Фюзеляж самолета

Фюзеляж самолета


Фюзеляж самолета предназначен для размещения экипажа самоле­та, полезной нагрузки, оборудования, горючего, движков, вооружения и т. д. В силовом отношении фюзеляж связывает меж собой другие главные части самолета — крыло, оперение, шасси, силовую ус­тановку.

Вес конструкции фюзеляжа составляет около 40% веса всей конст­рукции самолета, а его аэродинамическое сопротивление — до 50% пол­ного сопротивления самолета.

При общем проекти­ровании фюзеляжа решаются последующие вопросы:

-выбор главных характеристик и размеров фюзеляжа;

-выбор формы обводов носовой и хвостовой частей, и фор­мы поперечного сечения;

-выбор конструктивно-силовой схемы фюзеляжа и увязка ее с дру­гими агрегатами самолета;

-определение веса фюзеляжа.

Выбор главных характеристик, размеров и обводов фюзеляжа

Рис.1

Основными размерами фюзеляжа являются его длина , поперечник , площадь миделевого

сечения , длина носовой части и длина хвостовой части (рис.1).

Огромное воздействие на свойства самолета, в особенности на аэроди­намические и весовые, оказывают

характеристики фюзеляжа: —удлинение фюзеляжа;

— удлинение носовой части; — удлинение хвостовой части.

Если поперечное сечение фюзеляжа некруглое, то при расчете заместо берется

эквивалентный поперечник:

Выбор пара­метров фюзеляжа в отрыве от характеристик крыла, оперения и шасси является прибли­женным решением задачки.

Удлинение фюзеляжа. Величина удлинения фюзеляжа и его частей ( ) выбирается сначала из аэродинамических сооб­ражений. Невыполнение требований аэродинамики может существенно (на одну-две единицы) уменьшить аэродинамическое качество самолета на главных режимах полета.

От удлинения фюзеляжа, также от удлинения его носовой и хво­стовой частей зависит величина критичного значения скорости ( ). При проектировании нужно учесть зависимость фюзеляжа от пара­метров . Разумеется, что число полета для дозвуковых самолетов не должно превосходить фюзеляжа. Данное усло­вие обычно производится, потому что критичная скорость крыла, как пра­вило, меньше критичной скорости фюзеляжа.

Для сверхзвуковых самолетов огромное значение приобретает удли­нение носовой части фюзеляжа, потому что на величину волнового сопротивления глав­ное воздействие оказывает форма носовой части тела.

Среднее удлинение носовой части фюзеляжа сверхзвукового са­молета находится в зависимости от числа М полета и размеров самолета (рис.2).

1-тяжёлые самолёты. 2-лёгкие самолёты.

Рис.2 Рис.3

Из аэродинамических суждений среднее значение удлинения фюзеляжа и его частей (как для дозвуковых, так и для сверхзвуковых самолетов) определяется минимумом полного аэродинамического сопро­тивления.

На дозвуковых скоростях это в главном профильное сопротивление (т. е. сопротивление трения и сопротивление давления), на сверхзвуковых скоростях это сумма волнового сопротивления и сопро­тивления трения (рис.3). Индуктивное сопротивление от характеристик фюзеляжа не зависит.

Но выбирать значение удлинения фюзеляжа и его частей сле­дует, исходя не только лишь из суждений аэродинамики, но беря во внимание и такие принципиальные причины, как вес, сборка и условия эксплуатации самолета.



Удлинения фюзеляжа современных самолетов имеют последующие значения:

а) дозвуковые самолеты

= 1,2…1,5; = 2,0…2,5;

= 6 …7 — легкие самолеты;

= 7 … 8 — пассажирские и транспортные самолеты для местных авиалиний;

= 8 … 9 — средние магистральные пассажирские и томные транспортные самолеты;

б) дозвуковые самолеты ( )
= 1,7…2,0; = 3,0…3,2;

= 10… 13 - томные пассажирские самолеты большой даль­ности;

в) сверхзвуковые легкие самолеты (истребители)

= 4….5 - с боковыми воздухопоглотителями;

= 1,5 …2 - с боковыми воздухопоглотителями;

= 4 ….5, - если движки вне фюзеляжа

= 7….10

г) сверхзвуковые томные самолеты (военные и пассажирские)

= 5…6; = 5…7; = 16…20.

Длина фюзеляжа и площадь миделя. Длина фюзеляжа определяет­ся из условия обеспечения надобных объемов для размещения экипажа, пассажиров, оборудования, вооружения, грузов.

Не считая компоновочных суждений, длина фюзеляжа определяется к тому же надобным плечом горизонтального оперения . Для определения длины фюзеляжа в первом приближении можно пользоваться последующими статистическими данными:

Форма крыла в плане крыла крыла

Прямое 0 9 – 11 0,65 – 0,75

6 – 8 0,75 – 0,85

Стреловидное 35 – 55 6 – 9 0,8 – 0,95

3 – 3,5 0,95 – 1,25

Треугольное 60 – 65 2 – 3 1,5 – 2,0

Из условия обеспечения надобного объема для данной нагрузки длина фюзеляжа определяется по формуле:

либо

где — нужный объем фюзеляжа; — коэффициент формы фюзеляжа (по объему), 0,75—0,8 — до­звуковые самолеты; 0,70—0,75 — сверхзвуковые самолеты.

Не считая того, для дозвуковых самолетов в первом приближении дли­ну фюзеляжа можно определять, воспользовавшись связью характеристик фюзеляжа и крыла, которая выражается последующей приближенной за­висимостью:

где — удлинение фюзеляжа; — размах крыла; — удлинение крыла.

Дальше длину фюзеляжа уточняют в процессе сборки самолета, также из условия выбора нужной величины .

Если выбрана длина фюзеляжа, то длина носовой и хвостовой части обусловится из соотношений:

При проектировании самолета (в особенности сверхзвукового) следует держать в голове, что площадь миделевого сечения фюзеляжа должна быть ми­нимальной (при выполнении важ­нейших требований, предъявляе­мых к сборке самолета). Ми­нимальная величина площади миделевого сечения отвечает тре­бованиям аэродинамики — умень­шаются силы аэродинамического сопротивления фюзеляжа и увеличивается аэроди­намическое качество самолета. Аэродинамическое качество само­лета находится в зависимости от от­носительной площади миделевого сечения фюзеляжа ( площадь крыла). При увеличении качество значительно понижается. Это является одной из обстоятельств того, что для сверхзвуковых пассажирских самолетов приходится принимать = 16—20. Чтоб получить данный объем фюзеляжа, приходится уве­личивать его длину, потому что наращивать поперечник не нужно (чтоб не наращивать ).

Лучший поперечник фюзеляжа сле­дует выбирать, исходя из разумного компромисса меж аэродинамиче­скими и весовыми чертами фюзеляжа и самолета в целом.

В практике самолетостроения для разных классов самолётов имеем последующие размеры миде­левого сечения фюзеляжей:

а) легкие самолеты без герметической кабины

= 1,0—1,2 м2 — одноместный самолет; =1,5—1,7 м2 — летчик и пассажир рядом;

б) многоцелевые истребители с ТРД в фюзеляже
=1,3—2,5 м2 — самолет с одним ТРД; = 3,0—5,0 м2 — самолет с 2-мя ТРД;

в) средние бомбовозы
= 3—4 м2; = 2,0—2,3 м;

г) томные бомбовозы
= 6—12 м2; = 2,8—3,9 м;

д) военно-транспортные самолеты

= 6,5—7,5 м2; =2,9—3,1 м — легкие самолеты;

=10—15 м2; = 3,6—4,4 м — средние самолеты: — ширина грузовой кабины 3,4—3,5 м; высота грузовой кабины 3,2—3,4 м;

=28—50м2; = 6—7 м — томные самолеты:


Загрузка...

- ширина грузовой кабины 4,5—5,9

- высота грузовой кабины 3,7—4,5 м.

Форма и обводы фюзеляжа. Форма носовой и хвостовой части, фор­ма поперечных сечений фюзеляжа, также вид фюзеляжа вы­бираются в период эскизного проектирования самолета.

Форма фюзеляжа современных самолетов по тем либо другим причи­нам нередко отличается от формы, диктуемой аэродинамическими сообра­жениями (цилиндр с обтекаемой симметричной носовой и хвостовой частью).

Форма носовой и хвостовой части фюзеляжа подвержена сильному воздействию критерий сборки и эксплуатации самолета. Потому что в носо­вой части фюзеляжа всегда располагается кабина пилотов, а по требо­ваниям сборки нужно обеспечить неплохой обзор из кабины, то носовую часть фюзеляжа приходится делать несимметричной (вид с боковой стороны) (рис.4). Если на дозвуковых скоростях такая форма значительно не оказывает влияние на аэродинамические свойства самолета, то при М>1 несиммет­ричный нос фюзеляжа (а поточнее, фонарь кабины пилотов) делает за­метное повышение лобового сопротивления.

На томных самолетах для уменьшения сопротивления на сверхзву­ковых скоростях и улучшения обзора при взлете и посадке нередко при­меняется отклоняемая носовая часть фюзеляжа.

На легких сверхзвуковых самолетах используют неубирающийся фонарь кабины. По требованиям сборки для такового типа самолетов (многоцелевые истребители) неплохой обзор для летчика необходимо» обеспечить не только лишь на взлете и посадке, да и в течение всего полета. Чтоб понизить сопротивление, фонарь кабины делают с удлинением более 5—6 (отношение длины фонаря к ширине либо высоте). Угол: наклона лобового стекла должен быть более 60—65°.

Угол у фонарей дозвуко­вых самолетов (М = 0,7—0,9) делают более 50—55° для улучшения аэродинамики са­молета.

1-военно-транспортный самолёт; 2-пассажирский самолёт.

Рис.4 Рис.5

На обводы носовой части фюзеляжа легких самолетов существенное воздействие оказы­вает сборка воздухозабор­ников. Даже если на самолете установлены боковые воздухо­заборники, их форма будет определять форму носовой час­ти фюзеляжа. К примеру, если воздухозаборник имеет плос­кую форму, то и фюзеляж поблизости воздухопоглотителя дол­жен быть плоским (чтоб обеспечить равномерный поток на входе в воз­духозаборник).

Носовая часть фюзеляжа томных военно-транспортных самолетов для удобства процесса погрузки — выгрузки время от времени производится отки­дывающейся. Это тоже оказывает влияние на обводы носовой части фюзеляжа.

Не наименьшее внимание нужно уделять и обводам хвостовой части фю­зеляжа. Решающая роль тут принадлежит требованиям эксплуатации, в особенности у дозвуковых военно-транспортных и пассажирских самолетов. Хвостовая часть фюзеляжа пассажирских самолетов несколько припод­нята для обеспечения подходящих углов атаки при взлете и посадке. У воен­но-транспортных самолетов (ВТС) хвостовая часть еще больше поднята ввысь и нередко имеет плоскую нижнюю часть для обеспечения погрузки — выгрузки и воздушного десантирования через задний лючок. Такая форма хвостовой части фюзеляжа ВТС неблагоприятно сказывается на аэроди­намических свойствах фюзеляжа. Для уменьшения в районе заднего лючка ВТС время от времени используются особые ребра (рис.5), при помощи которых удается на 10—15% уменьшить сопротивление фюзеляжа и приблизительно на единицу прирастить аэродинами­ческое качество в крейсерском полете.

По форме поперечное сечение фюзеляжа должно приближаться к кругу. Круг является наилучшей формой поперечного сечения герметизиро­ванной части фюзеляжа, обеспечивающей меньший вес конструкции. Вследствие этого многие современные штатские и военные самолеты имеют круглое (или близ­кое к кругу) сечение фюзеляжа.

Но форма сечения фюзеляжа нередко диктуется компоновочными со­ображениями.

К примеру, желание получить аэродинамически прибыльную конфигурацию крыла с фюзеляжем ит.д./ Еще посильнее сказываются суждения сборки на форме поперечного сечения фюзеляжа транспортных и легких самолетов.

Фюзеляж легких самолетов в главном является не герметичным (гер­метизируется только кабина пилота). Потому что при равной площади фор­ма сечения не оказывает приметного воздействия на аэродинамическое сопро­тивление фюзеляжа (при условии, естественно, что данная форма сечения не наращивает сопротивление интерференции с крылом), то форма негерметизированной части фюзеляжа может выбираться основным обра­зом из компоновочных и эксплуатационных суждений.

Так, к примеру, истребитель с одним движком в фюзеляже имеет, обычно, круглую форму сечения, а с 2-мя — округлую. Боковые плоские воздухопоглотители делают совместно с фюзеляжем сечение, близ­кое к прямоугольной форме и т. д. Если форма поперечного сечения фюзеляжа не оказывает приметного воздействия на самолета, то рассредотачивание площадей поперечных сече­ний фюзеляжа по его длине оказывает очень сильное воздействие на вели­чину , в особенности в зоне трансзвуковых скоростей полета.





Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Фюзеляж самолета:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Фюзеляж самолета