ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ФЮЗЕЛЯЖА И БИМС В ОТСЕКЕ ФЮЗЕЛЯЖА Российский патент 2024 года по МПК B64C1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к области авиастроения, а именно к устройству бимс, расположенному в центральной части фюзеляжа самолета, предназначенному для компенсации потери жесткости фюзеляжа в зоне выреза под отсек основной опоры шасси.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Известна передняя балка самолета, соединенная с передней нижней секцией фюзеляжа, в которой в стыке бимса с передним отсеком фюзеляжа в зоне гермошпангоута обшивка нижней панели бимса обрезается и перестыковывается с обшивкой отсека фюзеляжа через накладку, а продольные жесткостные элементы через фитинги (патент FR3006297,
МПК B64C1/06, B64F5/00, дата публикации 15.07.2016).

[0003] Недостатком данного технического решения является то, что данная конструкция приводит к увеличению массы и снижению технологичности изготовления фюзеляжа.

[0004] Известно устройство для соединения с кессоном крыла самолета и передачи на него усилий, действующих на фюзеляж самолета. Вариант исполнения нижней панели бимса продлен вперед за гермошпангоут и формирует нижний контур центральной части фюзеляжа, но при этом из-за особенностей конструкции нижняя панель имеет расширение в зоне центроплана (крыльевой коробки) (патент FR2999149, МПК B64C1/26, дата публикации 16.01.2015).

[0005] Недостатком данного технического решения является то, что данная конструкция приводит к увеличению массы и снижению технологичности изготовления фюзеляжа.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в снижении веса самолета, повышении технологичности изготовления бимса и центральной части фюзеляжа.

[0007] Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в снижении веса самолета и повышении технологичности изготовления фюзеляжа за счет уменьшения ширины нижней панели бимса в зоне центроплана.

[0008] Заявляемый технический результат достигается за счет того, что центральная часть фюзеляжа содержит передний и задний гермошпангоуты, центроплан, нишу основных опор шасси и бимс, включающий нижнюю панель, которая имеет среднюю негерметичную часть, которая состоит из лонжеронов, поперечных элементов жесткости и верхней панели, переднюю и заднюю герметичные части, причем средняя негерметичная часть нижней панели бимса по ширине уже, чем передняя и задняя герметичные части нижней панели, при этом передняя часть нижней панели бимса продлена за передний гермошпангоут центральной части фюзеляжа до стыка с передней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части фюзеляжа и с передним гермошпангоутом в местах соединения, а задняя часть нижней панели бимса продлена за задний гермошпангоут центральной части фюзеляжа до стыка с задней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части фюзеляжа и с задним гермошпангоутом в местах соединения, причем нижняя панель бимса формирует нижний обвод центральной части фюзеляжа за счет того, что она выполнена без расширения в зоне центроплана.

[0009] Также заявляемый технический результат достигается за счет того, что бимс в отсеке фюзеляжа включает в себя лонжероны, поперечные жесткостные элементы, верхнюю панель, нижнюю панель, передняя и задняя части которой состоят из обшивки, шпангоутов и продольных жесткостных элементов, выполненными неразрезным образом, при этом передняя часть нижней панели бимс продлена за передний гермошпангоут центральной части фюзеляжа до стыка с передней частью фюзеляжа, а задняя часть нижней панели бимс продлена за задний гермошпангоут центральной части фюзеляжа до стыка с задней частью фюзеляжа, и нижняя панель бимса формирует нижний обвод центральной части фюзеляжа таким образом, что она выполнена без расширения в негерметичной зоне центральной части фюзеляжа, расположенной под центропланом и нишей основной опоры шасси.

[0010] В частном случае реализации бимса, продольные жесткостные элементы нижней панели бимса могут быть Т-образного или L-образного, или Ω-образного, или Z-образного сечения.

[0011] В частном случае реализации бимса, продольные жесткостные элементы нижней панели бимса могут быть исполнены как единой деталью с обшивкой нижней панели бимса, так и отдельными элементами.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РЕАЛИЗАЦИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Заявляемое изобретение поясняется графическими материалами:

фиг.1 - отображен вид центральной части фюзеляжа с конструкцией бимса со стороны передней части фюзеляжа;

фиг.2 - показан общий вид конструкции бимса;

фиг.3 - изображен вид на нижнюю панель бимса и задний гермошпангоут;

фиг.4 - изображен вид на нижнюю панель бимса и передний гермошпангоут;
фиг.5 - изображен вид на передний гермошпангоут со стороны герметичной части фюзеляжа;

фиг. 6 - изображен вид на передний гермошпангоут со стороны негерметичной части фюзеляжа;

фиг. 7 - изображен вид центральной части фюзеляжа с конструкцией бимса со стороны задней части фюзеляжа;

фиг. 8 - изображен вид на задний гермошпангоут со стороны негерметичной части фюзеляжа;

фиг. 9 - изображен вид на передний гермошпангоут со стороны негерметичной части фюзеляжа;

фиг. 10 - изображен вид изнутри бимса на задний гермошпангоут со стороны негерметичной части фюзеляжа.

[0013] На фигурах обозначены следующие позиции:

1 – центральная часть фюзеляжа;

2 – передний гермошпангоут;

3 – задний гермошпангоут;

4 – центроплан;

5 – ниша основных опор шасси;

6 – бимс;

7 – лонжерон;

8 – поперечные жесткостные элементы;

9 – верхняя панель бимса;

10 – нижняя панель бимса;

11 – обшивка;

12 – продольные жесткостные элементы;

13 – шпангоуты;

14 – элементы навески и крепления;

15 – средняя негерметичная часть;

16 – передняя герметичная часть;

17 – задняя герметичная часть;

18 – стык передней части фюзеляжа с центральной частью фюзеляжа;

19 – стык задней части фюзеляжа с центральной частью фюзеляжа;

20 – место соединения центроплана с лонжеронами бимса;

21 – места соединения передней герметичной части бимса с боковыми панелями центральной части фюзеляжа;

22 – места соединения передней герметичной части бимса с передним гермошпангоутом;

23 – места соединения задней герметичной части бимса с боковыми панелями центральной части фюзеляжа;

24 – места соединения задней герметичной части бимса с задним гермошпангоутом;

25-31 – фитинги.

[0014] Центральная часть (1) фюзеляжа (фиг. 1) содержит передний (2) и задний (3) гермошпангоуты, центроплан (4), нишу основных (5) опор шасси и бимс (6).

[0015] Бимс (6) (фиг. 2) содержит лонжероны (7), поперечные жесткостные элементы (8), верхнюю панель (9), нижнюю панель (10), представляющую из себя обшивку (11), продольные жесткостные элементы (12) и шпангоуты (13). Бимс (6) включает элементы навески и крепления (14) приводов створок основных (5) опор шасси.

[0016] Верхняя панель (9) вместе с лонжеронами (7) и нижней панелью (10) бимса (6) формирует замкнутый контур бимса (6) в зоне ниши основных (5) опор шасси, который воспринимает нагрузки от элементов (14) навески и крепления приводов створок основных (5) опор шасси, и расположена между задним гермошпангоутом (3) и задней стенкой центроплана (4) (фиг. 3).

[0017] Нижняя панель (10) бимса (6) имеет среднюю (15) негерметичную часть, переднюю (16) и заднюю (17) герметичные части, причем средняя (15) негерметичная часть нижней панели (10) бимса (6) по ширине уже, чем передняя (16) и задняя (17) герметичные части нижней панели (10) бимса (6), а также нижняя панель (10) полностью формирует нижний обвод центральной части (1) фюзеляжа (фиг. 3, 4).

[0018] За счет продления передней (16) и задней (17) негерметичных частей бимса (6) за гермошпангоуты (2, 3) центральной части (1) фюзеляжа до стыка (18) с передней частью фюзеляжа и стыка (19) с задней частью фюзеляжа соответственно, продольных жесткостных элементов (12), выполненными неразрезным образом, а также за счет того, что продольные жесткостные элементы передней (12) передней (16) части нижней панели (10) бимса (6), лонжероны (7) и продольные жесткостные элементы (12) задней (17) части нижней панели (10) бимса (6) представляют из себя единую неразъемную конструкцию, длину средней (15) негерметичной части бимса (6) удалось удлинить, а также снизить вес самолета за счет уменьшения металлоемкости конструкции нижней панели (10) бимса (6).

[0019] В рамках настоящего изобретения под неразрезным исполнением продольных жесткостных элементов (12) понимается их цельное исполнение в виде единой детали без стыковочных элементов между собой.

[0020] На фиг. 3 и 4 показаны места соединения (20) центроплана (4) с лонжеронами (7) бимса (6). В данном месте соединения (20) у бимса (6) отсутствует верхняя панель (9), и центроплан (4) соединен с лонжеронами (7) бимса (6) механическим крепежом (не показано на фигурах). Таким образом расположение центроплана (4) находится над средней (15) негерметичной частью, узкой частью, бимса (6).

[0021] Передняя (16) герметичная часть нижней панели (10) бимса (6) расположена в центральной части (1) фюзеляжа таким образом, что продлена за передний (2) гермошпангоут центральной части (1) фюзеляжа до стыка (18) с передней частью фюзеляжа (фиг. 1, 3) и состыкована с боковыми панелями центральной части (1) фюзеляжа в местах соединения (21) и с передним (2) гермошпангоутом в местах соединения (22).

[0022] Места соединения (22) передней (16) герметичной части нижней (10) панели бимса (6) с передним гермошпангоутом (2), а также места соединения (21) нижней панели (10) бимса (6) с боковыми панелями центральной части (1) фюзеляжа (фиг. 1) выполнены с использованием механического крепежа, например, болтов (не показано на фигурах).

[0023] Задняя (17) герметичная часть нижней панели (10) бимса (6) расположена в центральной части (1) фюзеляжа таким образом, что продлена за задний (3) гермошпангоут центральной части (1) фюзеляжа до стыка (19) с задней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части (1) фюзеляжа в местах соединения (23) и с задним (3) гермошпангоутом в местах соединения (24) (фиг. 7).

[0024] Бимс (6) в месте расположения заднего (3) гермошпангоута представлена таким образом, что лонжероны (7) продлены за задний (3) гермошпангоут, как отображено на фиг.7.

[0025] Места соединения (24) задней (17) герметичной части нижней (10) панели бимса (6) с задним (3) гермошпангоутом, а также места соединения (23) нижней панели (10) бимса (6) с боковыми панелями центральной части (1) фюзеляжа (фиг.7) выполнены с использованием механического крепежа, например, болтов, заклепок (не показано на фигурах).

[0026] Обшивка (11) и продольные жесткостные элементы (12) нижней панели (10) бимса (6) могут быть изготовлены из металлических или композиционных материалов. Продольные жесткостные элементы (12) нижней панели (10) бимса (6), которые могут быть, например, Т-образного или L-образного, или Ω-образного, или Z-образного сечения, соединены с обшивкой (11) нижней панели (10) бимса (6), например, механическим крепежом, склейкой или сваркой, или могут быть изготовлены единой деталью.

[0027] Для обеспечения герметичности зазоры в зонах прохода продольных жесткостных элементов (12) бимса (6) через передний (2) гермошпангоут закрываются фитингами (25, 26), установленными на механическом крепеже, с применением герметика. Фитинги (25, 26) могут быть установлены как со стороны герметичной (фиг. 5), так и со стороны негерметичной (фиг. 6) части фюзеляжа, при этом установка фитингов (26) со стороны негерметичной части фюзеляжа более технологична.

[0028] Для обеспечения герметичности в зоне заднего (3) гермошпангоута снаружи по лонжеронам (7) бимса (6) установлены вертикальные фитинги (27), на верхней панели (9) установлены горизонтальные фитинги (28) (фиг.8).

[0029] Изнутри герметичной зоны фюзеляжа по лонжеронам (7) установлены вертикальные фитинги (29), а также фитинги (30), которые прилегают к стенке заднего (3) гермошпангоута и наклонной плоскости лонжеронов (7) (фиг.9).

[0030] Изнутри бимса (6) между лонжеронами (7) также установлены фитинги (31), которые прилегают к стенке заднего (3) гермошпангоута и к обшивке (11) нижней панели (10), охватывая продольные жесткостные элементы (12) (фиг.10).

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к устройству бимс, расположенному в центральной части фюзеляжа самолета, предназначенному для компенсации потери жесткости фюзеляжа в зоне выреза под отсек основной опоры шасси. Центральная часть фюзеляжа, включающая передний и задний гермошпангоуты, центроплан, нишу основных опор шасси и бимс, включающий нижнюю панель, которая имеет среднюю негерметичную часть, которая состоит из лонжеронов, поперечных элементов жесткости и верхней панели, переднюю и заднюю герметичные части. Причем средняя негерметичная часть нижней панели бимса по ширине уже, чем передняя и задняя герметичные части нижней панели. При этом передняя часть нижней панели бимса продлена за передний гермошпангоут центральной части фюзеляжа до стыка с передней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части фюзеляжа и с передним гермошпангоутом в местах соединения. Задняя часть нижней панели бимса продлена за задний гермошпангоут центральной части фюзеляжа до стыка с передней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части фюзеляжа и с задним гермошпангоутом в местах соединения. Причем нижняя панель бимса формирует нижний обвод центральной части фюзеляжа за счет того, что она выполнена без расширения в зоне центроплана. Группа изобретений также относится к бимс для отсека фюзеляжа. Технический результат - снижение веса самолета и повышение технологичности изготовления фюзеляжа. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Центральная часть (1) фюзеляжа, включающая передний (2) и задний (3) гермошпангоуты, центроплан (4), нишу основных (5) опор шасси и бимс (6), включающий нижнюю панель (10), которая имеет среднюю (15) негерметичную часть, которая состоит из лонжеронов (7), поперечных элементов жесткости (8) и верхней панели (9), переднюю (16) и заднюю (17) герметичные части, причем средняя (15) негерметичная часть нижней панели (10) бимса (6) по ширине уже, чем передняя (16) и задняя (17) герметичные части нижней панели (10), при этом передняя часть (16) нижней панели (10) бимса (6) продлена за передний (2) гермошпангоут центральной части (1) фюзеляжа до стыка (18) с передней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части (1) фюзеляжа и с передним (2) гермошпангоутом в местах соединения (21, 22), задняя часть (17) нижней панели (10) бимса (6) продлена за задний (3) гермошпангоут центральной части (1) фюзеляжа до стыка (19) с передней частью фюзеляжа и состыкована с боковыми панелями центральной части (1) фюзеляжа и с задним (3) гермошпангоутом в местах соединения (23, 24), причем нижняя панель (10) бимса (6) формирует нижний обвод центральной части (1) фюзеляжа за счет того, что она выполнена без расширения в зоне центроплана (4).

2. Центральная часть (1) фюзеляжа по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения герметичности зазоры в зонах прохода продольных жесткостных элементов (12) бимса (6) через передний (2) гермошпангоут закрываются фитингами (25, 26).

3. Центральная часть (1) фюзеляжа по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения герметичности в зоне заднего (3) гермошпангоута снаружи по лонжеронам (7) бимса (6) установлены вертикальные фитинги (27), на верхней панели (9) установлены горизонтальные фитинги (28).

4. Центральная часть (1) фюзеляжа по п.1, отличающаяся тем, что изнутри герметичной зоны фюзеляжа по лонжеронам (7) установлены вертикальные фитинги (29), а также фитинги (30), которые прилегают к стенке заднего (3) гермошпангоута и наклонной плоскости лонжеронов (7).

5. Центральная часть (1) фюзеляжа по п.1, отличающаяся тем, что изнутри бимса (6) между лонжеронами (7) также установлены фитинги (31), которые прилегают к стенке заднего (3) гермошпангоута и к обшивке (11) нижней панели (10), охватывая продольные жесткостные элементы (12).

6. Бимс (6) в отсеке фюзеляжа, включающий в себя лонжероны (7), поперечные жесткостные элементы (8), верхнюю панель (9), нижнюю панель (10), передняя (16) и задняя (17) части которой состоят из обшивки (11), шпангоутов (13) и продольных неразрезных жесткостных элементов (12), при этом передняя (16) часть нижней панели (10) бимс (6) продлена за передний (2) гермошпангоут центральной части (1) фюзеляжа до стыка (18) с передней частью фюзеляжа, а задняя часть (17) нижней панели (10) бимса (6) продлена за задний (3) гермошпангоут центральной части (1) фюзеляжа до стыка (19) с задней частью фюзеляжа, и нижняя панель (10) бимса (6) формирует нижний обвод центральной части (1) фюзеляжа таким образом, что она выполнена без расширения в негерметичной зоне (15) центральной части (1) фюзеляжа, расположенной под центропланом (4) и нишей основных (5) опор шасси.

7. Бимс (6) в отсеке фюзеляжа по п.6, отличающийся тем, что продольные жесткостные элементы (12) нижней панели (10) бимса (6) могут быть Т-образного, или L-образного, или Ω-образного, или Z-образного.

8. Бимс (6) в отсеке фюзеляжа по п.6, отличающийся тем, что продольные жесткостные элементы (12) нижней панели (10) бимса (6) могут быть исполнены как единой деталью с обшивкой (11) нижней панели (10) бимса, так и отдельными элементами.