ХВОСТОВАЯ БАЛКА САМОЛЕТА КАК СТРОИТЕЛЬНАЯ ОСНОВА ЕГО ХВОСТОВОЙ ЧАСТИ Российский патент 2023 года по МПК B64C1/26 B64C5/02 

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к хвостовой балке самолета военного назначения.

Хвостовая балка представляет собой агрегат, входящий в состав хвостовой части фюзеляжа. Хвостовая балка предназначена для крепления и передачи усилий с вертикального и горизонтального оперения, хвостовой части крыла, капотов и арок шпангоутов мотогондолы, переднего наружнего от плоскости симметрии самолета узла крепления двигателя на центроплан изделия. Так же, хвостовая балка вмещает топливным баком, на ней крепятся агрегаты топливной системы и системы кондиционирования воздуха, гидроприводы вертикального и горизонтального оперения.

Хвостовая балка в конструкции самолета должна удовлетворять требованиям прочности и жесткости, а также наименьшей массой.

Из патента RU 2270783, опублик. известна хвостовая часть транспортного самолета, содержащая силовой шпангоут фюзеляжа с узлом навески стабилизатора и узлом управления им.

Задачей заявленного изобретения является разработка прочной хвостовой балки самолета облегченной конструкции и высокой технологичности.

Изобретение обеспечивает снижение веса хвостовой части самолета, удобство эксплуатации при сборке самолета, высокую технологичность, прочность и жесткость хвостовой балки.

Технический результат достигается хвостовой балкой, представляющей собой кессон замкнутого сечения, образованный бортовой, мотогондольной стенкой, верхней и нижней панелями, объединенных в монолитную сварную конструкцию в виде короба, содержащей по меньшей мере, восемь шпангоутов 1-8, расположенных в направлении полета, и разнесенные по длине хвостовой балки, узлы навески горизонтального оперения, вертикального оперения, отъемной части крыла, силовой установки, при этом узел навески горизонтального оперения выполнен в виде проушин, расположенных на шпангоуте 1, узел навески вертикального оперения, расположен между шпангоутами 3 и 4 хвостовой балки и включает верхнюю и нижнюю опоры, на которые устанавливается полуось киля, узел навески отъемной части крыла, представляет собой шпангоуты 5-7, узел навески силовой установки расположен на мотогондольной стенке кессона хвостовой балки, и выполнен на вертикальной балке шпангоута 7.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой изображена хвостовая балка в изометрии.

На фиг. 1 используются следующие обозначения:

1 - 8 - шпангоуты,

9 - мотогондольная стенка,

10 - верхняя панель,

11 - герметичное пространство,

12 - торцевая часть.

Конструктивно-силовая схема хвостовой балки представляет собой кессон замкнутого сечения, образованный внешней бортовой стенкой, внутренней мотогондольной стенокой, верхней и нижней панелями, и имеющий узлы навески для следующих агрегатов: горизонтальное оперение, вертикальное оперение, отъемная часть крыла, силовая установка. При этом мотогондольная стенка одновременно является стенкой, образующей кессон хвостовой балки, и стенкой, образующей мотогондолу самолета. Бортовая стенка расположена по близости к теоретическому контуру самолет.

В процессе сборки кессона первоначально методом сварки соединяются мотогондольная стенка, бортовая стенка и верхняя панель, формируя пояс монолитного сварного короба. Все элементы пояса сварного короба кессона хвостовой балки, выполнены из титанового сплава ВТ-23. Нижняя панель является замыкающим звеном и устанавливается на механическом крепеже на пояс сварного короба. Нижняя панель выполнена из алюминиевого сплава В-95.

Для сборки сварного короба кессона хвостовой балки, в нижней панели предусмотрены люки, расположенные в зоне минимальных строительных высот хвостовой балки, а именно вдоль бортовой стенки. Крышки люков выполнены из алюминиевого сплава В-95, кроме одного люка, который образует герметичное пространство 11.

Кессон хвостовой балки имеет по меньшей мере восемь шпангоутов 1-8, расположенных в направлении полета.

В верхней части вертикальных балок шпангоутов 2, 3, 7 имеются технологические стыки типа «ухо-вилка» для соединения с отъемными верхними арками шпангоутов мотогондолы. В нижней части вертикальных балок шпангоутов 2, 3, 7 имеются технологические стыки типа «ухо-вилка» для соединения с отъемными нижними арками шпангоутов мотогондолы. Упомянутые стыки шпангоутов 2, 3, 7 предназначены для формирования мотогондолы самолета, включающей мотогондольную стенку, которая одновременно является стенкой кессона хвостовой балки и стенкой мотогондолы.

Кроме того, на нижней панели кессона хвостовой балки на механическом крепеже установлен контурный треугольник для соединения с нижними капотами мотогондолы.

Торцевая часть хвостовой балки соединяется с центропланом самолета, с помощью механического крепежа.

Силовые шпангоуты 1-4 интегрированы в конструкцию кессона хвостовой балки сваркой. Шпангоуты 1-4 выполнены из титанового сплава ВТ-23. Все элементы сварной части, интегрированные в короб кессона хвостовой балки, выполнены из титанового сплава ВТ-23.

Стенки шпангоутов 5-8 прикреплены к кессону хвостовой балки с помощью механического крепежа. Стенка шпангоута 5 бака выполнена из титанового сплава ВТ-23, а стенки шпангоутов 6-8 выполнены из алюминиевого сплава В-95.

Шпангоуты 3 и 4 имеют выступы, выходящие за контур верхней панели кессона хвостовой балки.

Хвостовая балка имеет узлы навески следующих агрегатов: горизонтальное оперение, вертикальное оперение, отъемная часть крыла, силовая установка. Узлы навески разнесены по длине хвостовой балки.

Узлы навески горизонтального оперения выполнены на шпангоуте 1 и представляет собой проушины, вынесенные за стенку шпангоута 1.

Узел навески вертикального оперения установлен между шпангоутами 3 и 4 кессона хвостовой балки и включает верхнюю и нижнюю опоры, на которые устанавливается полуось киля. Для установки верхней опоры вертикального оперения шпангоуты 3,4 имеют выступы, выходящие за контур верхней панели хвостовой балки.

Узел навески отъемной части крыла выполнен на шпангоутах 5-7. Шпангоуты 6 и 7 представляют собой шпангоуты, образующие соединение типа моментного узла. Шпангоут 5 представляет собой шпангоут, образующий соединение типа шарнирный узел. Узел навески отъемной части крыла расположен на бортовой стенке кессона хвостовой балки.

Узел навески силовой установки расположен по мотогондольной стенке и выполнен на вертикальной балке шпангоута 7.

Внутренне пространство хвостовой балки является топливным баком. Кессон топливного бака сформирован из внешней бортовой и внутренней мотогондольной стенок, верхней и нижней панелей. В средней части полости топливного бака между шпангоутами 4 и 5 образовано герметичное пространство 11, в которое не попадает топливо. Пространство 11 образовано между стенками шпангоутов 4 и 5. Все стенки образующие герметичное пространство выполнены из титанового сплава ВТ-23, для обеспечения высокой жаропрочности герметичного пространства. Герметичное пространство предназначено для размещения элементов системы воздушного охлаждения и системы кондиционирования воздуха.

Люки, расположенные в нижней панели кессона предназначены также для доступа к элементам топливного бака.

Предложенная хвостовая балка имеет конструктивное исполнение, которое обеспечивает высокую прочность и жесткость хвостовой балки, а также объединение в одном агрегате максимально возможного числа стыковых узлов с другими агрегатами, что позволяет снизить массу всего изделия. Кроме того, хвостовая балка удобство эксплуатации при сборке самолета и технологичность.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к хвостовой балке самолета военного назначения. Хвостовая балка представляет собой кессон замкнутого сечения, образованный бортовой мотогондольной стенкой, верхней и нижней панелями, объединенными в монолитную сварную конструкцию в виде короба, и содержит по меньшей мере восемь шпангоутов 1-8, расположенных в направлении полета и разнесенных по длине хвостовой балки, узлы навески горизонтального оперения, вертикального оперения, отъемной части крыла, силовой установки. При этом узел навески горизонтального оперения выполнен в виде проушин, расположенных на шпангоуте 1, узел навески вертикального оперения расположен между шпангоутами 3 и 4 и включает верхнюю и нижнюю опоры, на которые устанавливается полуось киля, узел навески отъемной части крыла представляет собой шпангоуты 5-7, узел навески силовой установки расположен на мотогондольной стенке кессона хвостовой балки и выполнен на вертикальной балке шпангоута 7. Изобретение обеспечивает высокую прочность и жесткость хвостовой балки, объединение в одном агрегате максимально возможного числа стыковых узлов с другими агрегатами, что позволяет снизить массу самолета, обеспечивает удобство эксплуатации при сборке самолета и технологичность. 1 ил.

Хвостовая балка самолета, представляющая собой кессон замкнутого сечения, образованный бортовой мотогондольной стенкой, верхней и нижней панелями, объединенными в монолитную сварную конструкцию в виде короба, содержащая по меньшей мере восемь шпангоутов 1-8, расположенных в направлении полета и разнесенных по длине хвостовой балки, узлы навески горизонтального оперения, вертикального оперения, отъемной части крыла, силовой установки, при этом узел навески горизонтального оперения выполнен в виде проушин, расположенных на шпангоуте 1, узел навески вертикального оперения расположен между шпангоутами 3 и 4 хвостовой балки и включает верхнюю и нижнюю опоры, на которые устанавливается полуось киля, узел навески отъемной части крыла представляет собой шпангоуты 5-7, узел навески силовой установки расположен на мотогондольной стенке кессона хвостовой балки и выполнен на вертикальной балке шпангоута 7.