепления тела шпангоута жесткости.

В этом варианте выполнения шпангоут не содержит подошвы. За счет этого элемент фюзеляжа можно приблизить к смежному элементу фюзеляжа. Таким образом, соответственно приближают друг к другу обшивку и стрингеры двух секций, что обеспечивает более эффективную передачу механических нагрузок между секциями.

Кроме того, расположение шпангоута на венце, находящемся в плоскости, поперечной к продольной оси фюзеляжа, не влияет на поперечный допуск позиционирования средств соединения относительно секции фюзеляжа.

В варианте выполнения средства соединения содержат элемент соединения.

В другом варианте выполнения средства соединения содержат участок обшивки, находящийся на конце смежной секции фюзеляжа.

Вторым объектом настоящего изобретения является часть фюзеляжа, содержащая элемент фюзеляжа в соответствии с настоящим изобретением и вторую секцию фюзеляжа, соединенную с обшивкой секции фюзеляжа элемента фюзеляжа.

Согласно возможному решению, вторая секция проходит вдоль продольной оси фюзеляжа, и обшивка содержит, по меньшей мере, первый участок, по меньшей мере, на одном конце упомянутой секции, в контакте с элементом соединения, и второй участок, не находящийся в контакте с элементом соединения. Элемент соединения находится в контакте с наружной поверхностью упомянутого, по меньшей мере, первого участка обшивки, и наружная поверхность, по меньшей мере, первого участки обшивки смещена в поперечном направлении в сторону продольной оси фюзеляжа по отношению к наружной поверхности второго участка обшивки таким образом, чтобы наружная поверхность упомянутого элемента соединения находилась на том же уровне, что и упомянутая наружная поверхность второго участка обшивки.

Согласно другому возможному решению, вторая секция проходит вдоль продольной оси фюзеляжа, и обшивка содержит, по меньшей мере, первый участок, по меньшей мере, на одном конце секции, в контакте с первым участком первой секции.

Третьим объектом настоящего изобретения является фюзеляж летательного аппарата, содержащий, по меньшей мере, одну часть фюзеляжа в соответствии с настоящим изобретением.

Четвертым объектом настоящего изобретения является летательный аппарат, содержащий фюзеляж в соответствии с настоящим изобретением.

Эта часть фюзеляжа, этот фюзеляж летательного аппарата и этот летательный аппарат имеют отличительные признаки и преимущества, аналогичные представленным выше в связи с описанием элемента фюзеляжа.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичный вид части элемента фюзеляжа, соединенной со вторым элементом фюзеляжа, согласно известному техническому решению.

Фиг.2 - детальный вид элемента фюзеляжа согласно известному техническому решению.

Фиг.3 - схематичный вид части элемента фюзеляжа, соединенной со вторым элементом фюзеляжа, согласно известному техническому решению.

Фиг.4 - схематичный вид секций фюзеляжа летательного аппарата.

Фиг.5 - схематичный вид первого варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.6 - схематичный вид второго варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.7 - схематичный вид третьего варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.8 - схематичный вид четвертого варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.9 - схематичный вид пятого варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.10 - схематичный вид шестого варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.11 - схематичный вид седьмого варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг.12а, 12b и 12с - схематичный вид в продольном разрезе части элемента фюзеляжа, соединенной со вторым элементом фюзеляжа между двумя продольными элементами жесткости, согласно изобретению.

Фиг.13 - детальный вид фиг.12b.

На фиг.4 показаны несколько секций 1а, 1b фюзеляжа. Эти секции фюзеляжа соединены между собой и образуют фюзеляж летательного аппарата. Две секции 1а, 1b фюзеляжа соединены при помощи средств соединения (на фиг.4 не показаны), что будет описано ниже.

Секции фюзеляжа проходят вдоль продольной оси Х.

В данном случае секции фюзеляжа имеют цилиндрическую форму, и, следовательно, средства соединения имеют такую же форму.

Вместе с тем, секции фюзеляжа, а также средства соединения могут иметь другие формы.

Далее со ссылками на фиг.5 следует описание первого варианта выполнения настоящего изобретения.

На фиг.5 в продольном разрезе показана часть фюзеляжа. Следует отметить, что в продольном разрезе часть фюзеляжа содержит две симметричные между собой части относительно продольной оси Х фюзеляжа. На фиг.5 показана только одна часть в продольном разрезе.

Позицией 20 обозначено наружное пространство фюзеляжа (например, окружающий воздух), а позицией 21 обозначено внутреннее пространство фюзеляжа, то есть кабина летательного аппарата.

Первая секция 1а фюзеляжа соединена со второй секцией 1b фюзеляжа при помощи средств 6 соединения.

В этом варианте выполнения средства соединения представляют собой элемент 6 соединения. В данном случае элемент 6 соединения содержит обечайку 7а.

Для упрощения будет описана первая секция 1а фюзеляжа, поскольку вторая секция 1b является подобной.

Секция 1а фюзеляжа содержит обшивку 3а, элементы жесткости, проходящие в продольных плоскостях, или стрингеры 5а и элементы жесткости, которые проходят в поперечных плоскостях, или шпангоуты 4 (один из них показан на этой фигуре на уровне элемента 6 соединения).

Обшивка 3а секции 1а фюзеляжа содержит, по меньшей мере, первый участок 10, находящийся на конце секции 1а, и второй участок 11.

В данном случае показана часть каждой секции 1а, 1b. Таким образом, показан только один конец секций 1а, 1b. Не показанный на фигуре конец секции 1а, 1b может быть идентичным или не идентичным первому участку 10.

Первый участок 10 смещен в поперечном направлении в сторону внутреннего пространства 21 фюзеляжа относительно второго участка 11. Так, например, если фюзеляж имеет цилиндрическую форму, диаметр поперечного сечения первого участка 10 меньше диаметра поперечного сечения второго участка 11.

Например, но не ограничительно, диаметр первого участка 10 составляет 4000 мм, а диаметр второго участка равен 4008 мм.

Таким образом, первый участок 10 углублен внутрь фюзеляжа относительно второго участка 11. В варианте выполнения это позволяет обечайке 7а зайти в углубление таким образом, чтобы наружная поверхность 70 обечайки 7а находилась на таком же расстоянии от оси фюзеляжа, что и наружная поверхность 32 второго участка 11 секции. Следует отметить, что внутренняя поверхность 71 обечайки 7а находится в контакте с наружной поверхностью 30 обшивки 3а первого участка 10.

Согласно варианту, смещение между первым 10 и вторым 11 участками, то есть разность между диаметрами поперечных сечений первого и второго участков соответственно по существу подобна толщине обечайки (см. ниже).

Согласно второму варианту, толщина обечайки 7а меньше смещения между первым 10 и вторым 11 участками. В этом случае между обечайкой и обшивкой устанавливают другие элементы, в данном случае цилиндрической формы.

Таким образом, наружная поверхность фюзеляжа является сплошной и не создает аэродинамических возмущений.

Следует отметить, что обечайка 7а находится в контакте с наружной поверхностью 30 первого участка 30, причем этот контакт может быть прямым (то есть между ними нет других элементов) или опосредованным (то есть между ними установлены другие элементы).

Как было указано выше, чтобы соединить первую 1а и вторую 1b секции, между двумя секциями 1а, 1b фюзеляжа располагают элемент 6 соединения. Этот элемент 6 соединения содержит обечайку 7а, расположенную в контакте с наружной поверхностью 30 обшивки 3а секции 1а и обшивки 3b второй секции 1b.

Таким образом, обшивка 3а первой секции 1а и обшивка 3b второй секции 1b соединены обечайкой 7а. Обечайка 7а обеспечивает механическую непрерывность между двумя смежными секциями 1а, 1b.

Следовательно, механическая нагрузка, испытываемая обшивкой 3а первой секции 1а, передается на обшивку 3b второй секции 1b через обечайку 7а. При этом фюзеляж является устойчивым на уровне элемента 6а соединения при данном уровне нагрузок.

Устойчивость существенно улучшилась по сравнению с соединением с прерыванием стрингеров на уровне элемента соединения и с внутренней обечайкой.

Кроме того, поскольку обечайка 7а расположена в контакте с наружной поверхностью 30 обшивки 3а, 3b секций 1а, 1b фюзеляжа, концы секций фюзеляжа можно приблизить друг к другу.

Следовательно, обшивка 3а, 3b и стрингеры 5а, 5b двух смежных секций 1а, 1b разделены только описанным ниже шпангоутом и находятся ближе друг к другу, чем в известном решении. Передача механических нагрузок между смежными секциями является более эффективной.

Например, но не ограничительно, обечайка 7а перекрыта стрингерами 5а, 5b примерно на 80% своей длины. Примерно 40% приходится на первый стрингер 5а и 40% - на второй стрингер 5b.

В этом примере элемент 6 соединения расположен на уровне шпангоута 4.

Таким образом, механические нагрузки, передаваемые между двумя секциями 3а, 3b фюзеляжа, распределяются между обечайкой 7а и шпангоутом 4. Следовательно, устойчивость на уровне соединения 6 улучшилась.

В данном случае шпангоут 4 содержит, в частности, подошву 4а и тело 4b. Подошва 4а соответствует части шпангоута 4, которая проходит в продольной плоскости, а тело 4b - части, которая проходит в поперечной плоскости.

В этом примере подошва 4а закреплена на внутренней поверхности обечайки 7а.

Вместе с тем, подошва 4а шпангоута 4 может быть закреплена на внутренней поверхности 31а, 31b обшивки 3а, 3b одной из секций 1а, 1b.

Углубление первого участка 10 секций 1а, 1b относительно второго участка 11 можно осуществить разными способами, в частности, в зависимости от материала, из которого изготовлен фюзеляж.

Это будет подробнее описано ниже со ссылками на фиг.12а, 12b, 12с и 13.

На фиг.6 показан второй вариант выполнения. Концепция этого варианта идентична варианту выполнения, показанному на фиг.5.

Так, обечайка 7' соединяет обшивку 3a', 3b' двух секций 1а', 1b', и подошва 4a' шпангоута 4' закреплена на внутренней поверхности 71' обечайки 7'.

В этом варианте выполнения обечайка 7' имеет выпуклую внутреннюю поверхность 71', которая не параллельна продольной оси Х фюзеляжа.

В этом варианте выполнения обечайка 7' имеет конусную форму и позволяет иметь меньше неровностей на обшивке фюзеляжа. Таким образом, возмущения являются менее значительными.

Кроме того, конусная форма позволяет облегчить сборку двух смежных секций 1а', 1b'.

Так, например, на первом этапе обечайку 7' соединяют с концом одной из секций фюзеляжа (например, первой секции 1а'). На втором этапе соединяют вторую секцию 1b', корректируя положение вдоль обечайки 7' (по продольной оси Х) таким образом, чтобы наружные поверхности обшивки 3а', 3b' секций 1а', 1b' находились на одном уровне.

Таким образом, можно компенсировать радиальные зазоры, существующие между обечайкой 7' и обшивкой фюзеляжа.

Этот вариант выполнения, как и предыдущий вариант, позволяет располагать стрингеры 5а', 5b' двух секций 1а', 1b' близко друг к другу и, следовательно, близко к шпангоуту 4'. Таким образом, механические нагрузки эффективно передаются между двумя секциями 1а', 1b'.

На фиг.7 показан третий вариант выполнения. Концепция этого варианта выполнения идентична концепциям вариантов выполнения, показанных на фиг.5 и 6.

В этом варианте выполнения обшивка 3” первой секции 1a” продолжена в продольном направлении таким образом, чтобы закрепить шпангоут 4” на обшивке 3a” посредством его подошвы 4a”.

Таким образом, можно уменьшить расстояние между секцией 1a” и смежной секцией 1b”, что делает фюзеляж более устойчивым на уровне соединения 6”.

Действительно, обшивка 3a”, 3b”, а также стрингеры 5a”, 5b” двух секций 1a”, 1b” приближены друг к другу.

Кроме того, поскольку шпангоут 4” закреплен на первой секции 1” заранее, то во время сборки двух смежных секций 1a”, 1b” в поперечном направлении можно крепить на один элемент меньше. Это позволяет избежать введения поперечного допуска позиционирования шпангоута 4” на уровне соединения.

На фиг.8 показан четвертый вариант выполнения. Концепция этого варианта выполнения идентична вариантам выполнения, показанным на фиг.5, 6 и 7.

В этом варианте выполнения элемент 6”' соединения содержит венец 72, выполненный как одна деталь с обечайкой 7”'. Венец 72 проходит в плоскости, поперечной к обечайке 7”' (или поперечной к продольной оси Х фюзеляжа), в сторону внутреннего пространства 21 фюзеляжа.

В этом примере шпангоут 4”' (который не имеет подошвы) закреплен своим телом 4b”' на венце 72. Таким образом, этот венец 72 содержит средства крепления (на фигуре не показаны), например, такие как средства защелкивания.

Благодаря креплению шпангоута 4”' на венце 72 обечайки 7”', избегают поперечного допуска позиционирования шпангоута 4”' на элементе 6”' соединения.

Кроме того, за счет отсутствия подошвы в шпангоуте 4”' стрингеры 5a”', 5b”' двух секций 1a”', 1b”' очень приближены друг к другу.

Далее со ссылками на фиг.9 следует описание пятого варианта выполнения.

Как и в предыдущих вариантах выполнения, обшивка 300а первой секции 100а фюзеляжа содержит первый участок 100, находящийся на конце первой секции 100а, и второй участок 110. Точно так же, первый участок 100 смещен в сторону внутреннего пространства 21 фюзеляжа относительно второго участка 110.

В этом варианте выполнения средства 6а соединения содержат участок смежной секции 100b фюзеляжа.

Так, в этом варианте выполнения обшивка 300b второй секции 100b фюзеляжа заходит в углубление, образованное первым участком 100 первой секции 100а, где обшивки 300а, 300b скрепляют друг с другом.

В этом варианте выполнения шпангоут 40 закреплен на внутренней поверхности 310а первого участка 100 обшивки 300а первой секции 100а фюзеляжа.

Вместе с тем, шпангоут 40 может быть закреплен и на внутренней поверхности 310b обшивки 300b второй секции 100b фюзеляжа.

Преимуществом этой конфигурации является возможность максимального сближения обшивок 300а, 300b двух секций 100a, 100b фюзеляжа, поскольку они находятся в контакте. Кроме того, стрингеры 50a, 50b приближены к шпангоуту 40, как и в предыдущих примерах.

Следовательно, устойчивость фюзеляжа на уровне соединения 6а улучшилась.

Как было указано выше, это улучшает механическое поведение фюзеляжа на уровне соединения, то есть передача механических нагрузок является эффективной.

Кроме того, число деталей, соединяемых во время сборки двух секций 100a, 100b, уменьшилось и, следовательно, сократилось время сборки.

Так же, как и в случае использования обечайки в элементе соединения, поскольку наружная поверхность фюзеляжа является сплошной, нарушения аэродинамики оказываются устраненными.

На фиг.10 показан шестой вариант выполнения, близкий к варианту выполнения, показанному на фиг.6, но для случая элемента соединения, содержащего участок смежной секции фюзеляжа.

В данном случае концы первой 100a' и второй 100b' секций фюзеляжа имеют соответствующую друг другу конусную форму. Так, в этом примере конец первой секции 100а' изогнут в сторону внутреннего пространства 21 фюзеляжа (внешняя конусная форма), и толщина обшивки, находящейся на конце второй секции 100b' фюзеляжа, уменьшается по мере приближения к концу (внутренняя конусная форма). Снаружи конец второй секции 100b' имеет цилиндрическую форму.

Преимущества этого варианта выполнения соответствуют преимуществам предыдущего варианта выполнения и варианта, описанного со ссылками на фиг.6.

На фиг.11 показан седьмой вариант выполнения, в котором элемент соединения содержит участок смежной секции фюзеляжа.

В данном случае шпангоут 40” является плавающим шпангоутом, который крепят на внутренней поверхности 310b” обшивки 300b” второй секции 100b” фюзеляжа при помощи соединительной детали 42”, называемой «клипсом».

В варианте шпангоут 40” можно закрепить на внутренней поверхности 310a” обшивки 300a” первой секции 100a” фюзеляжа.

Этот вариант выполнения имеет преимущества четвертого варианта (фиг.8) выполнения.

Кроме того, конец продольных элементов жесткости или стрингеров второй секции 100b” находится еще ближе к концу другой секции 100a” фюзеляжа, например, по сравнению с пятым вариантом выполнения (фиг.9).

Разумеется, элемент соединения может содержать обечайку вместо участка смежной секции фюзеляжа. В этом случае плавающий шпангоут 40” можно закрепить на обечайке или на внутренней поверхности обшивки одной из секций.

В этом варианте выполнения концы секций фюзеляжа могут иметь соответствующую друг другу конусную форму, как в варианте выполнения, показанном на фиг.10.

Далее следует описание выполнения углубления посредством механической обработки первого участка секций фюзеляжа относительно второго участка.

Так, например, если фюзеляж является металлическим, углубление выполняют посредством механической обработки. Полученный в результате этой обработки фюзеляж показан на фиг.12а.

Необходимо отметить, что для выполнения углубления в металлическом фюзеляже необходимо использовать панель большой толщины. Конец секции фюзеляжа можно также выполнить посредством локальной деформации обшивки (фиг.12с).

Например, если фюзеляж выполнен из композитного материала, углубление выполняют посредством усиления и ослабления слоев (фюзеляж, полученный по такой технологии, показан на фиг.12b) или посредством выдавливания за счет локальной деформации обшивки (фюзеляж, полученный по такой технологии, показан на фиг.12с). Следует отметить, что полученный концевой профиль аналогичен для металлического или композитного фюзеляжа в случае локальной деформации обшивки (фиг.12с).

В двух последних случаях зазоры А, А', появляющиеся во время выполнения углубления, могут меняться в зависимости от зоны фюзеляжа и от характеристик инструментов, применяемых для выполнения углубления.

Эти зазоры А, А', которые могут привести к нарушению аэродинамики, следует максимально уменьшать, например, заполняя их мастикой или добавляя в них вставки 12 (показаны на фиг.12b).

Наклон обшивки 3 фюзеляжа между первым 10 и вторым 11 участками фюзеляжа может иметь одинаковые или разные значения внутри 21 и снаружи 20 фюзеляжа.

В случае фюзеляжа, показанного на фиг.12с, разрывы i, ii приводят к возникновению моментов сил. Чтобы свести к минимуму эти моменты, используют фюзеляж, показанный на фиг.12b.

На фиг.13 показан детальный вид части фюзеляжа, показанного на фиг.12b.

Этот участок фюзеляжа содержит три зоны. Первая зона или типовая зона Z1 соответствует второму участку 11 обшивки 3а первой секции 1а фюзеляжа.

Вторая зона или соединительная зона Z2 соответствует первому участку 10 обшивки 3а первой секции 1а фюзеляжа.

Наконец, третья зона или переходная зона Z3 находится между двумя предыдущими зонами Z1, Z2.

В этой технологии между слоями Р2 (сплошные линии), присутствующими в типовой зоне Z1, вставляют промежуточные слои Р1 (пунктирные линии), чередуя их, чтобы соблюдать правила укладки.

Слои проходят в продольном направлении и образуют обшивку 3 фюзеляжа.

Слои Р2 типовой зоны Z1 являются сплошными до конца секции 1а фюзеляжа.

Например, но не ограничительно, в переходной зоне Z3 вставляют 26 промежуточных слоев Р1, которые проходят до конца секции, и в переходной зоне Z3 вставляют 26 других промежуточных слоев Р1, которые присутствуют только в этой зоне. Эти промежуточные слои Р1 являются концентричными и по существу параллельными между собой. Их вставляют для усиления обшивки.

Например, наклон обшивки внутрь 21 фюзеляжа (наклон х1) имеет значение 10%, а наклон обшивки наружу 20 фюзеляжа (наклон х2) имеет значение 20%.

Разумеется, число слоев и значения наклона могут меняться в зависимости от вариантов выполнения. Действительно, эти технологии развиваются очень быстро, и, следовательно, со временем эти значения могут очень быстро меняться.

Таким образом, благодаря настоящему изобретению, можно собирать две смежные секции фюзеляжа при помощи средств соединения, обеспечивающих повышенную устойчивость.

Кроме того, средства соединения не соединяют стрингеры двух секций, что позволяет ограничить увеличение массы.

Кроме того, сборка упрощается, и, следовательно, сокращается время сборки.

Разумеется, в описанные выше примеры выполнения можно вносить различные изменения, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Так, например, как уже было указано выше, формы фюзеляжа могут быть другими.

Изобретение относится к элементу фюзеляжа летательного аппарата (ЛА), содержащего секцию фюзеляжа и средства соединения для соединения со смежной секцией. Элемент фюзеляжа содержит секцию, содержащую обшивку и средства соединения со смежной секцией. Обшивка содержит первый участок на одном конце секции. При этом секция фюзеляжа содержит продольный элемент жесткости фюзеляжа. Средства соединения содержат элемент соединения, предназначенный для соединения секции фюзеляжа со смежной секцией. Средства соединения размещены в контакте с наружной поверхностью первого участка обшивки. При этом продольный элемент жесткости представляет собой стрингер, который проходит частично на уровне средств соединения вдоль продольной оси. Достигается исключение нарушений аэродинамики на уровне элемента соединения, снижение сложности сборки и массы, эффективная передача механической нагрузки между двумя смежными секциями, повышение устойчивости на уровне средств соединения. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Элемент фюзеляжа, содержащий секцию (1а, 1а', 1а'', 1а''', 100а, 100а') фюзеляжа, содержащую обшивку (3а, 3а', 3а'', 3а''', 300а), и средства (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения, выполненные с возможностью соединения обшивки упомянутой секции (1а, 1а', 1а'', 1а''', 100а, 100а') со смежной секцией (1b, 1b', 1b'', 1b'''), при этом упомянутая секция (1а, 1а', 1а'', 1а''') проходит вдоль продольной оси (X) фюзеляжа, и обшивка (3а, 3а', 3а'', 3а''', 300а) содержит по меньшей мере первый участок (10, 100) по меньшей мере на одном конце упомянутой секции (1а, 1а', 1а'', 1а''', 100а, 100а'), при этом секция (1а, 1а', 1а'', 1а''', 100а, 100а') фюзеляжа содержит по меньшей мере один продольный элемент (5а, 5а', 5а'', 5а''', 50а') жесткости фюзеляжа, причем средства (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения содержат элемент (7а, 7', 7'', 7''') соединения, предназначенный для соединения упомянутой секции фюзеляжа с упомянутой смежной секцией, при этом элемент фюзеляжа отличается тем, что упомянутые средства (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения размещены в контакте с наружной поверхностью (30) упомянутого первого участка (10, 100) обшивки (3а, 3а', 3а'', 3а''', 300а, 300а'), и тем, что продольный элемент (5а, 5а', 5а'', 5а''', 50а') жесткости представляет собой стрингер, который проходит частично на уровне средств (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения вдоль продольной оси (X).

2. Элемент фюзеляжа по п.1, отличающийся тем, что обшивка содержит второй участок (11, 110), который не находится в контакте со средствами соединения, и тем, что наружная поверхность (30) упомянутого по меньшей мере первого участка (10, 100) обшивки (3а, 3а', 3а'', 3а''', 300а, 300а') смещена в поперечном направлении в сторону продольной оси (X) фюзеляжа по отношению к наружной поверхности (32) второго участка (11, 110) обшивки (3а, 3а', 3а'', 3а''', 300а, 300а') таким образом, чтобы наружная поверхность (70) упомянутых средств (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения располагалась на том же уровне, что и упомянутая наружная поверхность (32) второго участка обшивки (3а, 3а', 3а'', 3а''', 300а, 300а').

3. Элемент фюзеляжа по п.1, отличающийся тем, что содержит шпангоут (4, 4', 4'', 4''', 40, 40') жесткости фюзеляжа.

4. Элемент фюзеляжа по п.2, отличающийся тем, что содержит шпангоут (4, 4', 4'', 4''', 40, 40') жесткости фюзеляжа.

5. Элемент фюзеляжа по п.3, отличающийся тем, что конец элемента (5а, 5а', 5а'', 5а''', 50а') жесткости находится рядом со шпангоутом (4, 4', 4'', 4''', 40, 40').

6. Элемент фюзеляжа по п.4, отличающийся тем, что конец элемента (5а, 5а', 5а'', 5а''', 50а') жесткости находится рядом со шпангоутом (4, 4', 4'', 4''', 40, 40').

7. Элемент фюзеляжа по п.3, отличающийся тем, что шпангоут (4, 4', 4'', 4''', 40, 40') жесткости фюзеляжа содержит тело (4b, 4b', 4b'', 4b'''), проходящее в плоскости, поперечной к продольной оси (X) фюзеляжа, и подошву (4а, 4а', 4а''), проходящую в продольной плоскости относительно продольной оси (X) фюзеляжа.

8. Элемент фюзеляжа по п.4, отличающийся тем, что шпангоут (4, 4', 4'', 4''', 40, 40') жесткости фюзеляжа содержит тело (4b, 4b', 4b'', 4b'''), проходящее в плоскости, поперечной к продольной оси (X) фюзеляжа, и подошву (4а, 4а', 4а''), проходящую в продольной плоскости относительно продольной оси (X) фюзеляжа.

9. Элемент фюзеляжа по п.5, отличающийся тем, что шпангоут (4, 4', 4'', 4''', 40, 40') жесткости фюзеляжа содержит тело (4b, 4b', 4b'', 4b'''), проходящее в плоскости, поперечной к продольной оси (X) фюзеляжа, и подошву (4а, 4а', 4а''), проходящую в продольной плоскости относительно продольной оси (X) фюзеляжа.

10. Элемент фюзеляжа по п.6, отличающийся тем, что шпангоут (4, 4', 4'', 4''', 40, 40') жесткости фюзеляжа содержит тело (4b, 4b', 4b'', 4b'''), проходящее в плоскости, поперечной к продольной оси (X) фюзеляжа, и подошву (4а, 4а', 4а''), проходящую в продольной плоскости относительно продольной оси (X) фюзеляжа.

11. Элемент фюзеляжа по п.7, отличающийся тем, что внутренняя поверхность (71, 71') упомянутых средств (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения закреплена на упомянутой подошве (4а, 4а') упомянутого шпангоута (4, 4', 40'') жесткости.

12. Элемент фюзеляжа по п.8, отличающийся тем, что внутренняя поверхность (71, 71') упомянутых средств (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения закреплена на упомянутой подошве (4а, 4а') упомянутого шпангоута (4, 4', 40'') жесткости.

13. Элемент фюзеляжа по п.1, отличающийся тем, что упомянутые средства (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения содержат участок (300b, 300b'') обшивки, находящийся на конце упомянутой смежной секции фюзеляжа.

14. Элемент фюзеляжа по одному из пп.2-12, отличающийся тем, что упомянутые средства (6а, 6, 6', 6'', 6''') соединения содержат участок (300b, 300b'') обшивки, находящийся на конце упомянутой смежной секции фюзеляжа.

15. Часть фюзеляжа, отличающаяся тем, что содержит элемент фюзеляжа по одному из пп.1-14 и вторую смежную секцию (1b, 1b', 1b'', 1b''') фюзеляжа, при этом обшивка (3b, 3b', 3b'', 3b''') второй секции (1b, 1b', 1b'', 1b''') фюзеляжа соединена с обшивкой (3а, 3а', 3а'', 3а''') секции (1а, 1а', 1а'', 1а''') фюзеляжа упомянутого элемента фюзеляжа.

16. Летательный аппарат, отличающийся тем, что содержит часть фюзеляжа по п.15.